建筑工程項目管理5G技術應用研究

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摘要：5G技術具有高速率、低延時、高可靠、海量連接等特性，其在建筑工程行業中的主要應用領域包括施工現場的智慧監控、高頻掃描、數據傳輸與處理、無線傳感，可以解決國內建筑工程項目管理存在的協同性差，缺乏動態性、時效性與精準性等問題，提高施工管理的信息化與智能化水平。基于此，文章分析了5g技術的特點，并探究了其在建筑工程中的應用場景，以及如何通過5G技術實施項目管理。

關鍵詞：5G；建筑工程；項目管理

隨著2019年6月首批5G商用牌照發放，我國5G網絡建設進入了快速發展期，預計到2020年底5G基站數量將達到60萬個，5G網絡將會覆蓋全國地級以上城市。5G網絡具有超高速、低延時、高帶寬的特點，可承載更加廣泛的行業應用場景，能有效推動各行各業的數字化轉型升級。而建筑業是我國的支柱產業之一，建筑工程行業的作業環境復雜、施工管理難度高，傳統項目管理辦法弊端較多，5G技術的應用能推動建筑施工過程的智能化、精益化。

15G技術概述

5G技術是最新一代的移動通信技術，與上一代技術相比具有高速率、低延時、高可靠、海量連接等特性，其不僅僅面向消費、娛樂、通信應用，而且可以面向各行各業實現萬物互聯。（1）超密集異構網絡。密集部署各種類型基站，廣泛應用多連接技術與無線回傳技術，能大幅度提高數據流量和網絡覆蓋范圍。（2）自組織網絡。根據不同業務需求通過自組織體系智能化構建網絡，能在網絡隨意移動而保持自由通信。（3）內容分發網絡。在網絡中增加智能虛擬網絡，采用大數據分析手段將內容就近分發至CDN服務器，從而降低時延、提高響應速度。（4）D2D通信。D2D通信即設備到設備的近距離直接傳輸通信，可以由基站控制實現集中式控制，也可以由終端互通實現分布式控制，提高了頻譜效率和用戶體驗。（5）M2M通信。M2M通信即機器與機器通信，也包括人與機器通信，是物聯網的常用形式，通過數據的本地化采集、傳輸與控制，能實現各行各業的智能化管理。（6）信息中心網絡。信息中心網絡與傳統的TCP/IP相比忽略了IP的作用，直接將信息作為傳輸中心，能實現大規模內容分發、網絡流量均衡需求。

2建筑工程項目管理存在的主要問題

（1）項目管理的協同性差。國內建筑工程項目管理長期存在協同性差的問題，主要表現在以下兩個方面：①項目參與單位之間的信息協同差，業主、施工單位、監理單位、分包單位、設計單位各自為營，形成信息孤島，容易造成工程返工或質量問題；②項目主要實施單位內部的管理協同性差，信息溝通不暢、“人機物法環”等要素管理混亂，造成工程質量、安全、進度與費用管理偏離計劃目標。住建部在2018年了《建筑工程施工現場監管信息系統技術標準》，通過信息化提升建筑工程管理的協同水平，大部分項目也引入了項目管理信息系統，但是收效并不明顯，主要原因是項目參與單位的信息系統不兼容，而且施工單位的線上與線下項目信息依賴人工填報，無法充分及時的互通。（2）項目管理缺乏動態性、時效性與精準性。國內傳統的工程項目管理依賴人力監管，缺乏有效的手段進行機器設備與人員操作的實時安全監控、現場信息的實時采集與傳輸、生產環境的實時感知、生產過程的實時交互，因此項目管理仍然以靜態的事中管理為主，沒有及時的信息反饋形成控制閉環，缺乏動態性、時效性與精準性。當施工現場“人機物法環”等要素發生復雜變化時，項目管理組織很難及時發現問題，容易導致資源配置錯位、施工進度滯后、安全事故、質量事故、環境污染事故等的發生[1]。一些項目采用了BIM等先進技術，但是缺乏BIM模型與施工現場的信息交互手段，現場施工仍然以平面圖紙為依據，不能把BIM技術效能利用最大化。

