
2024年7月16日至19日,以“重塑:数字遗产新质生产力”为主题的2024文化遗产保护数字化国际论坛在北京中关村国际创新中心成功举办,大会开设了历史城镇、人工智能、数字石窟寺、考古遗址、三山五园等多个学术专场,带来了近百篇精彩的学术报告。
7月17日,在三山五园专场上,中关村科学城城市大脑股份有限公司副总裁赵丽丽受邀发表学术报告,本文将其发言进行整理,供大家学习交流。
智慧城市与文物智能保护系统

一、引言
非常荣幸有这么一个机会在这里分享在科技赋能不可移动文物保护方面的一些实践。我是来自中关村科学城城市大脑股份有限公司。中科大脑是一家诞生和成长于中关村的科技企业,我们致力于把人工智能、物联网、大数据等等这些技术应用到城市治理和公众服务的各个环节,我们在最近几年也把城市大脑的技术应用到不可移动文物的保护和利用中。我们的目标是让我们的文物被感知,会说话,能思考。
二、背景
1.1 不可移动文物现状
大家众所周知,现在正在进行第四次全国文物普查工作,现在拿到第三次全国文物普查,全国有76万余处登记的不可移动文物(图1),但是还有一个数字同样触目惊心,就是有一些报告研究指出我国平均每年消失2000余处,在这么多文物里,他们有可能像十三陵的烛台被盗的人为因素,还有一些像2019年巴黎圣母院发生的火灾,虽然最近看到新闻报道,马上今年经过一些数字技术复原和支撑的新的重建后的巴黎圣母院,也要对外开放,但其实这对我们文物是一个巨大的损失,我们如何利用好的新的科学技术保护好不可移动文物,我们大家都有责任和义务。

图 1登记的全国各类不可移动文物
1.2保护利用路径
到底城市大脑是怎么或者我们的科学技术是怎么赋能不可移动文物的保护和利用。其实像古建筑、遗址、石刻、史记这些不可移动文物跟馆藏在博物馆的文物是不一样,散落在城市、乡村、郊野,对它的保护和利用难度要比在馆藏文物的保护更难。海淀在创建三山五园文物保护利用示范区的过程中,也是把城市大脑已经建设好的数字底座,这里面包括对海淀区域全区的数字孪生、物联网感知的智能终端、人工智能AI的识别、大数据的决策分析,这些数字化的底座应用到不可移动文物的保护和利用过程中,用数字技术感知文物的体征状态,去预判隐患和风险,对风险进行实时预警,对预警风险协同各个城市的管理部门进行闭环处置。当有应急事件发生的时候,我们可以利用城市大脑已经建成的智能指挥中心实行智慧高效地调度指挥。
三、海淀区不可移动文物保护和利用实践
2.1 保护措施
下面我具体分享一下海淀区做不可移动文物保护和利用过程中的实践,我们这些事情通过4种保护措施,把科技赋能到文物保护里。
第一,海淀区文物的不可移动文物资源富集,一共有328处不可移动文物,为了更好的管好这些文物,我们需要摸清家底,建立台账,知道每一处文物在哪,是什么情况,这样通过科技的手段做三件事情。第一摸清家底,二是建立台账,三是实施了解现状。这是对于资源的管理。
第二,有了相对静态的资源之后,我们用了技防加人防的方式,就是科技感知和人工巡查相结合的方式,通过部署终端感知文物的现状,通过人工巡检查漏补缺,实时看到文物是否有风险和隐患。
第三,在巡检的基础上对存在的隐患进行及时报警和提醒,所有的隐患通知到文物巡查员和文物保护单位相关责任人的手机上,他们可以全时响应风险隐患,同时可以协同像公安、园林等等相关部门进行隐患的闭环处置。当有一些应急事件发生,在智能化的指挥中心进行智能指挥和应急调度。

