基于風險管理理論的莫高窟監測預警體系構建與預防性保護探索

內容摘要：文化遺產地受到多種風險因素的影響和威脅。威脅遺產長久保存的許多病害往往是多種風險因素綜合作用的結果。20世紀90年代，文化遺產風險管理理論開始應用于文化遺產抵御各類自然災害的保護和研究中。應用文化遺產風險理論可明確文化遺產所面臨的全部風險，評估每項風險的嚴重程度，找出并制定風險緩解策略。本文全面回顧莫高窟的保護歷史，基于文化遺產風險管理理論，指出構建風險監測預警體系的目的在于實現文化遺產地變化可監測、風險可預報、險情可預控、保護可提前的預防性保護管理目標；論述了莫高窟風險監測體系的框架和構建內容；指出風險清單的科學厘定、風險閾值的研究、風險管理與決策支持系統的研發等內容風險監測預警體系構建急需解決和重點開展研究的內容。而在風險監測預警體系指引下，開展風險防范與控制技術研究，是減緩或降低各類風險對遺址帶來的危害，實現莫高窟的預防性保護的必由之路。

關鍵詞：敦煌莫高窟；風險管理；監測預警體系；預防性保護

中圖分類號：K854.3 文獻標識碼：A 文章編號：1000-4106（2015）01-0104-07

Abstract： Cultural heritage sites throughout China have been affected and threatened by a lot of risk factors， most of which have combined to result in many kinds of deterioration that threaten the permanent Perdervation of these sites. Since the 1990s， cultural heritage risk management theory has been applied to the conservation research of cultural heritage against natural disasters. The theory can be used to identify all the risks effecting cultural heritage maintenance， assess the severity of each risk， and propose appropriate risk mitigation strategies. Based on this risk management theory， this paper first reviews the conservation history of the Mogao Grottoes， then points out that the risk monitoring and precaution system should be built to achieve various conservation and management goals， including monitoring changes at cultural heritage sites， forecasting risks， pre-controlling emergency dangers and conserving in advance， and then discusses how to build a risk monitoring and precaution system at the grottoes and what should be done or resolved first. The guidance of the risk monitoring and precaution system indicates that the only way to realize preventive conservation of the Mogao Grottoes is to carry out research on risk precaution and mitigate damages caused by various risk factors.

Keywords： Dunhuang Mogao Grottoes； risk management； monitoring and precaution system； preventive conservation

1 概 述

敦煌莫高窟是我國第一批（1987年）列入世界遺產名錄的世界文化遺產，是中國乃至世界上規模最大、綿延最久、內涵豐富、藝術精湛、保存良好、影響最大的石窟。聯合國教科文組織世界遺產委員會根據世界文化遺產遴選標準，認為莫高窟符合世界文化遺產的全部六條標準。莫高窟自公元4世紀創建以來，經長達千年的不斷營建，在鳴沙山東麓大泉河西岸1.7千米長的崖體上共有洞窟735個，其中有壁畫、彩塑的洞窟492個，保存了45000多平方米壁畫，2000多身彩塑；還有唐宋木構窟檐5座，歷代修建的舍利塔群和清代所修建的3座佛寺、道觀。1000多年來，隨著自然環境惡化和人類活動的破壞，洞窟、壁畫、彩塑等珍貴文物已存在多種病害，這些病害的產生和發展嚴重地威脅著遺產安全。

莫高窟的保護工作，大致可以分為三個時期[1]。20世紀40年代，國立敦煌藝術研究所（敦煌研究院前身）成立之前，莫高窟長期處于荒蕪破敗、無人管理的狀態。在專家學者和民國政府有識之士的積極倡議和大聲疾呼下，國民政府于1944年在敦煌莫高窟設立了國立敦煌藝術研究所，開創了莫高窟保護和研究的歷史使命。先輩們首先從石窟考古調查登記和搶救性保護入手，始終將遺址的保護放在首位，不斷探索研究。但由于經費和技術的原因，基本上只起到了看守作用，因此，這一時期被認為是莫高窟保護的看守時期。

1950年之后，通過考古和古建筑保護專家的慎重調研[2-3]，遵照古建筑大師梁思成對加固方案“有若無，實若虛，大智若愚”的加固思路，經過反復研究和試驗性加固，20世紀60年代初期，開啟了莫高窟全面搶險保護加固工作[4]。通過各方人員的不斷努力，成功實施了莫高窟南區崖體加固工程，徹底改變了莫高窟坍塌破敗的面貌。修復人員通過不斷探索和研究，搶救和加固了大量行將剝落的精美壁畫。由于這一時期的主要保護工作為搶救行將坍塌的石窟崖體和即將剝落壁畫的加固，因此，這一時期被稱為搶救性加固時期[5-6]。

