摘要: 不可移动文物风险管理体系构建探讨李晓武（上海建为历保科技股份有限公司，上海 201315）摘 要：风险管理理论已被应用于很多行业，其于金融行业已经建立起成熟的风险管理体系，这为金融行业的业务开展、风险防控发挥了巨大的作用。文章阐述不可移动文物风险管理体系建立的背景及其必要性，提出建立不可移动文物风险管理体系的构想和基本路径，根据不可移动文物风险管理特点，从风险识别、风险评估、风险防控3个层面进

不可移动文物风险管理体系构建探讨

李晓武

（上海建为历保科技股份有限公司，上海 201315）

摘 要：风险管理理论已被应用于很多行业，其于金融行业已经建立起成熟的风险管理体系，这为金融行业的业务开展、风险防控发挥了巨大的作用。文章阐述不可移动文物风险管理体系建立的背景及其必要性，提出建立不可移动文物风险管理体系的构想和基本路径，根据不可移动文物风险管理特点，从风险识别、风险评估、风险防控3个层面进行分析。最后，介绍了一个基于物联网、大数据、云计算、人工智能等现代技术，立足于不可移动文物安全评估的“文物云”平台，结合项目实例，详细剖析其在不可移动文物风险管理方面的具体应用。

关键词：不可移动文物；风险管理；风险识别；风险评估；风险防控；智能化；神经元

中图分类号：TU-87 文献标志码：A

1 不可移动文物风险管理体系建立背景

1.1 风险管理理论发展

世界上有许多文化遗产保护强国，它们都十分重视文物安全，较早就开始采用信息技术结合风险管理理论进行文物风险监控和风险评估。

随着社会经济的发展，人类活动范围不断扩大，风险渗入到人类社会生活的方方面面，风险管理理论也已经深入各行各业。风险，一般指客观存在的在特定时间、条件下，由于某事件导致最终损失的不确定性。风险的特征有客观性、不确定性、突发性及可测性。风险的构成要素包括风险因素、风险事故及损失。

在应用风险管理理论时，更应重点强调风险的可测性。风险识别、风险评估、风险防控等方面体系建立的最终目的是为了识别、评估风险，并通过采取相应措施以减缓、延缓或降低风险发生的概率，或使损失最小化。风险管理的基本目标是以最小成本获得最大的安全保障。

在风险管理理论层面，国内外有很多成熟的风险管理模式，包括国际标准、澳大利亚/新西兰风险管理标准、美国COSO委员会《企业风险管理整合框架》以及英国风险管理协会的一些风险管理准则。

1.2 文化遗产领域风险管理理论发展

文化遗产领域风险管理起源于20世纪50年代。20世纪90年代国际文物保存与修复研究中心(ICCROM)和国际蓝盾委员会制定了文化遗产风险防范指南，对文化遗产的风险管理提供了前期的理论指导和支持。2006年，世界遗产委员会第三十届会议提出加强对世界文化遗产减灾的支持、建立防灾体系，2012年，UNESCO编著了针对世界文化遗产地佩特拉而进行的风险管理研究报告等。在国际、国内行业专家的不断推动下，文化遗产实现了相对完善的风险管理及防控理论体系的建立（图1）。

图1 文化遗产风险管理体系发展历程

（来源：作者自绘）

1.3 国际上文化遗产领域风险管理理论应用

世界上有许多文化遗产保护强国，它们都十分重视文物安全，较早就开始采用信息技术结合风险管理理论进行文物风险监控和风险评估。

1.3.1 意大利

起步较早且颇具影响力的是意大利文化遗产风险评估项目(Risk Map of Cultural Heritage)。从20世纪60年代开始发展的意大利国家遗产风险图是一种区域信息系统，为文物保护负责人提供了一个文物科技保护及管理的支持平台，通过对文物保护状态进行监测与分析，确定优先处理的问题。如今，“风险图”已成为记录意大利历史纪念性遗址和建筑易损状况，以及考古区域风险因素最大规模的海量数据库[1] 。

圣吉米尼亚诺监测系统实时监测遗产建筑的健康状态，并进行风险评估。该系统已部署在圣吉米纳诺的塔楼上，由不同的传感器构成，能够测量5种关键参数：温度、湿度、可见光、砌体裂缝、降雨。该系统通过数据分析挖掘，将采集来的信息进行分析评估，最终预测监测对象未来的结构性安全问题，进行风险评估[2]。

1.3.2 瑞典

Culture Bee是瑞典能源管理局建立的一个专门为文物遗址及珍贵历史建筑的保护而开发的监测预警系统，由采用ZigBee标准通信协议的传感器节点与web数据服务器构成，具有双向与实时性，用于文物监测与环境实时控制。该系统已在由瑞典能源管理局发起的文物保护项目中得以应用，此项目主要用于保护历史建筑物的文化价值，实现的功能主要有文物周边环境状况的周期性感知、实时显示、风险评估，并最终实现环境的自动控制。该系统成功应用于瑞典的Skoloster城堡以及Linkping大教堂的环境监测与保护项目[3]。