35G技術在建筑工程項目管理中的應用優勢

建筑行業對工程管理的智能化有迫切需求，而5G技術的普及為建筑工程管理智能化提供了堅實的基礎，5G技術的在建筑工程項目管理中的優勢如下：（1）5G技術的高速率、海量連接等特性，可以滿足施工現場信息的智能感知。通過5G技術的應用以及施工現場架設信息傳感設備，施工現場的信息可以快速傳輸到項目管理中心，從而實現施工現場的實時智能感知。例如，5G技術的高速率和海量通信特點能支持全頻譜高清視頻的傳輸，結合智能化的圖像分析工具，適用于施工場地的防火防盜、人員操作監管、機械設備監管、質量監管等；全息立體投影的應用，能實時感知施工空間結構信息，從而對施工進度、物料供應進行更加精確的監管；各種類型傳感器應用（聲、光、污染物、位置等），能對施工現場的環境、機械操作實施監測和及時預警，大幅度提高事前預防能力。（2）5G技術的高帶寬、低延時等特征，可以實現施工現場與BIM模型的交互孿生。5G技術的高帶寬、低延時等特征能夠滿足建筑信息模型的海量信息傳輸，能實現項目建造過程信息與BIM模型的交互孿生，成為實體建筑與BIM虛擬模型的信息橋梁，進一步深化BIM技術在施工中的應用。例如，項目建設過程中的各種數據信息由智能感知設備收集，通過5G網絡傳輸到BIM模型，修正BIM模型的真實信息，從而實現項目進度與成本的聯動管理。在施工過程中將BIM模型信息通過5G網絡實時顯示在平板電腦、VR/AR上，能大大提高施工質量，降低施工偏差。（3）5G技術的自組織網絡、D2D通信、M2M通信，可以實現施工作業的多方協同。施工現場的作業要素眾多，人員、設備材料的協同難度高，通過5G技術鏈接VR/AR、智能感知設備，可以實現施工要素（人人、人機、機機）的有效協同。施工現場的信息依賴人工填報，存在信息滯后、失真、缺乏共享等問題，通過5G技術鏈接各類智能感知設備，能實時將現場信息關聯到BIM模型以及對接到信息系統中，可以實現施工作業的數據協同。5G技術涉及一整套的通用技術標準，在5G自組織網絡環境下異構網絡環境能有效整合在一起，具有通用性強、應用范圍廣的特點，快速低成本實現D2D通信、M2M通信，可以實現施工現場的技術協同。

45G技術在建筑工程項目管理中的應用場景

4.1智慧監控

建筑工程施工現場的環境惡劣、安全風險因素眾多，傳統視頻監控系統難以覆蓋全場，而且依賴人工查看，監控效率低，只適合事后查證而不適合事中監管。在5G網絡支撐的情況下，視頻監控系統疊加4K高清視頻、圖像識別技術以后可以實現監控智能化、信息快速過濾，自動識別人和物等關鍵場景，在觸發閾值時自動報警，實現事前預防、事中監管，在事后追溯取證時也能大大提升效率。因此，建筑工程施工現場的重大危險源、關鍵施工作業區域都可以設置智慧監控系統，降低管理成本，提高監管效率。

4.2高頻掃描

高頻掃描是通過傳感器高頻率地獲取關鍵施工設備與施工工藝信息，避免遺漏重要數據而影響施工安全或施工質量。在建筑工程中，工程機械設備對于施工安全、進度、質量均有突出影響，因此對挖掘機、塔吊、升降梯、卸料臺等可以安裝傳感器，通過5G網絡連接，控制中心高頻掃描設備數據，及時發現異常情況并發出警報。例如，在塔吊上可以安裝風速、幅度、高度、角度、傾角、重量傳感器，利用5G網絡高頻掃描監測塔吊的運行數據，在出現風險因素時預警。在模板支護工程中，也可以應用壓力和位移傳感器，每隔數秒抓取數據，能迅速發現安全隱患。有研究表明，僅結合5G技術與高頻掃描應用，即可降低80%的施工安全事故發生率。

4.3數據傳輸與處理

建筑工程的進度、成本、質量、安全等管理會產生大量的信息，需要海量的數據傳輸與處理以及信息協同工作，施工工地過去采用寬帶或無線WiFi兩種。寬帶能支持高清視頻等數據傳輸，但是布線困難，而且容易發生作業過程破壞現象；無線WiFi布置方便，但是傳輸速度低且不穩定。5G技術可以達到10Gb/s的峰值傳輸速度，延遲小于10毫秒，穩定性高，與機器學習等相結合，可以為工地的海量數據提供傳輸與處理功能。例如，一些工地已經嘗試采用“5G+無人機+VR”，利用無人機360度拍攝高清視頻，通過5G網絡傳輸到服務器，項目管理部及監理可以通過電腦、VR眼鏡對施工過程進行監督管理。

4.4無線傳感

傳統的傳感器需要通過有線進行信息傳輸，而無線傳感器可以通過自組織的方式構建無線網絡，從而使得傳感器之間以及傳感器與信息系統之間可以交互及調控，5G技術特別適合自組織網絡。因此，施工現場可以通過5G自組織網絡與無線傳感技術相結合，對施工環境、移動巡檢、定位、臨時用能等方面進行管理。

5結束語

2020年是我國5G技術大規模應用的元年，5G技術的高速率、低延時、高可靠、海量連接等特性有助于建筑工程行業提高施工管理的信息化與智能化水平；5G技術在施工現場的智慧監控、高頻掃描、數據傳輸與處理、無線傳感等領域應用，能實現施工現場的智能感知、與BIM模型交互孿生、施工作業多方協同，解決建筑工程項目管理存在的協同性差，缺乏動態性、時效性與精準性等問題。

參考文獻：

[1]安玉鵬.建筑工程管理的問題與對策[J].住宅與房地產,2020(8):121-122.

作者：尚超 單位：南京工業大學浦江學院