图 2海淀区文物资源调查小程序
第四,以上措施,我们通过三端协同:一是手机端做了小程序,小程序起到的作用是文物普查和协同沟通;二是海淀区城市指挥中心有大屏幕的指挥终端,同时指挥终端延伸到海淀区文旅局,文旅局的领导和文物执法队员进行协同和通信。三是各个文物使用单位的PC端,通过这个也可以进行三端的协同联动。
2.2 资源管理策略
通过手机移动端做的第一件事情是4种措施之一,对文物进行普查,摸清家底,建立台账。在文物普查的过程中跟相应的专家和学者合作,目前一共建立了20张细分的文物普查一套表,这一套表也是国家文物局发布的第四次文物普查中的相关要求。有这张表之后,把表内信息进行结构化,通过小程序的形式,文物普查员拿手机到文物现场可以实时获取坐标位置,可以通过小程序拍照,可以通过小程序添加文物目前保护的现状等等,这样可以标准化、高效、快捷地获取文物的情况;同时前端搜集的信息还会有专家和质检人员在后台对所有的搜集和上传的信息进行核实,核实和质量评估之后入库,就形成了海淀文物普查的家底。
有了家底之后,因为文物在荒郊野外,在实时变化。我们能否动态感知到它?我们在这里建立了定期的任务检查和不定期的专项活动,通过这些方式,依托手机端的小程序下达相应的任务,对任务每一次需要采集的信息和上报的信息进行结构化的处置,结合移动终端进行数字化的采集并且绘制相应的图,最后把所有的信息进行入库,形成文物的一张图。

图 3海淀区不可移动文物智能保护系统
2.3 监测手段
有了资源管理之后,更关注的是在日常生活中这些文物是否被盗,是否有攀爬,是否有天灾。现在海淀区不可移动文物共有4种监测手段,通过安装智能摄像头,防倾斜传感器、温湿度传感器等等,去感知文物有没有火灾的隐患,有没有被攀爬靠近,有没有倾斜坍塌的可能性或者有没有被盗和位移的风险,所有的实施,通过前端的摄像头和感知设备以及后端AI算法平台,所有的AI算法都是依托于海淀区统一城市大脑的AI计算中心底座实施,并没有完全重新建立一套新的系统。有这些全面的感知,它其实实现了7×24小时的感知。海淀很多文物是在山后,山比较高,周边的环境比较恶劣,所以人工检查不方便,我们用智能化的终端可以保证全面、全时对文物的智能监控。
当然,我们在重点节点,例如重点汛期或火灾易发生的时期还会做一些人工的巡检进行查漏补缺,保证文物实时在监控范围内。

图 4文物巡查策略
有了技防加人防的检测和巡检之后,所有的风险隐患,不管是智能终端发现的还是文物巡检员巡查时发现的,都会通过我们的系统实时把风险隐患报到相应的文物保护工作人员手机上,由文物保护工作人员采取措施去协调和联动相应的部门,比如说公安、消防、园林等等部门共同协同去处置,保证我们能够及时联动消除安全。
2.4 辅助决策和风险
有了清晰地家底、台账,有实时的监测和风险预警,我们做好文物管理和保护,我们有辅助决策的系统,通过大数据平台去发现和感知,比如说海淀区的文物有哪些是常见的风险隐患,我们应该采取什么样的重点保护措施,这是我们应对大数据的技术做分析和展示,辅助领导做决策。当然,在一些非常紧急的情况,我们会有一套完整的应急指挥和联动系统,保证风险隐患得到及时处置。

图 5应急指挥联动系统
四、实施成效
在整个的实际过程中,我们在文物保护这套系统是2023年年底上线,截至目前,实际上在四个方面取得成效。一是能够缩短时间,巡查时间从一天缩短到最多一个小时轮一遍。释放大量的人力,328处文物仅派42名进行管理,同时发现问题之后各部门协同联动高效处置;二是文物监测,通过前端智能摄像头及物联感知设备,实现无人值守、自动化检测,及时发现安全隐患,随时排查、确认和维护;三是文物一张图,在“一张图”对关于文物数据进行可视化展示,文物位置数据、基础信息数据、告警事件等数据,实现关于文物数据的查询、展示、统计分析;四是能够协同联动相关部门进行调度,实现了对文物数据的可视化展示和应急指挥功能,为文物行政管理部门精准调度提供了技术基础和强有力的支撑。
五、总结
海淀的科技特色和科学技术的科技赋能让示范区的创建更加先进,我们目前已经把这一套不可移动文物保护系统在其他地区推广,国家文物局对我们这套系统表示高度认可。未来希望跟现场的各位专家和学者有机会合作或者有机会把技术应用到其他的文物保护的领域。
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裴唯伊 杜寇
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