1.3.3 韩国

Ubiquitous(U)-Bulguksa系统是由韩国文物保护单位发起的旨在保护Bulguksa神庙的以传感器网络为数据前端的环境监测与预警系统，该系统主要用于防止人类破坏或自然灾害等风险因素对文物造成不可逆转的毁坏[3]。

1.4 国内文化遗产领域风险管理理论应用

国家文物局高度重视文物的科技保护水平的推进，积极推进预防性保护理念的推广，要求“推进文物的抢救性保护与预防性保护文物的有机结合，加强文物的日常保养、监测文物的保护状况，改善文物的保存环境”。2009年起进行系列部署，在战略规划方面组织开展了基于泛在网络理念的文化遗产保护建设研究，在需求分析方面，先后启动了基于风险管理的世界文化遗产监测研究和文物建筑健康评测研究。同时，还在秦始皇兵马俑博物馆、敦煌研究院开展相关试点工作。上海建为历保科技股份有限公司利用“文物云”平台在包括故宫博物院、大理崇圣寺三塔、石钟山石窟、上海理龙华塔、都江堰奎光塔等全国重点文物保护单位进行风险监测和风险评估。

然而总体来看，文物风险分析评估理论在我国文化遗产保护领域的研究及应用大都停留在环境层面，针对文物本体的研究分析较少，且基本上停留在概念阶段，未能综合社会、经济、历史、环境等诸多因素形成一个全面、完整的文物风险管理体系。

2 不可移动文物风险管理体系建立必要性

“不可移动文物”是指古文化遗址、古墓葬、古建筑、石窟寺、石刻、壁画、近现代重要史迹和代表性建筑等。根据第三次全国不可移动文物普查结果显示，全国共登记不可移动文物76万余处，其中17.7%保存状况较差，保存状况差的占8.43%，20年间约有4.4万处不可移动文物已然消失。总体来说，不可移动文物在保护过程中面临着各种各样的风险，其安全形势不容乐观。因此，针对不可移动文物保护引入风险管理理论、建立风险管理体系有其现实背景和必要性，具体包括：

2.1 准确评估文物保存状况的需要

中国是文物大国，5 000多年绵延不断的中华文明史留下了数量众多、异彩纷呈的物质和非物质文化遗产。这些文化遗产存在种类多、建成时间长、保存状况差异大、区域差异大等特点。

2016年3月4日，国务院下发《关于进一步加强文物工作的指导意见》（国发〔2016〕17号，以下简称《指导意见》）明确提出，要全面掌握文物保存状况和保护需求。为了准确地评估文物的保存状况，必须建立科学、合理的评估体系。

2.2 评估地方文物保护工作的需要

《指导意见》要求，“建立健全文物保护责任评估机制，每年对本行政区域的文物保存状况进行一次检查评估，发现问题及时整改”。总书记在2016年4月12日召开的全国文物工作会议上强调，各级党委和政府要增强对历史文物的主体责任和敬畏之心，各级文物部门要不辱使命，守土尽责。为了增强评价各级政府文物保护工作的有效性，提升各地方文物保护的状况评估，需要建立起相应的评估体系。

2.3 从抢救性保护到抢救性保护与预防性保护并重转变的需要

预防性保护是通过长期监测、科学记录，以科学监测数据积累为基础，研究文物的变化规律，预先发现风险，达到制定和实施科学保护控制措施的目标。而抢救性保护则体现为文物保护风险出现后的补救。国家文物局《国家文物保护科学和技术发展十二五规划》中明确指出：“推进文物的抢救性保护与预防性保护文物的有机结合，加强文物的日常保养、监测文物的保护状况，改善文物的保存环境”。

预防性保护强调文物保护风险的准确识别、科学评估、及时响应、有效控制。预防性保护的实现将大大提高文物保护的有效性，降低文物损毁事故。其前提为必须建立起相应的全面风险管控机制。

2.4 提升文物保护现代化水平的需要

（1）传统的文物保护缺乏收集文物相关实时信息的完备手段，致使文物保护相关信息的获取不全面、文物与环境影响因素的关系不明确、应对文物状态的异常变化不及时。

（2）传统的保护技术或保护系统在文物监管、保护研究、开放管理等方面的联系不紧密、数据缺乏共享，各部分工作相对独立、缺乏高效协调，从而造成文物保护效率低下问题的出现。

文物保护亟须实现现代化。要实现文物保护现代化，便要加强文物保护科技支撑，尽快建立起文物保护风险评估指标体系，初步建立起基于风险管理理论的文物监测体系、风险评估体系、辅助决策体系。相关体系的建立，必定会在更高层次上为全国文物保护工作提供具有可操作性的业务指导和科技支撑。