20世紀80年代，莫高窟進入了科學保護時期，特別是1987年莫高窟被列入世界文化遺產之后，敦煌研究院抓住機遇適時開展廣泛的國際、國內合作，將敦煌莫高窟保護置于國際視域之中，把國內外相關領域高水平的研究力量引入敦煌莫高窟的保護事業中，積極吸收借鑒國內外先進經驗和技術，將研究與保護工作緊密結合，并把科學的分析和監測手段引入莫高窟的保護中，逐步研究和探索石窟與壁畫材質、賦存環境和病害機理方面的問題，如壁畫與塑像的制作材料與工藝、石窟崖體的工程地質條件和工程地質特征、石窟大環境與洞窟微環境、莫高窟環境質量評價、莫高窟風沙防治、石窟崖體的穩定性、石窟崖體的風化機理、壁畫各種病害的產生機理等方面的大量研究[7-38]。在大量研究成果的支撐下，我們通過各類病害的模擬、保護修復材料的篩選、保護修復技術的改進，不斷提升莫高窟圍巖的保護和加固技術，完善了古代壁畫的科學保護程序和方法。在搶救了一大批文物的同時，培養了一支高素質、多學科融合的專業技術人才隊伍。不但讓敦煌莫高窟的保護水平有了切實的提高，也使得敦煌研究院在石窟和壁畫保護方面的技術水平處于全國前列。21世紀初，隨著《中國文物古跡保護準則》的制定和實施，莫高窟的保護工作開始逐步從“搶救性保護”向“預防性保護”過渡。只有主動阻止和消除影響莫高窟保護的各種不利因素，才能最大限度地延長其壽命，減緩壁畫彩塑的衰退，使莫高窟的全部信息和突出價值得到真實、完整的保存和延續，而實現這一目標的前提和基礎就是要構建風險監測預警體系。

2 風險管理理論與文化遺產保護

風險管理理論起源于20世紀50年代，主要是要解決管理當中的管理資源、管理體系、管理體制和組織目標實現的方式問題。風險管理目標由兩個部分組成：損失發生前的風險管理目標和損失發生后的風險管理目標。風險管理的基本程序包括風險識別、風險分析、風險評價、風險處理等環節[39]。

對于文化遺產而言，存在諸如地震、火山爆發、洪水、火災等導致遺產大面積毀壞甚至毀滅的風險源。為了防范各類風險源對文化遺產帶來的破壞，國際文物保護組織在文化遺產中提出并開始應用文化遺產風險防范的理念，20世紀90年代，國際文物保存與修復研究中心（ICCROM）和國際藍盾委員會制定了文化遺產風險防范指南[39-43]。該指南提出了文化遺產風險防范的基本原則?！稏|京宣言》、《魁北克宣言》、《阿西斯宣言》均對國際文化遺產風險防范進行了相關說明和規定。為了指導遺產地進行相關風險防范，1998年，國際文物保護與修復研究中心制定了《國際文化遺產風險防范管理手冊》。將風險管理理論應用于文化遺產保護的過程有四個公認的步驟：明確文化遺產所面臨的全部風險；評估每項風險的嚴重程度；找出并制定風險緩解策略；評估每項策略的成本和效益。風險管理理論最大的優點是通過風險識別、風險分析與風險處理，將風險源對遺址可能造成的影響和破壞降低或減緩。文化遺產的預防性保護就是通過主動改善文化遺產的保存環境提前消除一些對文化遺產保存不利的因素來達到延長文化遺產壽命的目的?？梢?，風險管理理論完全可以用來指導文化遺產的預防性保護，為預防性保護提供一個決策框架。

一般而言，文化遺產地都會受到多種風險因素的影響和威脅，遺產存在的許多病害往往是多種風險因素綜合作用的結果。因此，系統控制導致文化遺產病害產生和發展的多種風險因素，延續和保持文化遺產的價值就成為了當前最重要的研究任務之一。要實現文化遺產系統的預防性保護，需要引入更加科學有效的方法和技術，全面系統地認識影響文物安全保存的各種風險因素；需要有效地識別影響文物安全保存的風險因素的評估技術和體系，以及能夠監測文物本體病害緩慢變化的專業技術和裝備；需要深入研究文物各種病害與風險因素的關系，用多種風險因素的監測結果預測病害的發生和發展。目前傳感技術、計算機技術、互聯網和自動控制技術等多種高新技術的快速發展，為文化遺產的風險識別提供了有效的監測認知手段，使得我們能更加快速、準確地進行風險識別。

