建筑工程项目管理5G技术应用研究

摘要：5G技术具有高速率、低延时、高可靠、海量连接等特性，其在建筑工程行业中的主要应用领域包括施工现场的智慧监控、高频扫描、数据传输与处理、无线传感，可以解决国内建筑工程项目管理存在的协同性差，缺乏动态性、时效性与精准性等问题，提高施工管理的信息化与智能化水平。基于此，文章分析了5G技术的特点，并探究了其在建筑工程中的应用场景，以及如何通过5G技术实施项目管理。

关键词：5G；建筑工程；项目管理

随着2019年6月首批5G商用牌照发放，我国5G网络建设进入了快速发展期，预计到2020年底5G基站数量将达到60万个，5G网络将会覆盖全国地级以上城市。5G网络具有超高速、低延时、高带宽的特点，可承载更加广泛的行业应用场景，能有效推动各行各业的数字化转型升级。而建筑业是我国的支柱产业之一，建筑工程行业的作业环境复杂、施工管理难度高，传统项目管理办法弊端较多，5G技术的应用能推动建筑施工过程的智能化、精益化。

15G技术概述

5G技术是最新一代的移动通信技术，与上一代技术相比具有高速率、低延时、高可靠、海量连接等特性，其不仅仅面向消费、娱乐、通信应用，而且可以面向各行各业实现万物互联。（1）超密集异构网络。密集部署各种类型基站，广泛应用多连接技术与无线回传技术，能大幅度提高数据流量和网络覆盖范围。（2）自组织网络。根据不同业务需求通过自组织体系智能化构建网络，能在网络随意移动而保持自由通信。（3）内容分发网络。在网络中增加智能虚拟网络，采用大数据分析手段将内容就近分发至CDN服务器，从而降低时延、提高响应速度。（4）D2D通信。D2D通信即设备到设备的近距离直接传输通信，可以由基站控制实现集中式控制，也可以由终端互通实现分布式控制，提高了频谱效率和用户体验。（5）M2M通信。M2M通信即机器与机器通信，也包括人与机器通信，是物联网的常用形式，通过数据的本地化采集、传输与控制，能实现各行各业的智能化管理。（6）信息中心网络。信息中心网络与传统的TCP/IP相比忽略了IP的作用，直接将信息作为传输中心，能实现大规模内容分发、网络流量均衡需求。

2建筑工程项目管理存在的主要问题

（1）项目管理的协同性差。国内建筑工程项目管理长期存在协同性差的问题，主要表现在以下两个方面：①项目参与单位之间的信息协同差，业主、施工单位、监理单位、分包单位、设计单位各自为营，形成信息孤岛，容易造成工程返工或质量问题；②项目主要实施单位内部的管理协同性差，信息沟通不畅、“人机物法环”等要素管理混乱，造成工程质量、安全、进度与费用管理偏离计划目标。住建部在2018年了《建筑工程施工现场监管信息系统技术标准》，通过信息化提升建筑工程管理的协同水平，大部分项目也引入了项目管理信息系统，但是收效并不明显，主要原因是项目参与单位的信息系统不兼容，而且施工单位的线上与线下项目信息依赖人工填报，无法充分及时的互通。（2）项目管理缺乏动态性、时效性与精准性。国内传统的工程项目管理依赖人力监管，缺乏有效的手段进行机器设备与人员操作的实时安全监控、现场信息的实时采集与传输、生产环境的实时感知、生产过程的实时交互，因此项目管理仍然以静态的事中管理为主，没有及时的信息反馈形成控制闭环，缺乏动态性、时效性与精准性。当施工现场“人机物法环”等要素发生复杂变化时，项目管理组织很难及时发现问题，容易导致资源配置错位、施工进度滞后、安全事故、质量事故、环境污染事故等的发生[1]。一些项目采用了BIM等先进技术，但是缺乏BIM模型与施工现场的信息交互手段，现场施工仍然以平面图纸为依据，不能把BIM技术效能利用最大化。

