隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和信息化水平的不斷提高，作為國民經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)的建筑業(yè)也隨之開始進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。但是由于施工環(huán)境復(fù)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(guān)鍵作用的5G憑借其高速率、大帶寬、低時延、高可靠等特性應(yīng)用于建筑業(yè)各業(yè)務(wù)場景，必將會大大降低施工現(xiàn)場安全事故的發(fā)生。

5G技術(shù)將進(jìn)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(shù)字化新模式，加強產(chǎn)業(yè)數(shù)字化建設(shè)，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(lián)通與華為、廣聯(lián)達(dá)聯(lián)合發(fā)布《5G與數(shù)字建造白皮書》。2020年6月17日，華為攜手廣聯(lián)達(dá)，舉行了題為“以數(shù)字的畫筆描繪建筑業(yè)轉(zhuǎn)型藍(lán)圖5G助力建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級”的線上會議。

5G勢不可擋，5G技術(shù)與建筑業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型深度融合，將對建筑行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)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(xiàn)場將大規(guī)模組網(wǎng)5G網(wǎng)絡(luò)

建筑業(yè)的數(shù)字化發(fā)展的核心是對數(shù)據(jù)的獲取和應(yīng)用，在5G時代，可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)更好的實現(xiàn)萬物互聯(lián)，更高質(zhì)量的在工地現(xiàn)場收集建造過程信息。

再結(jié)合BIM技術(shù)將建造階段產(chǎn)生的實際數(shù)據(jù)與進(jìn)度、成本計劃在數(shù)字實體做關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)現(xiàn)實世界與數(shù)字世界的實時對照，更好的利用數(shù)字化手段實現(xiàn)建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。

在此施工過程中，5G技術(shù)的應(yīng)用至關(guān)重要，同時也對5G技術(shù)在施工現(xiàn)場的組網(wǎng)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(fù)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(guān)系隨時可能發(fā)生變化，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)可能也需要頻繁做出相應(yīng)調(diào)整。

對于建筑企業(yè)是個繁瑣的負(fù)擔(dān)，所以我們提出建設(shè)“柔性5G網(wǎng)絡(luò)”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(xiàn)場的規(guī)模組網(wǎng)。

2、工程現(xiàn)場多傳感器融合的智能感知

建筑業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，首先要實現(xiàn)建筑物數(shù)據(jù)以及管理行為與結(jié)果的“數(shù)據(jù)化”，而實現(xiàn)“數(shù)據(jù)化”的前提是要先獲取精確的數(shù)據(jù)。

將5G技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)深度融合，可以把所有的物品通過信息傳感設(shè)備，按約定的協(xié)議，進(jìn)行信息交換和通信，以實現(xiàn)智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理。

以多傳感器為觸點，結(jié)合高速移動通訊、無線射頻、近場通訊及二維碼識別等物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，與工程項目管理信息系統(tǒng)的集成應(yīng)用，積極探索工程信息化管理技術(shù)，將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與施工現(xiàn)場管理深度融合，利用互聯(lián)網(wǎng)的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行項目精細(xì)化和標(biāo)準(zhǔn)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(jīng)”，一有異常就發(fā)出警報，每一個傳感器的應(yīng)用都相當(dāng)于是在統(tǒng)一機體上延長了智慧觸手。

使用物聯(lián)網(wǎng)實時立體視覺技術(shù)，可以在工地現(xiàn)場跟蹤每位工作人員的精確位置和行動軌跡，精度可以達(dá)到厘米級。結(jié)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(xiàn)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(diào)配等各項工作流程都可以隨之進(jìn)行優(yōu)化。

有了5G技術(shù)的支撐，海量物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)就可以實時傳送到統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，進(jìn)而更有效的感知工程項目的情況。

3、項目現(xiàn)場與BIM模型的數(shù)字孿生

BIM作為工程領(lǐng)域數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級的核心技術(shù)，已經(jīng)得到越來越多工程從業(yè)人員的認(rèn)可。

基于對工程項目的智能感知，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與處理，將實時采集的數(shù)據(jù)與BIM模型進(jìn)行掛接，形成數(shù)字模型與真實場景的關(guān)聯(lián)，實現(xiàn)數(shù)字模型與實際工程數(shù)據(jù)的實時交互，通過數(shù)字模型為數(shù)據(jù)載體最終實現(xiàn)數(shù)字化管理。

當(dāng)然，項目在建造過程中，現(xiàn)場的情況每時每刻都會發(fā)生變化，這些變化如何實時關(guān)聯(lián)到BIM模型上，真正做到數(shù)字世界和現(xiàn)實世界的信息聯(lián)動，這就對工地現(xiàn)場的網(wǎng)絡(luò)帶寬、可靠性帶來了巨大的挑戰(zhàn)。

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

實現(xiàn)以BIM技術(shù)為核心的項目數(shù)字化管理的過程中，網(wǎng)絡(luò)的穩(wěn)定性和低延時性是保證數(shù)據(jù)傳送與應(yīng)用的重要環(huán)節(jié)，有了5G技術(shù)的支撐，工程項目海量數(shù)據(jù)的價值將得到更大程度的發(fā)揮與利用，真正實現(xiàn)了“可以穿越時空的7D世界建模數(shù)據(jù)庫”。

