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南京明城墙基于人工智能保护及管理方案时间：2019年1月前言南京作为六朝古都，其深厚的历史背景与文化底蕴，都是其他城市不能比拟的。随着时间的推移，历朝历代都留下了一批不少的文物建筑，其常年暴露在外，饱经风霜，有的还遭受战火的牵连。那么，对于这些文物的保护与修复，也是这座城市不可疏忽的工作。那么作为明朝开朝城的象征，目前全世界最大规模的都城城墙—南京明城墙，做好当前的保护工作是重中之重的当务之急。明城墙的历史及现状明城墙损伤情况明城墙的维修原则及保护法规明城墙的保护方法1234目录章节1明城墙的现状南京明城墙的现状1953年，南京市人民政府对城墙进行查勘，城门及城墙共损坏300多处。1954年实测南京城墙周长约34.36公里。1956年，南京市拟定并执行了拆城计划。1958年测知，城墙基本完整保留的长度为15.308公里，由于拆除等原因半损坏的长度为13.375公里，两者总长28.683公里。1983年南京文物普查办公室进行了又一次城墙普查。经实测得出，外形完整的城墙19.802长度公里，半损坏的城墙长度1.549公里，总长为21.351公里。与1958年相比，完整和半损坏的城墙总长减少了7.332公里。2004年5月,经恢复与保护的明城墙完好总长度已经达到23.743公里。目前城墙被大致分为七段：中华门—东水关（3231.5米）后标营南—太平门（5636.2米）九华山—台城（1662.2米）解放门—神策门（4070米）中央门西—定淮门（5362.7米）石头城—汉西门（1668.7米）西水关—中山南路（2111.7米）南京明城墙损伤的情况膨胀开裂剥落坍塌沉降侧移损伤种类指城墙表面局部凸起，但尚未出现城砖脱落的现象，这是城墙墙体外侧城砖与内侧城砖失去拉结的结果，继续发展下去可导制表皮城砖剥落甚至导致局部坍塌。膨胀指墙体出现深浅不一、长短不等的裂缝，南京城墙的墙体开裂有纵向开裂和横向开裂两种，纵向开裂指裂缝和城墙走向呈垂直方向，横向开裂指裂缝与城墙走向成水平方向，其中横向裂缝对城墙危害更严重。开裂指墙体表面出现城砖松动，脱离墙体的现象，一般出现在臌胀、开裂以后，也有因城墙表皮与墙芯在砌筑中未能相互咬合所致。剥落指城墙表皮连同部分内芯倒塌，根据坍塌面积有大面积坍塌和局部坍塌两种，是城墙破坏的最严重后果。坍塌沉降是指城墙墙体由于内部出现空洞，强度降低，导致上层城墙砌体下沉，分整体沉降和局部沉降两种。沉降又称侧滑，指临近地表的城墙墙体向一侧滑动，致使该段城墙出现整体倾斜、开裂、甚至坍塌的现象，多见于包山墙段。侧移南京明城墙损伤的情况南京明城墙旅游开发的现状上世纪80年代，南京市为加快旅游业的发展，出台政策，投放资金对明城墙进行保护和开发。1982年市政府投入2300多万元，先后对中华门、丰台路、后标营、九华山等23段城墙进行维修。2001年市政府投入城墙维修费用6000多万，城墙及周边环境整治费用3亿元。2004年，市政府出台《南京明城墙风光带总体规划和分段规划》计划投资16.6亿元，用三年的时间让南京明城墙以“旧城墙，遗址，绿化带，道路”等形式实现贯通，同时对前湖、月牙湖、东水关、石头城、小桃园、神策门等地段进行整治。目前南京明城墙已经部分被旅游开发利用。旅游现状南京明城墙旅游开发的情况资源特色表现不明深度挖掘城墙特色，旅游项目单一，游客参与性不强宣传力度不够，市场知名度低景点解说系统落后明城墙主体及周边环境污染严重旅游现状章节2明城墙的保护解决方案非接触采集：保护古建筑，所有数据采集方法不接触结构物损坏检测和损坏预防并重：治标治本，探测损坏的同时更重要的是对造成结构物损坏的因素进行全时监控智能化、可视化：采用人工智能、深度学习和大数据计算的方法智能分析产生预警，并在多种终端集中展示处置调度闭环：对于产生的预警信息，可视化调度工作人员进行处置，并生成处置记录保护设计原则明城墙的保护城墙损坏的预防城墙损坏的探测基于雷达的非接触微变监测裂缝分布式监测（FCC）结构物气象环境检测系统古城墙红外热成像预警系统基于视频的结构物剥落、坍塌状态监测古城墙消防预警系统明城墙的保护方法古城墙游览区人员管理系统明城墙的保护方法——沉降监测基于雷达的非接触式结构物微变、沉降监测对目标物进行连续、全面的微形变监测，无须靠近或进入目标物，施工简便；不受雨、雪、雾灯环境因素和光照条件影响，全天时、全天候持续工作；裂缝分布式监测（FCC）—高效、低成本的实时分布式监测柔性导电涂料裂缝监测技术一种有别于传统钢弦式、光纤光栅传感器将裂缝宽度在传感器标距长度范围内进行平均的思路，在柔性胶体材料中分布大量导电颗粒，利用裂缝位置导电颗粒间距变大会导致涂料条电阻值大幅升高或跃变的现象进行裂缝监测的技术。