莫高窟的保護與管理監測經歷了一個從無到有、從簡單到復雜、從分散監測到系統監測的過程[11-19]。自20世紀50年代開始，莫高窟斷斷續續地進行了一些環境方面的監測工作，至20世紀90年代開始了多因子石窟大環境、洞窟微環境、文物本體、遺址載體等方面的監測，21世紀初又開展了游客及其對環境影響的監測。初期的監測工作主要是以為保護研究提供基礎數據為目的的，經過幾十年的監測工作，莫高窟的監測內容逐漸增多和深化，監測手段逐漸豐富和先進，科學監測的結果為莫高窟的保護、管理起到了積極的推進作用。這些監測工作的開展，為莫高窟引入風險管理理論，使莫高窟的保護從搶救性保護向預防性保護過渡，為實現變化可監測、風險可預報、險情可預控、保護可提前的預防性保護管理目標積累了經驗，也為建設莫高窟風險監測預警體系奠定了基礎。

3 莫高窟風險監測預警體系架構

和基本內容

3.1 莫高窟風險監測預警體系構建的意義

在風險管理理論的指導下，構建莫高窟監測預警運行體系，可以及早地發現和辨別壁畫、塑像本體及其賦存環境的細微變化，不僅能為風險評估預警和盡早實施應對措施提供重要依據，也為開展洞窟壁畫病害與洞窟內外環境因素影響的關系，及病害產生機理的研究提供可能和必要的條件，是實現對遺產地莫高窟的預防性保護的關鍵。同時，莫高窟預警監測體系的建立不但可以實現遺產氣象監測、微環境監測、本體監測、載體監測、游客承載量監測和安防監控系統的信息集成和信息共享，促進各相關監測部門間的協同合作關系，而且還可以確定遺產保護、管理、利用中所遇事件的輕重緩急關系，并依據事件不同的重要程度，提出相應的報送、預警方式和響應措施，進而提高遺產地的管理水平，最終實現莫高窟從搶救性保護到預防性保護的順利過渡。

3.2 莫高窟風險監測預警體系的架構

針對莫高窟監測預警工作中存在的問題，從文化遺產風險管理需求出發，以“變化可監測、風險可預報、險情可預控、保護可提前”為目標， 綜合運用傳感技術、計算機技術、網絡技術、自動控制技術等相關手段，開展文化遺產的風險識別、風險分析、風險評價。通過信息化手段加以整合、集成，結合文化遺產風險管理的特點，進行包含風險預報與預警、風險處理預案評價、應急響應、風險處理決策支持、信息報送與發布等功能的風險管理和決策支持系統的設計。根據系統需求，配置相應的硬件支持平臺，共同組成在風險理論指導下的莫高窟風險監測預警體系（圖1）。根據需求，本體系包括兩大部分，一部分為前端數據采集系統，另一部分為監測預警體系支撐系統。監測預警體系支撐系統包括業務應用系統、軟件支撐平臺和硬件支撐平臺。

（1）前端數據采集系統

前端數據采集系統主要是利用各種傳感器，采集能夠表征遺址變化的各類監測因子的相關實時數據。前端數據采集哪些數據和如何采集是根據監測的需要和文物保護的需求而定的。目前要構建監測體系需要采集石窟大環境、洞窟微環境、石窟崖體、文物本體、游客、安全防范等方面的實時監測數據。

石窟大環境監測方面，主要監測內容有石窟氣象環境、水環境、空氣質量、震動、振動、風沙、生物等。

洞窟微環境方面，主要監測內容有溫濕度、二氧化碳、大氣顆粒物、振動及噪聲、VOC、空氣擾動、微生物等。

石窟崖體的主要監測內容有穩定性、巖體內水汽含量與運移、崖體風化等。

文物本體的主要監測內容有壁畫、塑像及周邊建筑物的長期健康監測。

游客的主要監測內容為游客數量、游客分布等方面的實時動態。

安全防范監測主要采用視頻監控手段，實現整個莫高窟保護區的實時安全監測，確保遺址安全。

（2）監測預警體系支撐系統

監測體系支撐系統包括業務應用系統、軟件支撐平臺和硬件支撐平臺三部分。業務應用系統包含洞窟管理系統、門禁管理系統、游客管理系統、設備管理系統、監測信息人工采集系統、監測信息集成顯示系統、分析預警系統、統計及報表生成系統、預警事件處理系統、信息報送系統、應急指揮調度系統、公共發布系統等12項。軟件支撐平臺包括多維統計分析系統、同一身份認證系統、中間件、數據庫、GIS平臺、工作流引擎、視頻服務系統。硬件支撐平臺包括監控中心硬件系統、服務器及存儲系統、網絡系統、移動應用前置平臺、短信平臺和網絡安全系統。