2.5 健全和完善文物保护工作机制体制、法律法规的需要

近年来，尤其是党的十八大以来，党和政府已经充分认识到文物保护工作的重要性，也制定了一系列的相关办法。但是也应该看到，目前文物保护工作的机制体制尚不完善，法律法规尚不健全，文物保护工作的标准和规程仍然缺失，国家和地方政府不能全面准确地对文物保护状况进行掌握。

文物风险评估和管控体系的建立，必须要有全国统一的文物工作风险管理规范、数据采集标准、监测实施标准、风险评估机制、法律保障体系等子系统的支撑。因此，文物风险评估和管控体系的建立，必然会推进相关规范和标准的建立，推动文物保护工作风险管理机制的建立，促进相关法律法规的完善。

2.6 传承中华文明，弘扬中华优秀传统文化的需要

我国历史悠久，优秀传统文化中凝聚着中华民族自强不息的精神追求和历久弥新的精神财富，而文化遗产是优秀传统文化的重要载体。加强文化遗产保护工作，对继承和弘扬中华优秀传统文化，树立民族自信心和自豪感，促进中华民族的伟大复兴有着不可替代的作用。建立文物保护行业的风控体系，强化文物保护工作的风险识别、风险防范、风险控制能力，是加强文物保护工作的必由之路。

3 不可移动文物风险管理体系构想

不可移动文物风险管理体系主要包括3个环节：①风险识别；②风险评估；③风险防控。这3个环节密切相关：风险识别的目的是为了做评估，评估的最终目的是为了防控。

在整个环节里面，风险评估应根据风险识别的相应指标体系及采集值来进行。同时，风险评估结果又可以反向提升风险识别的能力。风险防控根据风险评估结果进行，风险防控结果可通过评估模型进行评估。风险防控根据识别的风险进行针对性防范，在应用风险防控措施后可以重新进行风险识别。因此这3个环节应该是紧密相连，是“你中有我”的关系。

3.1 不可移动文物风险识别体系

不可移动文物面临风险多样，既有存在于当前的也有潜藏于未来的，既有内部的也有外部的，既有静态的也有动态的。风险识别的任务就是要从错综复杂的环境中找出文物安全所面临的主要风险，全面识别影响文物安全的风险因子。

总的来看，文物面临的风险可以分为：本体风险，灾害风险，人为风险，环境风险，项目或技术风险，生物风险（图2）。这些风险有些是来自外部的，有些跟文物本体直接相关。

图2 风险识别内容（来源：作者自绘）

（1）本体风险，指文物本体的相关病害带来的风险。比如说文物建筑的倾斜、沉降、开裂、位移、变形、风化等，这种本体风险将导致文物的倾覆、倒塌、损毁，或者文物的劣化。本体风险是最直接、最主要的风险，其他风险产生的危害也可能是通过本体风险来体现。

（2）灾害风险，包括地质灾害、气象灾害、水文灾害以及火灾等。地质灾害对文物的破坏可能是毁灭性的，这种风险的识别需根据所处地段及地质环境进行重点评估。地震常伴随有次生灾害，如泥石流、山体滑坡，这种破坏也是致命的，如九寨沟泥石流灾害（图3）。当然，并非只有地震能引发泥石流，有时候暴雨、山洪都会引发泥石流风险。因此，其他如气象灾害、水文灾害以及火灾等造成的破坏十分巨大，应给予关注。

图3 汶川地震

（来源：http://news.sinovision.net）

（3）人为风险，包括非法建设、非法拆除、城市建设以及其他人类活动对文物造成的破坏。人为风险强调的是人类活动（如生产、生活、旅游等）可能对文物安全产生的影响。值得注意的是城市开发过程中的重大工程，如地铁、高架、隧道、桥梁、高楼等建设，在其开发过程中及开发完成后都可能会对周边文物产生大的扰动，影响文物安全。

（4）环境风险，指文物所处的大环境和小环境可能对文物安全产生的风险。主要反映在外界的风力、雨、温度、湿度、有害气体、光照、水力、重力及冻融等对文物的劣化（如风化、起鼓、开裂、生物霉菌等）产生的影响。

（5）项目风险，又可称为技术风险，主要体现在技术方面，如文物保护过程中的技术使用不当、过度维修、保护措施不当等原因，造成的文物损毁、破坏及风貌改变等状况，这些对文物本身来说也是一个重大风险源。

（6）生物风险，主要是指植物、微生物、动物等可能对文物安全产生的影响。如植物根系对文物造成直接破坏；细菌、真菌对岩画、壁画影响巨大；动物包括皮蠹、拟裸蛛甲、衣蛾、书虱、尘虱、白蚁、土蜂等害虫及蛇类、鼠类，它们是造成文物建筑结构损毁及构件破坏的重要原因。

识别出风险后，还需针对相应风险指标确立对应的数据采集方法和数据接口。数据采集的方法要根据指标的特点进行逐项分类，指定数据采集的来源、周期、数据格式、手段等内容。不可移动文物风险评估指标可能是社会指标、经济指标、人文指标、环境指标、气候指标、地质指标及本体结构指标，这就决定了指标的采集方法将是一个复杂的系统工程。