35G技术在建筑工程项目管理中的应用优势

建筑行业对工程管理的智能化有迫切需求，而5G技术的普及为建筑工程管理智能化提供了坚实的基础，5G技术的在建筑工程项目管理中的优势如下：（1）5G技术的高速率、海量连接等特性，可以满足施工现场信息的智能感知。通过5G技术的应用以及施工现场架设信息传感设备，施工现场的信息可以快速传输到项目管理中心，从而实现施工现场的实时智能感知。例如，5G技术的高速率和海量通信特点能支持全频谱高清视频的传输，结合智能化的图像分析工具，适用于施工场地的防火防盗、人员操作监管、机械设备监管、质量监管等；全息立体投影的应用，能实时感知施工空间结构信息，从而对施工进度、物料供应进行更加精确的监管；各种类型传感器应用（声、光、污染物、位置等），能对施工现场的环境、机械操作实施监测和及时预警，大幅度提高事前预防能力。（2）5G技术的高带宽、低延时等特征，可以实现施工现场与BIM模型的交互孪生。5G技术的高带宽、低延时等特征能够满足建筑信息模型的海量信息传输，能实现项目建造过程信息与BIM模型的交互孪生，成为实体建筑与BIM虚拟模型的信息桥梁，进一步深化BIM技术在施工中的应用。例如，项目建设过程中的各种数据信息由智能感知设备收集，通过5G网络传输到BIM模型，修正BIM模型的真实信息，从而实现项目进度与成本的联动管理。在施工过程中将BIM模型信息通过5G网络实时显示在平板电脑、VR/AR上，能大大提高施工质量，降低施工偏差。（3）5G技术的自组织网络、D2D通信、M2M通信，可以实现施工作业的多方协同。施工现场的作业要素众多，人员、设备材料的协同难度高，通过5G技术链接VR/AR、智能感知设备，可以实现施工要素（人人、人机、机机）的有效协同。施工现场的信息依赖人工填报，存在信息滞后、失真、缺乏共享等问题，通过5G技术链接各类智能感知设备，能实时将现场信息关联到BIM模型以及对接到信息系统中，可以实现施工作业的数据协同。5G技术涉及一整套的通用技术标准，在5G自组织网络环境下异构网络环境能有效整合在一起，具有通用性强、应用范围广的特点，快速低成本实现D2D通信、M2M通信，可以实现施工现场的技术协同。

45G技术在建筑工程项目管理中的应用场景

4.1智慧监控

建筑工程施工现场的环境恶劣、安全风险因素众多，传统视频监控系统难以覆盖全场，而且依赖人工查看，监控效率低，只适合事后查证而不适合事中监管。在5G网络支撑的情况下，视频监控系统叠加4K高清视频、图像识别技术以后可以实现监控智能化、信息快速过滤，自动识别人和物等关键场景，在触发阈值时自动报警，实现事前预防、事中监管，在事后追溯取证时也能大大提升效率。因此，建筑工程施工现场的重大危险源、关键施工作业区域都可以设置智慧监控系统，降低管理成本，提高监管效率。

4.2高频扫描

高频扫描是通过传感器高频率地获取关键施工设备与施工工艺信息，避免遗漏重要数据而影响施工安全或施工质量。在建筑工程中，工程机械设备对于施工安全、进度、质量均有突出影响，因此对挖掘机、塔吊、升降梯、卸料台等可以安装传感器，通过5G网络连接，控制中心高频扫描设备数据，及时发现异常情况并发出警报。例如，在塔吊上可以安装风速、幅度、高度、角度、倾角、重量传感器，利用5G网络高频扫描监测塔吊的运行数据，在出现风险因素时预警。在模板支护工程中，也可以应用压力和位移传感器，每隔数秒抓取数据，能迅速发现安全隐患。有研究表明，仅结合5G技术与高频扫描应用，即可降低80%的施工安全事故发生率。

4.3数据传输与处理

建筑工程的进度、成本、质量、安全等管理会产生大量的信息，需要海量的数据传输与处理以及信息协同工作，施工工地过去采用宽带或无线WiFi两种。宽带能支持高清视频等数据传输，但是布线困难，而且容易发生作业过程破坏现象；无线WiFi布置方便，但是传输速度低且不稳定。5G技术可以达到10Gb/s的峰值传输速度，延迟小于10毫秒，稳定性高，与机器学习等相结合，可以为工地的海量数据提供传输与处理功能。例如，一些工地已经尝试采用“5G+无人机+VR”，利用无人机360度拍摄高清视频，通过5G网络传输到服务器，项目管理部及监理可以通过电脑、VR眼镜对施工过程进行监督管理。

4.4无线传感

传统的传感器需要通过有线进行信息传输，而无线传感器可以通过自组织的方式构建无线网络，从而使得传感器之间以及传感器与信息系统之间可以交互及调控，5G技术特别适合自组织网络。因此，施工现场可以通过5G自组织网络与无线传感技术相结合，对施工环境、移动巡检、定位、临时用能等方面进行管理。

5结束语

2020年是我国5G技术大规模应用的元年，5G技术的高速率、低延时、高可靠、海量连接等特性有助于建筑工程行业提高施工管理的信息化与智能化水平；5G技术在施工现场的智慧监控、高频扫描、数据传输与处理、无线传感等领域应用，能实现施工现场的智能感知、与BIM模型交互孪生、施工作业多方协同，解决建筑工程项目管理存在的协同性差，缺乏动态性、时效性与精准性等问题。

参考文献：

[1]安玉鹏.建筑工程管理的问题与对策[J].住宅与房地产,2020(8):121-122.

作者：尚超 单位：南京工业大学浦江学院