隨著我國市場經濟的快速發(fā)展和信息化水平的不斷提高，作為國民經濟重要支柱產業(yè)的建筑業(yè)也隨之開始進行數字化轉型升級。但是由于施工環(huán)境復雜、露天作業(yè)多、人員流動性大等建筑業(yè)自身特點，安全事故仍頻繁發(fā)生。

5G時代的加速到來，具有關鍵作用的5G憑借其高速率、大帶寬、低時延、高可靠等特性應用于建筑業(yè)各業(yè)務場景，必將會大大降低施工現場安全事故的發(fā)生。

5G技術將進一步推動整個建筑施工過程智能化、無人化，為建筑業(yè)企業(yè)打造數字化新模式，加強產業(yè)數字化建設，助力推動建筑業(yè)的安全、創(chuàng)新發(fā)展。

在2019世界5G大會上，中國聯通與華為、廣聯達聯合發(fā)布《5G與數字建造白皮書》。2020年6月17日，華為攜手廣聯達，舉行了題為“以數字的畫筆描繪建筑業(yè)轉型藍圖5G助力建筑業(yè)轉型升級”的線上會議。

5G勢不可擋，5G技術與建筑業(yè)數字化轉型深度融合，將對建筑行業(yè)產生深遠的影響。以下，我們?yōu)榇蠹曳窒?G時代建筑行業(yè)未來發(fā)展的5大趨勢。

1、施工現場將大規(guī)模組網5G網絡

建筑業(yè)的數字化發(fā)展的核心是對數據的獲取和應用，在5G時代，可以結合物聯網、移動互聯網等技術更好的實現萬物互聯，更高質量的在工地現場收集建造過程信息。

再結合BIM技術將建造階段產生的實際數據與進度、成本計劃在數字實體做關聯，實現現實世界與數字世界的實時對照，更好的利用數字化手段實現建筑業(yè)的轉型升級。

在此施工過程中，5G技術的應用至關重要，同時也對5G技術在施工現場的組網搭建提出了更高的要求與挑戰(zhàn)。

建筑工程項目時間周期長、場景差異大、環(huán)境復雜惡劣、安全性要求高，建造過程是一個從無到有的創(chuàng)造過程，工程物理環(huán)境、空間關系隨時可能發(fā)生變化，導致網絡可能也需要頻繁做出相應調整。

對于建筑企業(yè)是個繁瑣的負擔，所以我們提出建設“柔性5G網絡”的解決方案，用來適配建筑業(yè)特殊的場景化訴求。這將有利于施工現場的規(guī)模組網。

2、工程現場多傳感器融合的智能感知

建筑業(yè)的數字化轉型，首先要實現建筑物數據以及管理行為與結果的“數據化”，而實現“數據化”的前提是要先獲取精確的數據。

將5G技術與物聯網技術深度融合，可以把所有的物品通過信息傳感設備，按約定的協議，進行信息交換和通信，以實現智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

以多傳感器為觸點，結合高速移動通訊、無線射頻、近場通訊及二維碼識別等物聯網技術，與工程項目管理信息系統(tǒng)的集成應用，積極探索工程信息化管理技術，將物聯網技術與施工現場管理深度融合，利用互聯網的海量數據進行項目精細化和標準化管理，讓傳統(tǒng)的建筑工地長出“智慧大腦”。

電線桿上長出了“眼睛”、“耳朵”和“鼻子”，看得到違規(guī)，聽得到噪音，聞得到粉塵；混凝土底板不用人管，自己也能“量體溫”；

高支模全身遍布“末梢神經”，一有異常就發(fā)出警報，每一個傳感器的應用都相當于是在統(tǒng)一機體上延長了智慧觸手。

使用物聯網實時立體視覺技術，可以在工地現場跟蹤每位工作人員的精確位置和行動軌跡，精度可以達到厘米級。結合對工地實時危險源的監(jiān)控，及時提醒工作人員與危險區(qū)域保持足夠的安全距離。

同時，在出現安全事故的時候，也可以及時救援傷者。通過對人員的位置精確統(tǒng)計，項目的工作計劃、安全管理、物料和資源調配等各項工作流程都可以隨之進行優(yōu)化。

有了5G技術的支撐，海量物聯網設備采集的數據就可以實時傳送到統(tǒng)一的數據平臺，進而更有效的感知工程項目的情況。

3、項目現場與BIM模型的數字孿生

BIM作為工程領域數字化轉型升級的核心技術，已經得到越來越多工程從業(yè)人員的認可。

基于對工程項目的智能感知，實現數據的采集與處理，將實時采集的數據與BIM模型進行掛接，形成數字模型與真實場景的關聯，實現數字模型與實際工程數據的實時交互，通過數字模型為數據載體最終實現數字化管理。

當然，項目在建造過程中，現場的情況每時每刻都會發(fā)生變化，這些變化如何實時關聯到BIM模型上，真正做到數字世界和現實世界的信息聯動，這就對工地現場的網絡帶寬、可靠性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

5G技術低延時、高帶寬、穩(wěn)定性的特點可以很好的解決網絡問題，保證項目現場與BIM模型實時交互的數字孿生場景的更好實現。

實現以BIM技術為核心的項目數字化管理的過程中，網絡的穩(wěn)定性和低延時性是保證數據傳送與應用的重要環(huán)節(jié)，有了5G技術的支撐，工程項目海量數據的價值將得到更大程度的發(fā)揮與利用，真正實現了“可以穿越時空的7D世界建模數據庫”。