由于不可移动文物风险评估指标的多样性，其所涉及的数据来源也十分丰富，可能包括国务院、气象局、地震局、统计局、文物局、档案局、地方政府、文物管理单位等。一些指标还需要通过专业的仪器、设备进行专项检测或监测。需要对这些数据来源进行认真梳理，建立起数据采集的综合性标准体系。

在不可移动文物风险指标体系中，文物本体的健康状况（如文物建筑的倾斜、沉降、材料老化、外部损伤状况）指标是核心指标，这些指标处在动态变化中。采集这些指标的需要采取高频、动态的采集方式。风险指标采集是智慧文物神经元体系构建的过程，物联网技术的发展为这一体系的构建提供了支撑，可以通过各类智能感知设备实现各类数据的远程、实时、精准、动态采集。

不可移动文物风险指标采集体系的构建也是文物安全监测体系建立的过程。文化遗产地监测的基本内涵，是利用多种科技手段对文化遗产的价值载体及其风险因素进行周期性、系统性和科学性的观测、记录和分析，掌握文化遗产价值载体的动态变化情况及其所面临风险，并为制订相应的风险防控措施提供决策依据。文化遗产的风险管理是一个不断优化的动态过程，风险的识别工作应贯穿始终，为风险管理提供及时、准确和完备的数据支持[4]。

3.2 不可移动文物风险评估体系

风险矩阵图，又称风险矩阵法（Risk Matrix），是一种能够把危险发生的可能性和伤害的严重程度进行综合评估，预测风险大小的定性风险评估分析方法。它是一种风险可视化工具，主要用于风险评估领域。针对不可移动文物的风险评估体系构建过程，可引入风险矩阵图对每一个风险进行分析，确定其风险等级。

对照风险管理评估矩阵图（图4）可以看出，针对每一个风险指标，可以通过风险影响程度和可能性等级分析得出每一个风险指标具体所处的风险等级，继而为下一步的详细评估，包括评估模型及风险权重的建立提供依据。

图4 风险管理评估矩阵图

（来源：作者自绘）

要建立风险评估体系，应该做到：①根据识别风险指标，确定指标选取原则、指标层次结构。②针对采集的数据进行科学的整合、过滤、量化分析，确定有效数据，即指标量化的过程。③根据各相关指标在整个文物安全方面的地位来进行整体的分析，确定指标权重。④根据一些相关的算法，包括应用神经网络、遗传算法、多元回归分析算法模型，反复训练和寻优，最终得到科学合理的风险评估模型。结合这些算法和风险指标、指标量化、风险等级、风险指数，就能建立一个智能化的风险评估体系。

风险评估体系的建立使我们能够通过这样的评估体系确立文物风险评级，客观评定每一处文物如今所处的风险等级和保存状态，能够为国家、省市及文物保护单位相关管理人员及决策者提供基本决策依据。此外，风险评估还能为风险控制及防范体系的建立提供相关理论支持。

不可移动文物识别体系的风险识别及数据采集结果是不可移动文物风险评估体系的重要输入，它为评估模型的建立提供了充足的样本数据，使算法的训练和优化得以进行，是不可移动文物风险评估体系建立的前提和基础。

针对不可移动文物的风险评估方法可以参考在金融行业得到广泛运用的标准普尔评级方法和相关思路。标准普尔评级由美国标准普尔公司于1923年开始编制发表，其后不断丰富完善，成为投资金融界的公认标准。针对长期债券信用评级，标准普尔江长期债券信用等级共设10个等级，分别为AAA、AA、A、BBB、BB、B、CCC、CC、C和D，其中长期信用等级的AA至CCC级可用“+”和“-”号进行微调。

2014年发布实施的中华人民共和国文物保护行业标准《近现代历史建筑结构安全性评估导则》以及2015年发布实施的北京市地方标准《古建筑结构安全性鉴定技术规范》，也为建筑类不可移动文物的风险评估方法提供了借鉴。

结合标准普尔评级方法及其他评估标准，可以初步设定文物的风险等级，用于评估文物的安全级别或文物的保存状况（表1）。

表1 不可移动文物标准普尔评级法对照表

3.3 不可移动文物风险防控体系

风险防控，就是对文物面临的风险进行预防和控制。其前提是根据风险评估的方案制定合适的对策和手段，消灭或减少事故发生的可能性、降低风险发生时对不可移动文物造成的损失。风险防控必须与风险评估进行结合，防控要根据各单项风险评估的结果针对性地采取不同的措施。风险评估是手段，风险防控才是目的。

