一种预警方法、系统、装置和存储介质
技术领域
本公开涉及建筑施工领域，尤其涉及一种预警方法、系统、装置和存储介质。
背景技术
在建筑施工的过程中，在一些情况下需要考虑地下水浮力对建筑物或构筑物的影响。例如，地下水池、建筑物的地下室结构、污水处理厂的生化池等建筑物或构筑物，这些结构的整体或局部会受到较大的地下水浮力，当地下水浮力大于建筑物或构筑物荷载的时候，由于浮力过大会引起结构破损，这会给工程项目带来巨大安全隐患，并将严重影响施工进度及施工效果，并且会增加后续加固处理成本，给项目带来巨大的经济损失。
在相关技术中，经常是实体结构已出现破损的情况下再去进行处理措施，无法对结构安全进行预警。
发明内容
有鉴于此，本公开提出了一种预警方法、系统、装置和存储介质。通过利用历史地下水位的数据，并确定可靠度和预警水位的映射关系，可以通过预警水位准确地反映待建造建筑物或构筑物的安全；通过预警水位和预警等级的映射关系，将不同地下水位对建筑物或构筑物安全的可能影响划分成了多个等级，使得对地下水位安全的预警更具有层次性，进一步降低了相关事故发生的可能性，减少了可能的经济损失。
根据本公开的一方面，提供了一种预警方法，所述方法包括：根据建筑施工现场目标位置的多个地下水位，计算在所述多个历史地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度；
将与目标可靠度对应的所述历史地下水位作为预警水位，所述目标可靠度包括表征预警等级的所述可靠度；
根据所述目标可靠度与所述预警等级的对应关系，以及所述目标可靠度与所述预警水位的对应关系，确定所述预警水位与所述预警等级的对应关系，所述预警水位用于与所述目标位置的预测水位进行对比，以对所述目标位置的待建造建筑物或构筑物进行安全预警。
根据本公开的另一方面，提供了一种预警方法，其特征在于，所述方法包括：
对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
将所述预测水位与预警水位进行对比，根据对比结果确定所述预测水位对应的预警等级，所述预警水位与表征所述预警等级的目标可靠度对应，所述目标可靠度包括，在所述目标位置处的地下水位为所述预警水位的情况下，待建造建筑物或构筑物的可靠度；
执行与所述预警等级相对应的预警措施。
在一种可能的实现方式中，所述方法应用于施工项目的预设时间节点，所述待建造建筑物或构筑物包括在所述预设时间节点待建造建筑物或构筑物，所述预设时间节点包括下述至少一种：
施工项目开始施工前；
施工项目施工中的目标施工阶段。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
在建造的建筑物或构筑物因地下水位发生事故后，根据历史最高水位及所述历史最高水位确定所述在建造的建筑物或构筑物的第一可靠度；
根据所述第一可靠度，确定第二可靠度；
根据所述第二可靠度执行处理措施，所述处理措施包括：提供满足所述第二可靠度的建筑物或构筑物和/或抗浮装置结构。
在一种可能的实现方式中，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位，包括：
根据所述目标位置处的水位预测参数，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
所述水位预测参数包括如下至少一种：所述目标位置处的水文地质参数、所述目标位置处的历史地下水位数据、天气预报预测的所述目标位置处的天气数据以及所述目标位置处的实时测量地下水数据。
在一种可能的实现方式中，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位，包括：
根据所述目标位置的水位预测参数，通过水位预测模型对目标位置的水位进行预测，得到预测水位；
所述方法还包括：获取对所述目标位置的地下水位进行监测得到的当前时刻的地下水位；
根据监测的当前时刻的地下水位和此前预测的当前时刻的预测水位，对所述预测模型进行优化。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：
将所述建筑施工现场的相关信息导入建筑信息模型BIM中，所述相关信息包括下述至少一种：
施工项目的施工进度、地下水位实时信息、所述预警水位、所述预警措施以及所述目标位置信息；
通过所述BIM对所述相关信息进行显示。
在一种可能的实现方式中，所述目标位置包括所述建筑物或构筑物危险源所在位置；
所述危险源表征所述建筑物或构筑物的稳定性受地下水位影响的位置，所述危险源包括下述至少一种：基础底面各节点、基坑底边缘以及上部结构外墙各节点。
根据本公开的另一方面，提供了一种预警系统，包括：
计算模块，用于执行上述所述方法；
监测模块，用于监测建筑施工现场目标位置的地下水位实时信息；
显示模块，用于对所述计算模块确定的所述建筑施工现场的相关信息进行显示；
报警模块，用于根据所述计算模块确定的预警等级及对应的预警措施，向工作人员发出报警信息。
根据本公开的另一方面，提供了一种预警装置，包括：
计算单元，用于根据建筑施工现场目标位置的多个地下水位，计算在所述多个地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度；
确认单元，用于将与目标可靠度对应的所述历史地下水位作为预警水位，所述目标可靠度包括表征预警等级的所述可靠度；
映射单元，用于根据所述目标可靠度与所述预警等级的对应关系，以及所述目标可靠度与所述预警水位的对应关系，确定所述预警水位与所述预警等级的对应关系，所述预警水位用于与所述目标位置的预测水位进行对比，以对所述目标位置的待建造建筑物或构筑物进行安全预警。
