这是广联达新建造的第311篇原创分享
文 | 5G与数字建造白皮书
来源 | 广联达新建造（ID：Glodon-NB）
随着我国市场经济的快速发展和信息化水平的不断提高，作为国民经济重要支柱产业的建筑业也随之开始进行数字化转型升级。但是由于施工环境复杂、露天作业多、人员流动性大等建筑业自身特点，安全事故仍频繁发生。
5G时代的加速到来，具有关键作用的5G凭借其高速率、大带宽、低时延、高可靠等特性应用于建筑业各业务场景，必将会大大降低施工现场安全事故的发生。
5G技术将进一步推动整个建筑施工过程智能化、无人化，为建筑业企业打造数字化新模式，加强产业数字化建设，助力推动建筑业的安全、创新发展。
在2019世界5G大会上，中国联通与华为、广联达联合发布《5G与数字建造白皮书》。2020年6月17日，华为携手广联达，举行了题为“以数字的画笔描绘建筑业转型蓝图5G助力建筑业转型升级”的线上会议。
5G势不可挡，5G技术与建筑业数字化转型深度融合，将对建筑行业产生深远的影响。以下，我们为大家分享5G时代建筑行业未来发展的5大趋势。
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施工现场将大规模组网5G网络
建筑业的数字化发展的核心是对数据的获取和应用，在5G时代，可以结合物联网、移动互联网等技术更好的实现万物互联，更高质量的在工地现场收集建造过程信息。
再结合BIM技术将建造阶段产生的实际数据与进度、成本计划在数字实体做关联，实现现实世界与数字世界的实时对照，更好的利用数字化手段实现建筑业的转型升级。
在此施工过程中，5G技术的应用至关重要，同时也对 5G技术在施工现场的组网搭建提出了更高的要求与挑战。
建筑工程项目时间周期长、场景差异大、环境复杂恶劣、安全性要求高，建造过程是一个从无到有的创造过程，工程物理环境、空间关系随时可能发生变化，导致网络可能也需要频繁做出相应调整。
对于建筑企业是个繁琐的负担，所以我们提出建设“柔性5G网络”的解决方案，用来适配建筑业特殊的场景化诉求。这将有利于施工现场的规模组网。
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工程现场多传感器融合的智能感知
建筑业的数字化转型，首先要实现建筑物数据以及管理行为与结果的“数据化”，而实现“数据化”的前提是要先获取精确的数据。
将 5G 技术与物联网技术深度融合，可以把所有的物品通过信息传感设备，按约定的协议，进行信息交换和通信，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理。
以多传感器为触点，结合高速移动通讯、无线射频、近场通讯及二维码识别等物联网技术，与工程项目管理信息系统的集成应用，积极探索工程信息化管理技术，将物联网技术与施工现场管理深度融合，利用互联网的海量数据进行项目精细化和标准化管理，让传统的建筑工地长出“智慧大脑”。
电线杆上长出了“眼睛”、“耳朵”和“鼻子”，看得到违规，听得到噪音，闻得到粉尘；
混凝土底板不用人管，自己也能“量体温”；
高支模全身遍布“末梢神经”，一有异常就发出警报，每一个传感器的应用都相当于是在统一机体上延长了智慧触手。
使用物联网实时立体视觉技术，可以在工地现场跟踪每位工作人员的精确位置和行动轨迹，精度可以达到厘米级。结合对工地实时危险源的监控，及时提醒工作人员与危险区域保持足够的安全距离。
同时，在出现安全事故的时候，也可以及时救援伤者。通过对人员的位置精确统计，项目的工作计划、安全管理、物料和资源调配等各项工作流程都可以随之进行优化。
有了5G技术的支撑，海量物联网设备采集的数据就可以实时传送到统一的数据平台，进而更有效的感知工程项目的情况。
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项目现场与BIM模型的数字孪生
BIM作为工程领域数字化转型升级的核心技术，已经得到越来越多工程从业人员的认可。
基于对工程项目的智能感知，实现数据的采集与处理，将实时采集的数据与BIM模型进行挂接，形成数字模型与真实场景的关联，实现数字模型与实际工程数据的实时交互，通过数字模型为数据载体最终实现数字化管理。
当然，项目在建造过程中，现场的情况每时每刻都会发生变化，这些变化如何实时关联到 BIM 模型上，真正做到数字世界和现实世界的信息联动，这就对工地现场的网络带宽、可靠性带来了巨大的挑战。
5G 技术低延时、高带宽、稳定性的特点可以很好的解决网络问题，保证项目现场与 BIM 模型实时交互的数字孪生场景的更好实现。
实现以BIM技术为核心的项目数字化管理的过程中，网络的稳定性和低延时性是保证数据传送与应用的重要环节，有了5G技术的支撑，工程项目海量数据的价值将得到更大程度的发挥与利用，真正实现了“可以穿越时空的 7D 世界建模数据库”。
另外，借助数字孪生，可以很好地解决工艺工法标准化的落地问题，可以将带有工地现场实时数据的BIM模型与工地实际工作面进行虚实场景交互。