随着现代科技的发展，尤其是防灾减灾、物联网、人工智能等技术的发展，使得风险防控手段更加多样，效果更加明显。针对灾害风险里面的山体滑坡风险，可以建立一些高效预控体系，运用物联网、智能化技术，提前感知边坡或是山体的不稳定性，提前预警；获得预警后，可以及时或是提前采取一些干预措施来规避风险对文物造成破坏，如对边坡的加固措施、文物的加固措施或对文物周边进行一些有效的隔离、阻断措施，这些都是有效消除或减缓风险发生的应对手段。包括滑坡、沉降、泥石流在内的地质灾害，城市建设对文物的扰动，环境影响，人为因素，防火、防雷，文物本体病害，文物生物病害等，都可以用一些现代化的手段提前感知风险，并采取一系列有效措施进行提前防控。

不可移动文物风险防控体系的建立，需要有配套风险预警机制。风险预警机制是风险防控体系建立前提。当受监测不可移动文物出现异常时，通过风险评估，预警机制应发挥作用，进入自动预警状态，通过邮件、短信、微信等形式第一时间将预警信息发送至相关责任人，使其及时了解到受监测对象的现状及存在的风险威胁，启动应急预案，采取有效措施，避免造成无可挽回的损失。

在整个不可移动文物风险防控体系的建设过程中，除了建立预警机制，最重要的是要集合多方面的力量，建立不可移动文物风险应对、风险处置专家智库。专家智库要根据不可移动文物对应类型、所在地区、材料、工艺、地质条件、气象条件，针对不同风险类别，结合相关标准、规划、专家智慧，利用现代信息技术、人工智能技术，建立起全面应急预案库。在风险发生时可以自动触发预案库，或通过自动调控，或通过人工干预、技术干预，达到风险防控的目的。

4 不可移动文物风险管理体系与“文物云”平台

4.1 关于“文物云”平台

文化遗产物联网智能监测云平台（以下简称“文物云”平台）是上海建为历保科技股份有限公司自主研发的，针对不可移动文物预防性保护及风险评估的大数据智能化平台（图5、图6）。

图5 文物云风险监测预警总界面

（来源：文化遗产物联网智能监测云平台）

图6 文物云综合监测预警数据分析界面

（来源：文化遗产物联网智能监测云平台）

“文物云”平台是一个依托“物联网+文物”构建而成的创新平台，充分运用了互联网、物联网、大数据、云计算、人工智能等现代信息技术，实现了文物的物物互联，解决了文物管理、研究、安全、展示、利用、活化、共享等方面的需求，充分体现并认真贯彻了党中央、国务院关于文化遗产保护、技术创新、预防性保护、文化创意、“让文物活起来”、“互联网+中华文明”等方面的指示精神。“文物云”平台核心功能包括文物监测预警、文物风险评估、文物档案管理、文物巡检管理、文物执法管理、文物公众服务等模块。“文物云”平台已经在全国范围内数处不可移动文物的预防性保护、风险管理、安全评估方面得到应用（图7）。

图7 文物云监测对象风险状况看板图

（来源：文化遗产物联网智能监测云平台）

“文物云”平台实现了不可移动文物风险管理体系在风险识别、风险评估、风险防控等方面的要求，依托专家团队，初步建立起不可移动文物的风险指标体系和风险评估模型，建立起文物风险评估神经元大脑，为不可移动文物的预防性保护、保存状态评估、风险等级评定、风险预警、风险处置等提供了平台支撑（图8）。

图8 文物云地震分布与文物分布对应图

（来源：文化遗产物联网智能监测云平台）

4.2 “文物云”平台实际应用：以石钟山石窟为例

4.2.1 石钟山石窟背景

石钟山石窟又称剑川石窟，是全国重点文物保护单位，位于剑川县城西南25 km石宝山南部文峰，因有一紫红丹岩（丹霞地貌）形状如倒扣石钟而得名。石钟山石窟是南诏、大理国政治与宗教高度共融发展的产物，被中外史学界誉为“南方的敦煌”，具有极高的艺术和历史研究价值。

石钟山石窟内雕刻形象逼真、内容丰富，世俗题材与佛教题材交融，具有鲜明的民族个性，既是南诏宫廷生活的真实写照，也是我国佛教艺术的瑰宝。造像雕刻艺术手法上具有唐末宋初时的成熟，因此石钟山石窟在中国雕刻艺术史上占有独特的地位（图9）。

图9 石钟山石窟照片

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

石钟山石窟地处我国“西南丝绸之路”和“茶马古道”的交通要冲，它见证了唐宋时期南诏文化与汉文化、藏文化、东南亚文化以及西亚文化在此的碰撞、交融、沉淀，是多源文化的承载者，同时也为研究南诏、大理国历史以及我国唐宋时期西南地区的社会历史和中外文化交流提供了重要的实物资料。