明城墙的保护方法——裂缝监测裂缝分布式监测（FCC）—高效、低成本的实时分布式监测大范围分布式：单个传感器可监测0.2~3米区域内任意位置目标物开裂，监测的有效范围更大，安装无需打膨胀螺丝，对目标物无影响。导电涂料传感器钢弦式传感器10cm20~300cm明城墙的保护方法——裂缝监测明城墙的保护方法——裂缝监测裂缝分布式监测（FCC）—高效、低成本的实时分布式监测全过程实时：传感器能对裂缝发生、扩展直至破坏的全过程进行监测，可精确获取开裂宽度，定量评估裂缝的发展趋势。正常阶段扩展阶段失效阶段裂缝发生时刻断裂时刻明城墙的保护方法——视频监测基于视频的结构物剥落、坍塌状态监测全过程实时：基于针对性的智能图像识别算法，对视频覆盖范围内的结构物剥落、坍塌状态进行实时监测预警，需订制研发。明城墙的保护方法——气象监测结构物气象环境监测对结构物周围的温湿度、雨量等气象环境进行实时监测统计。表面沉降沉降加速度深部沉降土壤湿度地下水位降雨浅层沉降灾情数据实时监测实时采集重点区域电流、烟感、水压信息，控制中心集中显示明城墙的保护方法——智能消防红外热成像技术在夜间防控上的应用城墙区域夜间照度低、区域大，采用大面积红外热成像技术实现入侵管控和火灾应急预警。明城墙的保护方法——红外热成像明城墙的保护方法——红外热成像人员布控及行为分析对黑名单人员通过人脸识别技术进行布控和行动轨迹查询对常旅客进行行为分析。人像采集智能分析盒多种人脸抓拍方式事前人脸布控预警事后人脸图片查询人脸黑名单布控明城墙的保护方法——重点人员监测明城墙的保护方法——重点人员预警平台明城墙的保护方法——监测平台监测管控平台权限管理短信平台巡检管理实时监测基础信息管理组织管理综合平台明城墙的保护方法——监测管控终端监测管控平台基于APP的结构物健康监测移动端基于微信公众号的智慧公路移动端结构物健康监测web端人员定位可视化调度集中控制中心针对各类预警信号，对景区工作人员实时定位和实施可视化调度，及时处置。明城墙的保护方法——平台可视化调度明城墙的保护方法——平台可视化调度章节3明城墙的无人旅游管控系统景区智能WIFI：在景区内建成可靠便捷的无线通信网络，使各种信息交互成为可能和无处不在。客流预警系统：结合监控视频和WIFI定位功能，智能进行人流量统计，在电子地图上显示目前景区内游客人流分布情况，及时掌握景区人流情况，分析人流变化，调整景区接待策略，并且达到一定人数时可提供报警。O2O票务系统：在系统中集成各类旅游票务以及旅游周边产品的信息，建立所有产品的互联网销售体系，游客通过网络预定和支付后，直接进行线下取票取物，景区可针对不同景点的在线票务销售情况提前制定接待和销售计划。线下信息发布系统：随时按需通过户外大屏、用户客户端、附近道路指示牌、停车场引导牌等等发布景区重要信息，如景区基本信息、安全警示、寻人启事、重要公告等。线上信息发布系统：建立景区公众号，可提供景区简介、企业展示、在线票务、交通路线查询、手机导航客户端下载、在线服务中心、游客交流平台等。景点、宣传品、游玩信息等随时随地推送交换信息。旅游管控设计原则景区客流量实时监控汇总景区内各景点客流量避免人流量过大对南京明城造成过量负担，同时避免发生群体性事件。旅游管控——客流量监测绿色：空闲（密度：0-50%）黄色：拥挤（密度：50-80%）红色：堵塞（密度：80-100%数据通过设备采集上传平台后，将在景区导览地图中按不同拥堵程度进行显示。旅游管控——客流量监测热力图旅游管控——客流量监测4321进出客流量+区域客流量景区实时客流量实时监测景区内客流量游客超载告警分流疏导预警提高游客满意度及游览质量客流量分析系统平台汇总景区内各景点客流量根据历史数据得出客流量动线报警预警，辅助运营管理游览路线人群密度重点景点区域密度推送各景点游客密度分部信息指导游客避开/减少人流拥堵合理安排员工值岗保障游客游览秩序以及游览安全票务等辅助分析辅助分析票款收入是否正常摊位出租、广告费用是否合理旅游管控——客流量大数据分析旅游管控——无线WIFI系统旅游管控——南京明城电子票务系统旅游管控——南京明城电子票务系统旅游管控——南京明城电子票务系统旅游管控——南京明城电子票务系统景区游览导视牌二维码，游客扫码后无需导游直接获取景区电子导游解说，实现全数字化景区在3D地图展示中，可以查看到对应的购票处、纪念品售货点、酒店、餐馆，休闲娱乐等。在展示点位信息中，通过系统对接，可以查询到诸如点位简单介绍、酒店剩余空房等信息。用户可通过GIS地图展示，直接跳转到对应点位的页面，进行订票、订餐、订房、预订商品等业务。景区3D地图系统旅游管控——南京明城电子票务系统旅游管控——南京明城电子票务系统景区售票设备自动售取票机网上定票、二维码、身份证现场取票、银联POS购票、现金模块、找零模块旅游管控——南京明城电子票务系统景区检票设备三辊闸、翼闸设备旅游管控——南京明城电子票务系统