5G“新基建”賦能建筑市場高質量發展的路徑研究

王玉京 杜蘭洲

（山東電力工程咨詢院有限公司，山東 濟南 250000）

1 5G+云+Al新基建面臨5個方面的挑戰

1.1 缺乏成熟的技術

2019年我國建筑業總產值是24.8萬億，而信息化占比不到1000億，也就是說建筑領域的信息化水平占比約為0.3%～0.4%，遠低于其他傳統行業 （1%～4%）的水平。這就是目前我國建筑業發展信息化的第一個大背景，正是基于這個背景，筆者認為建筑業信息化的需求是非常旺盛的。5G+云+Al在我國的建設時間并不長，寬帶移動接入是最大的亮點，但是還沒有考驗其流量、連接性、可靠性和延時性。雖然全球今年率先大面積建設了地理組網，將提供全新的網路服務體系和虛擬化服務等功能，為各個領域提供了良好的互聯網基礎應用。但是，目前還沒有驗證大規模的軟件定義網絡、網絡功能虛擬化以及網絡切片等組網技術的可靠性，在SA探路方面依然存在一定的風險。此外，核心網絡目前的5G路由協議標準依然有所限制，并且我們在密集業務中應用的毫米波技術依然并不完善[1]。

1.2 缺乏成熟的產品

在商業領域大面積應用5G終端需要較高的成本和功耗，現代市場中最主要的工藝就是7nm5G芯片，而國外已經發布了工藝水平更高的下一代芯片，我國在對新興的5G終端芯片進行自主研發時，遇到的最大的問題就是缺乏充足的人才，芯片難以持續創新。同時，由于5G和電磁波技術具有頻率高和穿墻性能低的問題，所以想要在室內建設移動網絡就需要投入更高比例的成本。此外，還沒有從成熟性、可靠性以及兼容性等方面，對新興的5G終端測試儀表和國產手機等操作系統進行考驗[2]。

1.3 缺乏成熟的市場

目前公眾認識的5G在帶寬和速度方面具有顯著的優勢，然而卻無法快速擴大用戶群體，用戶需要的是價值更高的體驗，產業還需要加強對5G應用優勢的發揮。目前，行業終端是通過手機中的5G CPE轉過來的，該類方式難以真正發揮5G 行業應用優勢，我們需要采用5G行業各種規格的模組和芯片，并且要提升該模組和芯片的適應能力，也就是采用能夠滿足多場景需求的中間件，以此來降低成本。此外，還需要引起注意的是，市場培育還需要考慮法規問題。許多領域的應用關系著產業安全和人身安全等，并不在當前的法律規范內，因此，需要為5G應用提供更加完善的法律法規[3]。

1.4 缺乏成熟的運維

隨著SA體制在網絡中的推行，我們所運用的SDN和EPN具有路由復雜、多樣化以及海量的特征，然而我們并不具備成熟的運用經驗。網絡切片融合兼容當前網絡也是個難題。在全網中運用相同的網絡運維系統，采用大數據技術和智能技術更好地統計和分析業務數據和網絡資源。從全局的角度出發，優化編排通信設備和通信服務的自動生成，然而其欠缺良好的處理能力和及時性。如果將OSS設置到不同的區域中，那么OSS在各區域的互通也會出現延時。此外，針對邊緣計算來說，目前亟需思考的難題就是，如何才能夠合理設置邊緣計算力度。

1.5 缺乏安全可靠的5G+云+Al技術

首先需要采用虛擬化的5G技術，虛擬化使網絡物理邊界逐漸模糊，虛擬安全域的變化是動態的，因此，很難繼續應用以往的安全機制，網絡安全有很大的概率會受到攻擊。其次，5G 網絡具有開放性 ，客戶在5G網絡中具有自定義和調配部分業務的權利，然而這需要第三方來操控網絡，因此風險更大，外部攻擊更易出現。再次是5G大連接，大量傳感器能夠在1km2內實現聯網，并且永遠不會掉線，極易成為跳板抵抗服務攻擊，逐個印證大連接會導致信令風暴。

2 5G+云+Al早期應用情況

2.1 5G+云+Al賦能交通管理

目前最好的智能交通應用就是馬路上所使用的攝像頭，由于交通攝像頭具有感知功能，手機定位數據能夠實現對城市實時交通狀況的精確獲取，因此，在深度挖掘期間，通過對大數據和人工智能技術的借助，可以使全局視圖具有可視化的特征。在擁堵路段所應用的智能疏導，也屬于5G應用的一種。車聯網是5G最大的智慧交通應用。筆者希望借助5G技術來全方位連接，這是4G時代幾乎無法實現的，由于4G時代達到了100ms的延時。而5G時代應用了邊緣計算后，只產生了1ms的無限時延，所以，在時間敏感度極強的交通領域應用該業務，能夠最大適度地發揮作用[4]。

2.2 5G+云+Al賦能工業互聯網

在廣東水泥建材企業中，對水泥生產來說最為重要的就是水泥送料口。如果堵塞了送料口，就無法繼續生產，以往工業企業每停機1min都會損失幾萬或幾十萬。目前，該企業對5G環境進行了部署，采用5G高清視頻來對水泥送料口現場信息進行實時采集，由于機器視覺具有智能分析功能，如果發現有異常情況，就可以在最短的時間內發出警報，并啟動相應的處置程序。