石钟山上有3区石窟群：石钟寺区八窟、狮子关区三窟、沙登箐区六窟。30区域共造像139尊。这些石像均雕刻在红砂石上。石窟的开造年代上迄南诏（唐），下至大理国（宋），至今已有1 000多年的历史，是云南最早的石窟，是南诏、大理国时期的艺术瑰宝。这些造像以南诏国的发展历史为主要内容，构造了一幅生动的南诏历史画卷。在南诏200多年的历史中，功绩特别显著的3位王者在石窟中均有雕像。石钟山石窟的139尊像中，除南诏历史人物雕像外，还有释迦牟尼、八大明王等佛教造像和反映人们日常生活的樵夫、老翁、琴师、童子以及女性生殖器雕像，这些雕像栩栩如生，充满了民间生活气息。

4.2.2 石钟山石窟风险识别

4.2.2.1 本体风险

石钟山石窟开凿于剑川县石宝山上，石宝山地质属第三纪层，石质为红色砂岩、砾岩，风化球状的砂岩形象独特，被誉为“石宝”。砂岩主要由砂粒胶结而成，其中砂粒含量要大于50%。砾岩中碎屑组分主要是岩屑，只有少量矿物碎屑，填隙物为砂、粉砂、黏土物质和化学沉淀物质。砂岩颗粒细腻，质地较软，易风化。石钟山石窟岩体多处存在风化现象（图10）。

图10 石钟寺区第五窟

维摩诘经变问疾品造像风化

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

石钟山石窟其他的本体风险还包括石窟结构的稳定性，需要关注洞窟的变形、裂缝的变化、岩体应力变化情况。从风险数据采集上来看，“文物云”平台通过风化图像智能分析传感器、岩石含水率传感器、岩体表面温度传感器、岩体表面湿度传感器进行相关数据的实时采集。之后还可进行细化、深化本体风险相关数据的采集，主要包括：在石窟中裂缝情况较为严重的洞窟设置裂缝计、位移计、倾角仪等设备，分多个断面观测洞窟的变形和岩体的位移；在洞窟内部采用声波及其他手段，定期综合测试石窟岩体风化情况及强度变化；在石窟重要部位埋贴应变片或应变计，观测岩体应力变化情况等。

4.2.2.2 灾害风险

石钟山石窟所在的剑川县位于云南省西北部，大理州北部。大理州属于地震多发地区。大理地区的洱海自身为一地震断裂带，地震不断。据最新测量结果表明，大理地区的苍山逐渐在升高，洱海东岸相对下降，现代构造运动仍在进行中，地震威胁仍然存在。石钟山石窟离苍山、洱海直线距离在100 km左右，极易受到这一区间地震的影响。

表2 公元886—1990年

大理4级以上地震统计表

新中国成立以来，剑川县境内多次发生地震。1951年12月21日，剑川县发生6.3级地震；1982年7月3日，剑川县发生5.4级地震；2017年2月20日，剑川县发生3.0级地震。

地震容易引起山体滑坡和泥石流，影响石窟安全。地震还可能直接引起石窟岩体应力的剧烈变化，致使石窟岩体开裂、坍塌。

在相关风险数据采集的问题上，“文物云”平台一方面通过互联网发布的公开数据采集周边影响相关范围内国家发布的地震数据，另一方面能通过智能化振动传感器、位移传感器采集石窟岩体动态特性数据。通过数据对比分析，研究地震对石钟山石窟安全的影响。

4.2.2.3 人为风险

石钟山石窟前有石钟寺，曾有信徒在此烧香膜拜。信徒在佛像前大量焚香点蜡，烟雾中未燃烧充分的炭粒与挥发性有机物质相混合，附着在岩体表面形成烟熏层。形成的烟炱污染塑像表面，甚至使塑像表面完全变黑，无法辨识（图11）。

（a）石钟寺区第六窟天王像烟熏

（b）石钟寺区第七窟甘露观音烟熏

（c）石钟寺区第二窟阁罗凤出巡图烟熏

（d）石钟寺区第八窟“阿央白”塑像烟熏

图11 石钟山石窟人为污染

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

人为风险还包括游客破坏、不法分子盗凿造像等。可以通过视频监控、围界预警等技术来进行信息采集和防控。

4.2.2.4 环境风险

石钟山所处的剑川县位于滇西北横断山脉中段，“三江并流”世界自然遗产保护区南端。东邻鹤庆，南接洱源，西界云龙、兰坪，北靠玉龙，是大理州的北大门。地跨东经99°28′～100°03′，北纬26°12′～26°41′。县域面积2 250 km2。县城所在地金华镇海拔2 200 m，县境内最低海拔1 973 m，最高海拔4 295.3 m，年平均气温12.5℃，年均降雨量795.3 mm，霜期138 d，气温年较差小，日较差大，长冬无严寒，短夏无酷暑，属雨热同季、干凉同时的低纬度高海拔独特气候。

