物聯網與5G對于建筑業的影響是怎樣的

物聯網（IoT）正在改變建筑業的經營方式，使企業變得更快、更智能、更安全、更高效。

新建筑技術

通過物聯網和其他支持技術，該行業已進入數字化的新階段。物聯網設備不再只是主要的傳感器，它們正在發展成為先進的計算機，能夠在建設項目中用于新的和苛刻的應用，例如遠程操作，補給，建筑工具，設備跟蹤，設備服務，維修，遠程使用監視，增強現實（AR），建筑信息模型（BIM），預測性維護，進度監視，建筑安全和質量監視。顯然，對帶寬的需求越來越大。鑒于物聯網在行業中的應用預計將持續增長，未來部署的成功將依賴于5G等互聯技術的創新。

盡管采用的是分散的方法，但業內的早期采用者已經在使用IoT解決方案。目前還沒有用于全面集成業務決策支持的發達生態系統，這主要是由于缺乏能夠處理來自分布式位置的通信的快速、可靠和強大的連接選項。通常，建筑工地位于偏遠地區，其總部位于城市。站點內各個利益相關者之間以及從站點辦公室到總部以及參與項目的其他合作伙伴的辦公室之間都需要進行持續的溝通。當前，要找到一種具有成本效益，功能豐富且能夠提供多種服務的網絡是一項挑戰。

5G中最大的創新之一就是支持各種形式的建筑中的物聯網使用：提供高速數據訪問，解決任務關鍵性問題以及使受限設備連接成為可能。在建設中，項目交付取決于有效的數據收集，捕獲和分析/評估，所有這些都需要可靠的連接。5G提供了實時數據處理的可能性，因此幾乎可以立即做出決策并迅速糾正問題。

5G最關鍵區別在于帶寬，即高達10Gbps的數據傳輸速率。但是，根據愛立信的說法，在支持5G的世界中，大約有三種不同的方式來考慮物聯網。

寬帶物聯網：實現高容量和高速數據傳輸。

關鍵物聯網：適用于依賴大帶寬的關鍵任務應用。

大規模物聯網：連接大量設備。

大規模連接的目標是低復雜度的窄帶設備，很少發送或接收小數據量，例如混凝土成熟度監測傳感器、GPS和RFID 標簽。這些設備可能處于具有挑戰性的無線電條件下，如外殼，因此需要覆蓋范圍擴展能力，通常需要電池供電。此外，在物聯網中涉及的“事物”數量很大，因此它與計算機網絡有很大的不同，因為節點的數量增加了網絡的復雜性。

寬帶連接可為帶寬比大型物聯網設備大得多的設備提供大量數據傳輸，極高的數據速率和低延遲。如果對數據速率和延遲的要求不嚴格，寬帶物聯網連接還可以增強每個基站的信號覆蓋范圍并延長設備電池壽命。寬帶物聯網對于要求高數據速率和低延遲的大多數移動設備用例至關重要，例如建筑設備遠程信息處理，車隊管理，傳感器共享和基本安全性。

關鍵任務連接可實現超低延遲的通信。它旨在以嚴格限制的低延遲來傳遞消息，即使在負載很重的蜂窩網絡中也是如此。在物聯網生態系統中，傳感器，執行器和其他小工具取決于系統或網絡的響應能力，以使其有效工作。這證明了高延遲意味著延遲的響應能力，隨之而來的是事物無法發揮其全部功能。一些物聯網系統被設計為在緊急情況下做出響應，而延遲的響應可能會導致人員傷亡或財產損失，例如在自動駕駛汽車中。

施工中可能的5G用例

（1）實時自動化：實時自動化是建筑應用程序中最受歡迎的部分之一。它由自動化應用程序（例如機器人泥瓦匠、焊工和起重機）組成，這些應用程序實時利用來自傳感器的數據來觸發特定的動作。它通常用于關鍵任務應用程序，其中延遲、可用性、可靠性和安全性至關重要。

鑒于施工現場是復雜且不斷變化的環境，因此團隊可以依靠5G實時了解工地上的活動并執行遠程或自主施工操作。結合高通訊速度，這將使從事建筑工作的人員幾乎可以即時訪問數據密集型邊緣和云應用程序，從而使多個用戶可以實時，遠程地進行交互。