監測體系的應用對象包括研究院領導決策層、監控工作人員、相關業務部門、社會大眾和上級管理部門。對于領導決策層，需要通過本體系及時獲取監測報表、監測分析報告、重大的預警信息，通過系統做出決策響應。對于監控工作人員，主要由最主要的三個職能部門：總監控中心、游客監控中心、安防監控中心的人員組成?？偙O控中心負責遺產日常監測，游客監控中心負責游客監測，安防監控中心負責安防監控和遺產監測中的地震、風沙、火災、洪水監測。各監控中心工作人員負責各自監測內容相關的日常監測、接收、上報、發布相關的普通預警信息，重大預警信息，參與事件的處置工作，并負責生成相關的監測報表和監測分析報告。對于相關業務部門工作人員，主要是通過本體系及時獲取各自相關的預警信息，并參與事件的處置；同時也可以主動向監控中心上報各種事件。對于普通大眾，可以從門戶網站獲取各類的監測信息，并可以通過本體系完成參觀預約等操作。上級管理部門可以從本體系獲取相應的上報信息和資料。

4 未來展望

敦煌莫高窟的保護是一項系統工程，它不僅包括文物本體保護，還需注重遺址周圍人文環境、自然環境、景觀環境的保護。必須運用先進的保護理念，使用先進的保護手段，開展綜合的科學保護研究，才能使它得到有效的保護。敦煌莫高窟風險監測體系建設是預防性保護的重要措施之一，截至目前，莫高窟風險監測體系已經完成了部分監測要素采集系統的安裝、數據傳輸系統的構建、部分支撐軟件的開發和監測中心的建設，系統已經開始運行并發揮作用。基于風險管理理論的莫高窟預防性保護還有以下工作需要開展：

（1）風險清單的科學厘定

文化遺產的風險評估包括風險識別、風險分析和風險評價等三個主要環節。風險識別需要對特定文化遺產面臨的各種風險情況進行認定和描述，具體包括對風險事件可能會是什么、如何發生以及可能在何時何地發生等要素進行判斷，在以往監測信息、歷史檔案資料、專家經驗和先驗知識的基礎上，選擇適用的風險識別模型與方法，開展莫高窟風險的識別、描述和分類研究，從而建立敦煌莫高窟風險清單。

（2）風險閾值的研究

在風險監測預警體系中，實現風險預警預報是關鍵環節之一，即當風險發生的概率或頻率超過一定閾值，或發生的概率和損失超過一定閾值后，激發系統預警功能。沒有確切的閾值，風險監測體系很難充分發揮作用。各種病害發生的閾值的研究是今后工作的重點之一，我們將聯合相關專業人員，在風險清單的指導下，共同開展莫高窟各種風險發生的閾值研究。

（3）風險管理與決策支持系統的研發

莫高窟風險監測體系初步開發了軟件支撐系統，但該系統缺乏科學有效的理論基礎、方法指導和操作規范標準，存在管理決策支撐體系不健全等問題。系統開展莫高窟風險管理理論模型和方法的應用性研究，在此基礎上研發風險管理和決策支持系統，并將研究成果在敦煌莫高窟予以集成、系統部署和應用。通過實際運行積累風險管理經驗，為我國乃至世界文化遺產地保護和管理提供借鑒，切實提高我國世界文化遺產地的預防性保護能力和水平。

（4）風險防范與控制技術研究

風險防范與控制屬于風險管理中的風險處理部分，是風險管理中的關鍵環節。風險監測體系為莫高窟保護和管理決策提供了全面的支持和指導。在風險監測體系的指導下，要實現全面的預防性保護還需開展風險防范和控制方面的技術研究，通過風險防范與控制，達到降低遺址風險的目的，實現預防性保護。對于莫高窟而言，可通過控制各類環境因子來消除或減小環境因子對遺址的不利影響；通過游客管理和參觀方式的改變，將游客對遺址的影響降至最低。

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