作者:陈彬,长安,黄宇洁 来源:中国科学报 发布时间:2026/6/25 15:39:18
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河北地质大学古建智能预警系统实现市场化落地

 

近日,河北地质大学“古建守护者(古建恒安)”团队在该校教师董宇苍、李乔一的指导下,依托该校岩土及地下工程科研积淀,自主研发历史文物建筑风险实时感知与预警系统。目前,该成果已顺利实现市场化落地应用。

据悉,我国超七成古建为砖木、石砌结构,建造年代久远,结构稳定性较差,修缮施工阶段易发生墙体开裂、地基沉降、主体坍塌等不可逆损毁问题。

现阶段,古建保护存在传统监测精度不足、预警滞后等问题。同时,侵入式监测会破坏古建本体,违背“修旧如旧、最小干预”文保原则。人工巡检排查则相对滞后、人力成本高、风险判定标准不一。

对此,河北地质大学“古建恒安”团队发挥结构监测、数值模拟专业优势,实地摸排多地文保单位,锚定传统监测弊端,依托校内岩土工程监测技术,确定低功耗、无损化核心研发方向,专项攻关古建数字化监测技术。

为完善技术标准、核验设备适配性,该团队赴山西省级文保单位泽州柳氏民居开展全流程实地试验,针对砖木古建地基不均匀沉降、木构架倾斜、墙体裂隙扩张高频隐患,完成全套监测技术落地验证:通过构建建筑力学有限元模型,精准划定传感器布设点位、监测指标;结合建筑原生力学参数,核定沉降、倾角预警数值,建立绿黄红三级分级预警机制,补齐感知方案、阈值核算、系统搭建三大核心模块,搭建可复用、可复刻的古建标准化监测服务体系。

2025年,团队依托校内岩土工程科研成果升级“古建恒安”项目,聚焦监测精度不足、预警准确率偏低两大行业痛点,补齐区域文保实操数据库;迭代优化古建专属无损传感技术,通过河北省文物与古建筑保护研究院官方技术认证。同年,团队与中建八局达成校企合作,签约河北省省级清代砖木古建监测项目,完成无损传感设备现场布设,实现核心技术省内工程落地,同步优化平台架构、升级分级预警体系,申报多项国家发明专利,夯实核心技术壁垒。

结合多地项目实证打磨,该团队定型了三大本土化适配核心技术:一是融合无人机、物联网技术,分布式布设无损低功耗传感器,零损伤采集建筑沉降、形变数据;二是依托力学建模、数值模拟技术,为单体古建定制专属风险预警阈值;三是搭建“感知—网络—应用”三级智能架构,依托5G、云计算实现数据实时传输、分级预警,推动古建保护从事后抢修转向事前主动预防。

目前,该团队项目科创成果已经拥有6项国家发明专利、9项知识产权,发表4篇高水平英文论文,获评河北省知识产权优先保护典型案例,获4项行业专家、2项行业协会专项推荐,技术落地冀、晋、津三地多个古建修缮工程,应用成效显著。

董宇苍表示,下一步团队将持续优化监测系统运行效果,推进岩土工程监测技术与文物保护工作深度结合,持续完善标准化数字化监测服务流程,为各地历史文物建筑主动式、常态化安全防护提供可行实践路径。

 
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