工人通过佩戴 VR/AR 眼镜等方式在视野前呈现出虚实两个场景的叠加，要做的工作内容与步骤可以叠加在实际工作场景上模拟演示，工人只需按照演示方式进行操作即可，过程中还可以对工人是否按照工艺工法要求施工，结合现场智能感知能力进行监控和错误预警。
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工程项目的多方协同
智能感知和数字孪生的实现，为工程项目的协同带来了更多的可能性，通过对视觉的共享和对 BIM 模型相关数据的共享，可以更好地实现工地现场人员的协同、人员与机械设备的协同、机械设备间的协同工作，甚至还可以是来自于项目各业务线间以及项目各参与方之间的协同。
1、5G 网络环境实现作业过程中的要素协同
工程现场的环境相对复杂，人员、材料、机械设备间的协作情况非常普遍，在项目的作业过程中涉及到很多协同的场景，其中主要以人人协同、人机协同和机械间的协同为主，下面就针对这三个主要场景进行详细描述。
（1）人人协同：目前，在建筑行业提倡建筑精度能够与工业产品近似，高精度可通过现场的全方位智能感知，实现多人感知互通的精准操作。
（2）人机协同：人机协同是通过远程操控、虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、扩展现实（XR）等方式实现在施工现场更高效地完成工作，节省人力，避免工地上常出现的凭经验判断合规性和安全性的操作。
（3）机器之间协同：在施工现场不仅可以做到人机协同的远程控制，还可以做到部分简单工作的自动化，由机器人来更精准的完成生产任务，节省人力的使用度。
2、5G 网络环境实现生产过程中的数据协同
在5G网络环境下，通过对工地现场的智能感知，并将实时数据关联在 BIM 模型上，可以更好的实现生产过程中的数据共享与协同。其中，主要集中在项目部各部门间的数据协同、公司与项目部之间的数据协同、各参建方之间的数据协同。
3、5G 网络环境实现云边端的技术协同
传统的云计算在 5G 的加持下，未来将属于基于异构网络的分布式的云、边、端协同计算环境，CPU，GPU，NPU，FPGA，ASIC 分散在个人电脑、服务器、手机、路由器、摄像头和各种传感器中，通过高带宽、低延迟的 5G 无线网络和高速大容量同轴或光线线缆等连接形成了一个可伸缩的拥有众多异构计算节点和海量存储的虚拟的超级计算机。
5G 的无线和有线网络的高带宽能够解决这种分布式异构计算架构用于计算任务分配和下发、数据的交换、结果验证广播所需的数据传输带宽需求，非常适合在工地这种整体 TPS 要求不高，但是算力要求高并且对时延敏感和不敏感的请求混杂的计算环境。
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推进新时代的建筑行业治理模式
在数字时代，数字建筑产业的治理模式在不断演化。2016年5月9日，《政府工作报告》提出，持续推进简政放权、放管结合、优化服务，不断提高政府效能。“放、管、服”成为新时代城市建设治理模式发展方向。
在此趋势下，建筑业的各个参与方包括但不限于行政主管机关、建设类企业、经营类企业、金融机构、城市居民以建立美好的生活和工作环境为宗旨，以区块链、大数据、人工智能技术建立数字化的新时代行业共同治理模式。
其中相关主管机关充分减政放权，转向加强事中和事后监管。
在 5G 时代，结合物联网、大数据、AI 和区块链等技术的数字化系统，可以安全可靠地解决海量数据的权属问题，数据流转过程全程透明可控，每个参与者的贡献清晰明了，还不会被篡改，用户隐私和商业机密不被泄漏，行业共识和规则透明，可靠的自动执行，所有结果具有司法效力。
行业的各个参与方，借着数据互通、业务互联，结合数字签名背书，构成了行业整体利益共同体和生态系统。
整个行业从非合作博弈导致的“纳什均衡”进化成基于信任、行业准则和价值观实现各方利益化的“合作性均衡”。
所有阻碍生态系统健康发展的行为，都会在系统中暴露无疑，恶意分子也无处躲藏，自然就会慢慢被系统淘汰，从而改善行业的整体运行环境。
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结语
今后几年，在 5G 技术全面商用化的助推下，建筑业将全面提高数字化水平，着力增强 BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力，建筑业数字化、网络化、智能化将取得突破性进展，更好实现成熟的一体化行业监管服务平台，数据资源利用水平和能力的明显提升。
5G 技术的全面利用，为建筑业的数字化发展提供了机遇。无论是工地精细化管理的内在需求还是当代先进技术快速发展和综合应用的外在动力，都将驱动着建筑业向更加集成统一管理、高效协同工作以及更加自动化和智能化的智慧化趋势演进，逐步实现全链条产业链的和谐可持续发展。
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