盡管可靠性和信任度是所有物聯網應用程序的關鍵考慮因素，但它們在關鍵任務應用程序中至關重要，例如向機器人傳輸數據的可預測性。

（2）監測，跟蹤和監視：自動駕駛車輛在建筑工地上日益受到關注，結合了從各種傳感器收集和融合的數據，包括混凝土成熟度，結構健康，廢物管理，位置，天氣，GPS和IP攝像機。隨著5G的到來，隨著公司和城市將諸如人工智能和機器學習之類的其他技術疊加到實時數據輸出上，并徹底改變了安全高效的工作方式，這些信息將變得必不可少。

5G對于監控各種資產的健康，位置，狀態和規格至關重要，其中包括：

確保操作能力、可用性、遠程或自主施工作業的現場機械。

站點組件可確保與項目的協調，從而對更改和更新進行實時響應。

提高安全性。借助5G，可以通過智能背心，頭盔和鞋子跟蹤個人的安全合規性，從而更有效地部署傳感器以提高安全性。

（3）供應鏈優化：施工現場有很多重復性活動，尋找材料是一個持續的挑戰。可以使用自動駕駛汽車，RFID，計算機視覺，BLE（低功耗藍牙）或其他數字工具來幫助解決此類問題。如果材料可以按需到達，它將大大提高生產率。

對于確保一個項目的按時運行來說，關于在現場外生產的材料或各種部件的訂單狀態的實時信息非常重要。這將使項目經理、主要施工承包商和供應商受益。

多行業預制，包括使用網絡物理輔助系統、先進的建筑信息建模（BIM）和從設計到制造的技術，對提高質量和減少在工地上花費的時間有直接影響。這需要實時協作，5G的寬帶物聯網是一個可能的解決方案。

（4）增強視頻服務：在視頻捕獲方面，5G還將幫助組織以低成本部署技術，以快速捕獲、組織和分析海量視頻信息。這就減少了一些團隊甚至參觀施工現場的需要。此外，這種實時、豐富、直觀的信息可以為業主提供保證，也可以在任何特定時刻按需提供項目的透明視圖。

無人機已經被用于拍攝4K視頻片段，而5G將實現實時視頻共享和分析。現在，施工狀態和報告可以依靠計算機可視化的使用來理解工作并自動更新項目進度。計算機可以處理80%的現場工程師的重復工作。這將使知識工作者騰出更多精力來解決問題，而無需實際核實工作狀態。

另一個例子是，通過增強現實和混合現實，無論物理位置如何，都可以將主題專家直接部署到工作場所。有了BIM模型和5G功能，就可以立即使用它，并使豐富的視頻內容在工作現場或現場周圍提供更高層次的可視化。

（5）危害和維護感測：視覺數據可以幫助我們立即識別危害并主動進行干預，以減少事故和傷害。視頻而非靜態圖像可以幫助簡化檢查，打孔清單，審核，安全審核，竣工驗收乃至合規性。5G支持可視數據。圖像使我們反應靈敏。在積極的情況下，數據捕獲是自動化的，可通過各種來源繼續進行，并進行實時分析。人工智能和機器學習成為您的預測分析引擎，可以在問題發生之前報告潛在的風險領域。

（6）促進合作：隨著建筑項目的復雜化，我們看到合資企業的數量不斷增加。現在，分享知識非常重要，不僅在內部，而且與同行交流也很重要。通常，我們試圖使用相同的資源（設計，供應商和貿易伙伴）來解決相同的問題。 5G使這一過程變得更加容易。

關于5G建設的注意事項

就像任何其他新的建筑技術一樣，5G必須在戰略上被采用。公司需要考慮以下幾點注意事項：

標準化：雖然5G將有助于增加數據的收集、捕獲和分析，但現在有許多組織和項目沒有圍繞項目交付標準化的戰略。這會降低5G的潛在效益，也會影響項目的安全、質量、完工時間和預算。

安全性：鑒于5G支持的聯網設備數量眾多，因此對更新和遵循安全性標準的要求越來越嚴格。

為了充分發揮5G的潛力，建筑業需要量身定制的實施策略。作為一般方法，以下步驟可能會有用：

明確定義你想要解決的問題，并確定價值創造的驅動因素。

確保你正在解決一個重要的問題，即一個由引人注目的投資回報率支持的問題。

選擇一個可信的合作伙伴來幫助你決定要追求的生態系統、渠道模式和商業模式。

建立內部功能以部署解決方案并保護技術支持者。

實施解決方案并使其功能不斷發展。在您進行實驗和學習的過程中不斷改進，直到可以擴展解決方案為止。

盡管5G仍處于早期部署階段，但在技術的開發和測試方面正在快速進步，并且標準化進程預計將在2020年隨著3GPP版本16完成。