2.3 5G+云+Al賦能安防

建筑場所是人員流動最密集的區域，由于巡查工作壓力極大，而人力資源十分有限，因此工作人員長期處于超負荷工作狀態。由于以往該轄區內大多數區域無法覆蓋有線網絡，或需要較高的成本來鋪設有線網絡，并且需要分散布置該類位置，想要借助攝像頭來巡查整個區域難度較大，所以需要大量的工作人員[5]。目前，該區域對5G+云+Al技術進行了全面部署，在無人機中應用5G網絡來進行空中巡航，摩托車負責地面巡邏，佩戴AR眼鏡的警員負責巡查人行道，在天、路、人方面通過對高清視頻的全方位、無死角應用，實現了立體化防控。然后，可以采用5G技術向管理平臺實時傳送各類視頻，在平臺中實時對比各類信息，如果發現警情就可以及時告知現場巡警。

2.4 總承包項目現場智能管理技術

在開展模塊化技術研究的同時，山東院研發團隊還進行了總承包項目現場智能管理技術研究，建立了穩定的新能源現場項目管理組織機構，創建了適應新能源項目特點的精細化管控系統，并以此為基礎，構建了智能云項目管理系統。根據圖1所示的智能建造助理產業升級優勢，筆者認為未來的建造將向3個方向發展，即數字建造、綠色建造、平安建造[6]。這里更多的是基于BIM技術以及云、大、物、移、智這些技術來進行整合，該系統能夠應用手機快速接收、處理現場安全以及進行質量管理等；專注工程現場各參建方協同管理，實現現場問題快速定位標識以及項目全過程可追溯的目標；將EPC工程中的安全、質量、采購等數據存儲至云端，對其管理內容進行數據分析與監控，解決“管理紊亂、成本失控、工期延誤、質量缺陷”等問題。該系統已獲得國家版權局計算機軟件著作權登記證書。

圖1 智能建造助理產業升級優勢

2.5 總承包項目模塊化施工技術

模塊化是一種將復雜系統分解為可以靈活組合的模塊管理形式，為項目精細化管理提供方向，在提高施工質量、確保安全的同時，在項目采購方面，還能降低材料消耗、節約項目成本。目前，該技術已在洧川、單縣、海興項目進行了良好實踐，在提高施工質量及管理效率方面取得顯著效果。

2.6 智能機器人

目前建筑企業內大規模的應用了機器人技術，機器人借助攝像頭能夠學習示范者的動作時序和幾何位置，在經過訓練后，能夠實現對相關施工程序的自動生成。5G+8K+移動邊緣計算技術能夠幫助機器人做出更加靈敏的反應，還可以通過自主訓練來實現對相關施工程序的生成。在云端大腦中應用低延時的5G技術，能夠實現對大量頭腦簡單的機器人的管理，也就是云控機器人，降低機器人成本。500臺機器人在4萬m2的某建筑工地中協同作業，在行業中突破了集群作業的最高記錄。該建筑工地所應用的機器人比傳統人工作業的效率高出了10倍以上，機器人達到了超過人工5～6倍的速度。曾有公司預測，全世界到2025年需要為每萬名制造員工的工作配備103個機器人，也就是按照100∶1的比例來分配真人和計算機，此外，智能機器人將被應用到14%的領域中。

3 5G+云+AI賦能數字化新基建

3.1 網業協同構建5G新體系

運營商的客戶群體十分廣泛，并且掌握了ICT技術，通過近幾年所提供的信息服務這一商業轉型契機，開展大規模的產業合作，結合各垂直領域適配5G的需求，能夠獲得更多的發展機會[7]。根據中國信息通信研究院《5G產業經濟貢獻》，預計2020—2025年我國5G商用直接帶動的經濟總產出達10.6萬億元，5G將直接創造超過300萬個就業崗位。

3.2 為產業生態發展提供源動力

想要提升網絡的可靠性，就需要為網絡運營體系提供良好的保障，在結合差異化理念建設網絡平臺時，還需要在云化網絡中集中建立現代運維體系，為網絡體系、網絡資源提供全方位的管理和靈活調度。運營商在5G時代通過對自動化網絡平臺的構建，能夠使自動管理網絡配置、自動編排業務和自動化運維診斷目標得以實現；在不同場景采用5G確定性網絡，通過對各類自動化運維體系的構建，能夠節省運營費用，提升運營效率。為用戶的自薦自為和自營提供保障。根據圖2可知，未來我國的智能建造將向全時段的安全監管和全周期的質量監測2個方向發展，也就是說安全和質量的全生命周期管理是未來智能建造的核心。

圖2 智能制造行業背景

正是基于這樣的一個大趨勢，未來智能建造將向過程數字化、施工自動化、管理系統化、控制網絡化4個方向發展[8]。

4 結語

總的來說，5G+ 云 +Al 技術促進了“新基建”的落實，目前，5G+云+Al技術主要被應用到了交通管理、工業互聯網以及城市安防等領域，然而5G網絡運營商依然面臨著許多難題，例如缺乏成熟的技術以及成熟的運維等，因此需要網業協同構建5G新體系，并為產業生態發展提供源動力，以此來實現5G+云+AI賦能數字化新基建。