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5G 与智慧工地的应用研究

摘要：推动互联网大数据人工智能和实体经济深度融合，要大力改造提升传

统产业。建设数字中国，智慧建造的变革，将促进建筑产品形态，从实物产品像

实体+数字+智能产品的转换。建造模式从工程施工向“制造+建造”转变，经营

理念从产品建造向服务建造，市场形态从产品交易向平台经济转变，行业管理从

管控向治理转变，最终实现以人为本、绿色、可持续、智能化工程产品与服务的

交付功能目标。目前，我国建筑产业正经历着深化改革、转型升级、科技创新、

碳达峰、碳中和同步推进的发展过程，在科技创新、碳达峰、碳中和多重作用下，

行业数字化转型的发展趋势尤其值得我们关注。5G 技术可以更好地支撑建造阶段

的万物互联，促进工程项目数据收集、应用、治理的循环绿色发展，真正实现建

筑产业的数字化建造。

关键词：5G、数字建造、科技创新、BIM、碳中和

1、目前建筑业的发展现状

在过去的一段时间里，建筑业取得了诸多瞩目的成绩，中国基建被世界人称

“基建狂魔”，建筑业的发展离不开科学技术的创新与数字化的发展，以前建筑

业存在生产方式粗放、效率低、科技创新不足等问题，管理和生产水平之间存在

差距。如今，建筑业发展数字化建造，打通数据之间的互通、互联，避免信息孤

岛和数据死角，真正做到基于真实数据提升项目能力，实现降本增效，智能建造

所带来的效益未来可期。

2、建筑业数字化

2.1 建筑业数字化转型升级

在过去的几十年里，我国建筑行业也取得了较为显著的成长，但在竞争环境

日益严峻的今天，技术创新成为企业竞争力的新筹码，数字化转型成为了建筑人

的共识。在 5G 时代，建筑业的数字化转型将实现从智能辅助到半自动化再到全

自动化的过程演变。对于一个企业来讲，项目的收益直接决定了企业的收益，每

个企业都希望项目管理是标准化的、可执行的、科学的、盈利的。建造初始，由

于市场因素、政策因素、环境因素等，人、材、机就会不定时发生变化，给管理

带来困难，因此需要一项综合解决方案。建筑产业的变革和数字时代的到来，实

现与互联网、智能软硬件的无缝融合，成为最新的智慧建造管理方法。物联网、

BIM、CIM、云计算、人工智能等先进技术的应用，将彻底改变建筑业，实现智慧

建造的伟大目标。建筑人追求敬业、精益、专注、创新，无时无刻不发挥着

“工匠精神”，随着建筑人创新思维的提升，鼓励以技术带动发展，以创新创造

效益，深化技术革新，强化创新管理，从根本上改变以往高消耗、低技术、高投

入、低产出的传统行业定位。为我国碳达峰、碳中和目标添加“核动力”。随着

数字建造的推广，该模式已经成为企业发展与创新的指路明灯，现在能够熟练使

用这些创新科技的企业还有限，原因在于大家还未充分认识到技术创新的重要性。

一个企业会不会被市场所淘汰，取决于能够愿意接受、学习新技术，融入 5G 终

端互联。在 5G 时代，可以结合物联网、移动互联网、BIM 等技术更好的实现万

物互联。

2.2 工程建设中 5G 如何应用

数字化转型的实现，首先要进行数据的收集。5G 网络在工地上的建设存在

很多方面的挑战，比如：环境的挑战、成本的挑战、系统运行的挑战。实现 5G

网络建设的挑战是不同的，如；工业建筑多建造在大面积空地或相对偏远的区域，

无法做到信号的覆盖。还有一些干扰信号装置，大型金属构件的移动，造成信号

的波动，成本方面也是在工地进行 5G 组网建设要考虑的重要问题，成本问题不

容忽视。此外，工地现场环境复杂，很容易受到人工破坏、损坏设备的情况，以

上都为 5G 建设提出了挑战，5G 网络的安全性要做到可靠、稳定、安全。初始

BIM 信息的导入，基于云技术、大数据、AI 等能力的自动化网规工具，自动生

成网络规划结果。可以借助 BIM 信息做更灵活精准的网络提前规划，可以知道

完整的从无到有的建筑结构生成过程，匹配建造过程，提前规划所需要的数字化

业务，从而提前构建精准的动态网络演进模型。通过工程优化和网络架构创新，

适配不同的场景，对应有不同的接入侧站点。数字建造场景需要 5G 设备低能耗、

易安装部署、易维护、环境适应性强和安全可靠，保证整体高效、低成本交付。

5G 网络实现自主“可视、可管、可控”，从人工运维走向数字化运维，最终实

现智能运维。

2.3 5G与物联网技术智能感知

建筑业的数字化转型，首先要实现建筑物“数据化”，可以通过物品传感设

备，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。与工

程项目管理信息系统的集成应用，将物联网技术与施工现场管理深度融合，利用

大数据的海量资源精细化和标准化管理，让建筑工地的每一构件像人体一样，统

一由“智慧工地（智慧大脑）”支配。真正做到眼观六路，耳听八方。如大体积

混凝土板测温、脚手架的支撑力等，一但有异常就会发出警报。

图名：多传感器融合的智能感知关系图

对于施工环境复杂的现场，为防止事故的发生，借助智能感知设备来辅助管

理安全、质量，可以得到事半功倍的效果。立体视觉技术可以提供图像中各个点

的深度差异，对环境中的物体类型、大小、数量、距离、运动趋势进行精确感知。

如：多座塔吊同时运行时，可以识别吊臂位置计算每个时刻危险区域的范围及运

动趋势预测，及时提醒可能会处于危险区域的人员避让。还可以通过扫描仓库中

石子体积，精确完成库存盘点，从而帮助预测未来需要进货的时间点和数量。同

样，深基坑挖掘土方的体积也可以借助精准的感知获得精确的数据。利用立体视

觉配合激光扫描仪等精准三维感知整个工程数据，进行精确的人工智能辅助，进

而实现半自动或全自动的施工质量检查，确保工程实施。此外，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。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。

通过超高清视频信号智能感知、现场模型、点云数据等共同形成了立体视觉，更

好的避免误识别现象的发生。同时，采集的现场信息还可以进一步形成数字模型，

为物理世界与数字世界的数字孪生打下良好的基础。物联网技术在应用过程中实

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