另外，借助數字孿生，可以很好地解決工藝工法標準化的落地問題，可以將帶有工地現場實時數據的BIM模型與工地實際工作面進行虛實場景交互。

工人通過佩戴VR/AR眼鏡等方式在視野前呈現出虛實兩個場景的疊加，要做的工作內容與步驟可以疊加在實際工作場景上模擬演示，工人只需按照演示方式進行操作即可，過程中還可以對工人是否按照工藝工法要求施工，結合現場智能感知能力進行監(jiān)控和錯誤預警。

4、工程項目的多方協同

智能感知和數字孿生的實現，為工程項目的協同帶來了更多的可能性，通過對視覺的共享和對BIM模型相關數據的共享，可以更好地實現工地現場人員的協同、人員與機械設備的協同、機械設備間的協同工作，甚至還可以是來自于項目各業(yè)務線間以及項目各參與方之間的協同。

（1）5G網絡環(huán)境實現作業(yè)過程中的要素協同

工程現場的環(huán)境相對復雜，人員、材料、機械設備間的協作情況非常普遍，在項目的作業(yè)過程中涉及到很多協同的場景，其中主要以人人協同、人機協同和機械間的協同為主，下面就針對這三個主要場景進行詳細描述。

（1）人人協同：目前，在建筑行業(yè)提倡建筑精度能夠與工業(yè)產品近似，高精度可通過現場的全方位智能感知，實現多人感知互通的精準操作。

（2）人機協同：人機協同是通過遠程操控、虛擬現實（VR）、增強現實（AR）、擴展現實（XR）等方式實現在施工現場更高效地完成工作，節(jié)省人力，避免工地上常出現的憑經驗判斷合規(guī)性和安全性的操作。

（3）機器之間協同：在施工現場不僅可以做到人機協同的遠程控制，還可以做到部分簡單工作的自動化，由機器人來更精準的完成生產任務，節(jié)省人力的使用度。

（2）5G網絡環(huán)境實現生產過程中的數據協同

在5G網絡環(huán)境下，通過對工地現場的智能感知，并將實時數據關聯在BIM模型上，可以更好的實現生產過程中的數據共享與協同。其中，主要集中在項目部各部門間的數據協同、公司與項目部之間的數據協同、各參建方之間的數據協同。

（3）5G網絡環(huán)境實現云邊端的技術協同

傳統(tǒng)的云計算在5G的加持下，未來將屬于基于異構網絡的分布式的云、邊、端協同計算環(huán)境，CPU，GPU，NPU，FPGA，ASIC分散在個人電腦、服務器、手機、路由器、攝像頭和各種傳感器中，通過高帶寬、低延遲的5G無線網絡和高速大容量同軸或光線線纜等連接形成了一個可伸縮的擁有眾多異構計算節(jié)點和海量存儲的虛擬的超級計算機。

5G的無線和有線網絡的高帶寬能夠解決這種分布式異構計算架構用于計算任務分配和下發(fā)、數據的交換、結果驗證廣播所需的數據傳輸帶寬需求，非常適合在工地這種整體TPS要求不高，但是算力要求高并且對時延敏感和不敏感的請求混雜的計算環(huán)境。

5、推進新時代的建筑行業(yè)治理模式

在數字時代，數字建筑產業(yè)的治理模式在不斷演化。2016年5月9日，《政府工作報告》提出，持續(xù)推進簡政放權、放管結合、優(yōu)化服務，不斷提高政府效能?！胺?、管、服”成為新時代城市建設治理模式發(fā)展方向。

在此趨勢下，建筑業(yè)的各個參與方包括但不限于行政主管機關、建設類企業(yè)、經營類企業(yè)、金融機構、城市居民以建立美好的生活和工作環(huán)境為宗旨，以區(qū)塊鏈、大數據、人工智能技術建立數字化的新時代行業(yè)共同治理模式。

其中相關主管機關充分減政放權，轉向加強事中和事后監(jiān)管。

在5G時代，結合物聯網、大數據、AI和區(qū)塊鏈等技術的數字化系統(tǒng)，可以安全可靠地解決海量數據的權屬問題，數據流轉過程全程透明可控，每個參與者的貢獻清晰明了，還不會被篡改，用戶隱私和商業(yè)機密不被泄漏，行業(yè)共識和規(guī)則透明，可靠的自動執(zhí)行，所有結果具有司法效力。

行業(yè)的各個參與方，借著數據互通、業(yè)務互聯，結合數字簽名背書，構成了行業(yè)整體利益共同體和生態(tài)系統(tǒng)。

整個行業(yè)從非合作博弈導致的“納什均衡”進化成基于信任、行業(yè)準則和價值觀實現各方利益最大化的“合作性均衡”。

所有阻礙生態(tài)系統(tǒng)健康發(fā)展的行為，都會在系統(tǒng)中暴露無疑，惡意分子也無處躲藏，自然就會慢慢被系統(tǒng)淘汰，從而改善行業(yè)的整體運行環(huán)境。

6、結語

今后幾年，在5G技術全面商用化的助推下，建筑業(yè)將全面提高數字化水平，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力，建筑業(yè)數字化、網絡化、智能化將取得突破性進展，更好實現成熟的一體化行業(yè)監(jiān)管服務平臺，數據資源利用水平和能力的明顯提升。

5G技術的全面利用，為建筑業(yè)的數字化發(fā)展提供了機遇。無論是工地精細化管理的內在需求還是當代先進技術快速發(fā)展和綜合應用的外在動力，都將驅動著建筑業(yè)向更加集成統(tǒng)一管理、高效協同工作以及更加自動化和智能化的智慧化趨勢演進，逐步實現全鏈條產業(yè)鏈的和諧可持續(xù)發(fā)展。
責任編輯：YYX