风化是指由于温湿度变化、大气、水溶液和生物的作用，使石刻岩体构造甚至于化学成分逐渐发生变化，岩石由坚硬变得疏松，出现部分岩体脱落状况，组成岩石的矿物甚至会产生分解，在当时环境下产生新矿物的物理状态和化学组分变化过程。在这个过程中，不同因素在不同时间起着不同作用。中国北方的石窟岩体风化以冻融、温差、干湿交替作用等引起的物理风化为主；而位于雨量充沛、湿热条件下的中国南方地区石窟，则以含有盐类的地下水深入石刻岩体孔隙和裂隙中，从而使岩石中的矿物产生化学风化蚀变为主。

针对石钟山石窟的环境风险，“文物云“平台前期主要采集了相关区域的温湿度、光照、降雨量、风速风向等环境数据。下一步还可以考虑从以下方面做数据采集的加强：①增加对大气环境中污染物，如硫氧化物、氮氧化物、一氧化碳、臭氧、卤代烃、碳氢化合物、降尘、总悬浮微粒等环境数据的采集，分析其变化和对石窟保存所产生的影响；②建立可行的地表与地下水位观测系统，研究地表与地下水的关联关系及应采取的对策措施，逐步建立科学的洞窟区地表与地下给排水系统，既要保证岩体的保水度，又可避免因地下水对岩体侵蚀而产生的破坏。

4.2.2.5 项目或技术风险

新中国成立以后，石钟山石窟从1952年至2004年通过国家文物局和省、州、县文物主管部门30多次的保护修缮，累计投入人民币400多万元，对石窟开展保护维修、地质勘探、危岩锚杆加固等保护措施，现石钟山石窟已实现窟窟有保护房。

针对石钟山石窟本体的维修，在技术选型上要慎重，尤其是表面防风化材料的使用一定要慎重，需要经过严格的、长时间的实验验证才能大面积应用，这样才可避免由于技术不成熟或者实验不充分对文物本体造成不可逆转的影响。当然，应该旗帜鲜明地鼓励新技术的研究、应用和推广，技术没有成熟前可以小范围的在非重点部位进行实验性应用。

总之，对于将来可能进行的修复项目，需要从文物保护的基本原则和文物的价值保持、文物安全、稳定性、技术成熟度等方面予以关注，避免项目或技术风险的发生。

4.2.2.6 生物风险

石钟山石窟存在霉菌侵蚀的风险。石宝山温湿度气候适宜，微生物孢子着生其上，滋生蔓延。斑斑点点的霉菌菌落不但从整体上破坏了石窟的视觉观感，在其生长过程中产生的某些代谢物，如草酸、柠檬酸等多种有机酸与岩体发生反应，使得岩体表层剥蚀、风化加剧等，造成塑像面部或纹饰模糊不清，艺术价值严重受损。此外，多数霉菌为有色霉菌，即使被杀灭也会在岩体表面留下有色痕迹，对于部分表面彩绘的塑像所产生的损害是不可逆的（图12）。

（a）石钟寺区第四窟

毗卢遮那佛像背光处霉菌

（b）石钟寺区第六窟马头明王像西侧霉菌

（c）石钟寺区石窟入口台阶霉菌

（d）石钟寺区第八窟西外侧岩壁霉菌

图12 石钟山石窟生物霉菌

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

若有植物根系在石刻岩体裂隙中生长，对裂隙两壁产生压力，这种最终会导致岩石破裂的压力被称为“根劈作用”。裂隙又会形成雨水和地下水渗流的通道，促使石窟出现风化、粉化、结构剥落等现象。另外，植物根系的腐殖酸还会导致岩石的生物风化。生物病害的发展变化通过图片分析传感器进行采集，并可以与相关的环境数据进行对比分析。

4.2.3 石钟山石窟风险评估

“文物云”平台对于不可移动文物的风险评估是动态和实时进行的。风险评估中用到的最主要的3个要素为：风险权重（A）、风险影响程度（T）、风险发生可能性（V）。风险评估计算原理为：综合风险值=∑R（A,T,V）。

“文物云”采用的评估方法通过对一个风险大类所采集的数据的综合分析，判定该类风险发生的影响程度和发生的可能性，从而得到对应的大类的风险等级，再综合每一类风险的风险权重（对不可移动文物价值的影响程度），得到对应风险大类的风险值，最终得到整个评级对象（不可移动文物）的风险评级（表3）。

表3 石钟山石窟风险矩阵对照表

通过对石钟山石窟采集数据进行分析对比，笔者对6大类风险进行定量综合评估，得到的综合评级分为3.38分。结合上述标准普尔评级模型，大致可知，石钟山石窟的风险等级为BBB，即有一定的本体安全度，对于外部风险会有一定反应，存在一定的外部风险，需要予以关注，并采取一定的应对措施进行防控。当然这个评级结果是动态变化的，其结果随着监测数据的分析变化而变，其结果为文物保护部门对文物保护采取不同的应对措施提供了依据。

“文物云”平台除对石钟山石窟的风险状况进行综合评估之外，还会对采集的各项数据进行单项或综合展示及预警分析，建立起石钟山石窟的文物安全神经元大脑系统（图13~图16）。