另外，借助數(shù)字孿生，可以很好地解決工藝工法標(biāo)準(zhǔn)化的落地問題，可以將帶有工地現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)的BIM模型與工地實際工作面進(jìn)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(xiàn)出虛實兩個場景的疊加，要做的工作內(nèi)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(jìn)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(jié)合現(xiàn)場智能感知能力進(jìn)行監(jiān)控和錯誤預(yù)警。

4、工程項目的多方協(xié)同

智能感知和數(shù)字孿生的實現(xiàn)，為工程項目的協(xié)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(guān)數(shù)據(jù)的共享，可以更好地實現(xiàn)工地現(xiàn)場人員的協(xié)同、人員與機械設(shè)備的協(xié)同、機械設(shè)備間的協(xié)同工作，甚至還可以是來自于項目各業(yè)務(wù)線間以及項目各參與方之間的協(xié)同。

（1）5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)作業(yè)過程中的要素協(xié)同

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

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

（2）人機協(xié)同：人機協(xié)同是通過遠(yuǎn)程操控、虛擬現(xiàn)實（VR）、增強現(xiàn)實（AR）、擴(kuò)展現(xiàn)實（XR）等方式實現(xiàn)在施工現(xiàn)場更高效地完成工作，節(jié)省人力，避免工地上常出現(xiàn)的憑經(jīng)驗判斷合規(guī)性和安全性的操作。

（3）機器之間協(xié)同：在施工現(xiàn)場不僅可以做到人機協(xié)同的遠(yuǎn)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(zhǔn)的完成生產(chǎn)任務(wù)，節(jié)省人力的使用度。

（2）5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)協(xié)同

在5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，通過對工地現(xiàn)場的智能感知，并將實時數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)在BIM模型上，可以更好的實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的數(shù)據(jù)共享與協(xié)同。其中，主要集中在項目部各部門間的數(shù)據(jù)協(xié)同、公司與項目部之間的數(shù)據(jù)協(xié)同、各參建方之間的數(shù)據(jù)協(xié)同。

（3）5G網(wǎng)絡(luò)環(huán)境實現(xiàn)云邊端的技術(shù)協(xié)同

傳統(tǒng)的云計算在5G的加持下，未來將屬于基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的分布式的云、邊、端協(xié)同計算環(huán)境，CPU，GPU，NPU，FPGA，ASIC分散在個人電腦、服務(wù)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(wǎng)絡(luò)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(gòu)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(wǎng)絡(luò)的高帶寬能夠解決這種分布式異構(gòu)計算架構(gòu)用于計算任務(wù)分配和下發(fā)、數(shù)據(jù)的交換、結(jié)果驗證廣播所需的數(shù)據(jù)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(jìn)新時代的建筑行業(yè)治理模式

在數(shù)字時代，數(shù)字建筑產(chǎn)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(jìn)簡政放權(quán)、放管結(jié)合、優(yōu)化服務(wù)，不斷提高政府效能?！胺?、管、服”成為新時代城市建設(shè)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(guān)、建設(shè)類企業(yè)、經(jīng)營類企業(yè)、金融機構(gòu)、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(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)建立數(shù)字化的新時代行業(yè)共同治理模式。

其中相關(guān)主管機關(guān)充分減政放權(quán)，轉(zhuǎn)向加強事中和事后監(jiān)管。

在5G時代，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、AI和區(qū)塊鏈等技術(shù)的數(shù)字化系統(tǒng)，可以安全可靠地解決海量數(shù)據(jù)的權(quán)屬問題，數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)過程全程透明可控，每個參與者的貢獻(xiàn)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(jié)果具有司法效力。

行業(yè)的各個參與方，借著數(shù)據(jù)互通、業(yè)務(wù)互聯(lián)，結(jié)合數(shù)字簽名背書，構(gòu)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(dǎo)致的“納什均衡”進(jìn)化成基于信任、行業(yè)準(zhǔn)則和價值觀實現(xiàn)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(jié)語

今后幾年，在5G技術(shù)全面商用化的助推下，建筑業(yè)將全面提高數(shù)字化水平，著力增強BIM、大數(shù)據(jù)、智能化、移動通訊、云計算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)集成應(yīng)用能力，建筑業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化將取得突破性進(jìn)展，更好實現(xiàn)成熟的一體化行業(yè)監(jiān)管服務(wù)平臺，數(shù)據(jù)資源利用水平和能力的明顯提升。

5G技術(shù)的全面利用，為建筑業(yè)的數(shù)字化發(fā)展提供了機遇。無論是工地精細(xì)化管理的內(nèi)在需求還是當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)快速發(fā)展和綜合應(yīng)用的外在動力，都將驅(qū)動著建筑業(yè)向更加集成統(tǒng)一管理、高效協(xié)同工作以及更加自動化和智能化的智慧化趨勢演進(jìn)，逐步實現(xiàn)全鏈條產(chǎn)業(yè)鏈的和諧可持續(xù)發(fā)展。
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