图13 石钟山石窟总体监控界面图

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

图14 石钟山石窟神经元设备布设图

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

图15 石钟山石窟温湿度热力分布图

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

图16 石钟山石窟三号窟露点温度变化图

（来源：剑川县石钟山石窟

文物保护管理所）

4.2.4 石钟山石窟风险防控

针对风险评估阶段形成的结论和发现的主要问题，应该对主要风险采取必要的防控手段。对于石钟山石窟而言，其本体风险主要体现在石质文物的风化和结构稳定性。而环境风险和生物风险又是影响本体风险发生、发展的主要影响因素，因此应当从源头进行重点防控。

自然界中对石质文物最具有破坏性的就是水，水也是石钟山石窟风化的主要因素之一，无论是石质内部性质结构的原因，还是外部原因中的环境因素、物理风化、化学风化及生物风化作用都直接或间接地与水的参与有关。因此，要从根本上治理石钟山石窟的风化，就需要尽可能地切断水源，在洞窟内采取必要的排水措施，在洞窟外应建立完好的排水系统，降低或避免渗水对岩体的影响。

由于石窟渗水的主要水源为深入窟顶地层的大气降水，因此石窟防渗应主要围绕防止大气降水的下渗展开。防止大气降水下渗有两种方式：①尽可能快和尽可能多地将大气降水排出石窟区，防止或减少大气降水的下渗；②设置防渗层，阻断大气降水下渗路径，使得下渗的水分在防渗层止步，并通过防渗层上的导流层排入排水沟，最终排出窟区。

在雨水充沛的季节，空气湿度较大，石钟山石窟洞窟深处、雕像表面的拐弯处和背风处易产生凝结水病害。凝结水是加速石窟岩石风化的重要因素之一。近年来，由于空气污染日益加重，空气中CO2、SO2等有害气体含量增加，使凝结水对岩石的侵蚀能力增强，加剧石窟风化。凝结水富集的部位很容易滋生微生物病害，通过在岩壁安装传感器采集数据，并结合现场观察，可进一步对石钟山石窟凝结水形成的规律及治理对策进行研究。

通过当前对石钟山石窟监测数据的整理和分析可以初步看出，每年的夏季、秋季石钟山石窟相对湿度较高，壁温和外界温差较大，壁温较低。当露点温度高于壁温时，水汽就会在石窟壁上凝结，形成凝结水。因此，过大的湿度以及洞窟内外的温差变化、通风状况等都是凝结水形成的主要原因。而要解决石钟山石窟的凝结水病害问题可以从降低石窟内部湿度、加速石窟内部空气流通以及定期除尘等方面入手。

建设保护性建筑也是石质不可移动文物风险防控的重要手段。若要建设保护性建筑，必须要根据石钟山石窟环境特点设计。为了防止保护建筑的二次破坏，需要对保护性建筑内部以及石窟内部的空气湿度问题进行专门考虑。保护性建筑应是兼具遮阳、避雨和缓解温湿度骤变的窟檐类保护建筑。

5 结束语

本文结合风险管理理论和不可移动文物的保护现状，提出建立不可移动文物风险管理体系的构想，并提出初步的实现路径和方法。这一体系的建立，为不可移动文物的预防性保护提供了可量化的理论支撑，必将推动科技与文物保护的有机结合，提高文物保护科技化、智能化水平。当然，由于研究深入程度不够，加之缺乏足够的支撑材料，本文定然存在诸多不足，希望能够有越来越多的专家学者加入这一课题的研究行列，共同推动不可移动文物风险管理体系的建立。

参

考

文

献

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[3]李锐华. 遗址环境特征模型及游客路线动态调度算法研究[D].杭州:浙江大学,2011:5

[4]王明明,文琴琴,张月超.基于风险管理理论的文化遗产地监测研究[J] .文物保护与考古科学,2011(3):1-4

Discussion on the Construction of Risk Management System of Immovable Cultural Relics

LI Xiaowu

（Shanghai Jianwei Cultural Heritage Conservation Tech.Co.ltd，Shanghai 201315，China）

Abstract：Risk management theory has been applied in many industries, especially in the financial industry. The mature risk management system has played a significant role for the risk prevention and business development of financial industry. This paper expounds the background and necessity of establishing the risk management system of immovable cultural relics, puts forward the conception and basic path of establishing the risk management system of immovable cultural relics, and analyzes regarding three aspects：risk identification, risk assessment, as well as risk prevention and control, according to the characteristics of risk management of immovable cultural relics. Finally, this paper introduces a "Cultural Relic Cloud" platform leveraging modern technologies such as the Internet of things, big data, cloud computing, and artificial intelligence etc.which is based on the security assessment of immovable cultural relics, furthermore, analyzes its application in the risk management of immovable cultural relics.

Keywords:immovable cultural relics；risk management；risk identification；risk assessment；risk prevention and control；intelligence；neuron

本文将于近期在《自然与文化遗产研究》2019年第7期刊载