根据本公开的另一方面，提供了一种预警装置，包括：
预测单元，用于对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
对比单元，用于将所述预测水位与预警水位进行对比，根据对比结果确定所述预测水位对应的预警等级；所述预警水位与表征所述预警等级的目标可靠度对应，所述目标可靠度包括，在所述目标位置处的地下水位为所述预警水位的情况下，待建造建筑物或构筑物的可靠度；
执行单元，用于执行与所述预警等级相对应的预警措施。
在一种可能的实现方式中，所述装置应用于施工项目的预设时间节点，所述待建造建筑物或构筑物包括在所述预设时间节点待建造建筑物或构筑物，所述预设时间节点包括下述至少一种：
施工项目开始施工前；
施工项目施工中的目标施工阶段。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一可靠度确认单元，用于在建造的建筑物或构筑物因地下水位发生事故后，根据历史最高水位及所述历史最高水位确定所述在建造的建筑物或构筑物的第一可靠度；
第二可靠度确认单元，用于根据所述第一可靠度，确定第二可靠度；
执行措施单元，用于根据所述第二可靠度执行处理措施，所述处理措施包括：提供满足所述第二可靠度的建筑物或构筑物和/或抗浮装置结构。
在一种可能的实现方式中，预测单元还包括：
参数子单元，用于根据所述目标位置处的水位预测参数，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
所述水位预测参数包括如下至少一种：所述目标位置处的水文地质参数、所述目标位置处的历史地下水位数据、天气预报预测的所述目标位置处的天气数据以及所述目标位置处的实时测量地下水数据。
在一种可能的实现方式中，预测单元包括：
模型子单元，用于根据所述目标位置的水位预测参数，通过水位预测模型对目标位置的水位进行预测，得到预测水位；
所述装置还包括：监测单元，用于获取对所述目标位置的地下水位进行监测得到的当前时刻的地下水位；
优化单元，用于根据监测的当前时刻的地下水位和此前预测的当前时刻的预测水位，对所述预测模型进行优化。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
导入单元，用于将所述建筑施工现场的相关信息导入建筑信息模型BIM中，所述相关信息包括下述至少一种：
施工项目的施工进度、地下水位实时信息、所述预警水位、所述预警措施以及所述目标位置信息；
显示单元，用于通过所述BIM对所述相关信息进行显示。
在一种可能的实现方式中，所述目标位置包括所述建筑物或构筑物危险源所在位置；
所述危险源表征所述建筑物或构筑物的稳定性受地下水位影响的位置，所述危险源包括下述至少一种：基础底面各节点、基坑底边缘以及上部结构外墙各节点。
根据本公开的另一方面，提供了一种预警装置，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为：调用所述存储器存储的指令，以执行上述方法。
根据本公开的另一方面，提供了一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，其中，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
根据本公开实施例，由于可靠度可以准确的衡量待建造建筑的结构安全，因此，通过确定可靠度和预警水位的映射关系，可以通过预警水位准确地反映待建造建筑的结构安全，通过将预测水位与预警水位进行比较，以对未来某一时刻目标位置的待建造建筑物或构筑物的性能进行安全预警。便于提前采取应对措施，减少地下水位对建筑物或构筑物性能的影响，提高施工效率，减少了可能的经济损失；通过预警水位和预警等级的映射关系，将不同地下水位对建筑物或构筑物安全的可能影响划分成了多个等级，使得对地下水位安全的预警更具有层次性，进一步降低了相关事故发生的可能性，减少了可能的经济损失。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本公开的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本公开的原理。
图1示出根据本公开实施例的一种预警方法的流程图。
图2示出根据本公开实施例的一种预警方法的流程图。
图3示出根据本公开实施例的工况与可靠度的对应关系图。
图4示出根据本公开实施例的一种预警方法的流程图。
图5示出根据本公开实施例的一种预警系统的流程图。
图6示出根据本公开实施例的一种预警装置的框图。
图7示出根据本公开实施例的又一种预警装置的框图。
图8是根据一示例性实施例示出的一种预警装置的框图。
图9是根据一示例性实施例示出的又一种预警装置的框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如，包括A、B、C中的至少一种，可以表示包括从A、B和C构成的集合中选择的任意一个或多个元素。
另外，为了更好的说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开的主旨。
在建筑施工的过程中，在一些情况下需要考虑地下水浮力对建筑物或构筑物的影响，浮力过大会引起结构破损，然而相关技术中，经常是实体结构已出现破损的情况下再去进行处理措施，无法对结构安全进行预警，施工效率低下。
为了对建筑物或构筑物的结构安全进行预警，提高施工效率，本公开实施例提供了一种预警方法，通过建立建筑安全可靠度与地下水位的关系，设定预警水位，达到对建筑物或构筑物安全的预警效果，具有较高的应用价值。
本公开实施例的方法可以通过在如AutodeskRevit14等的建模软件中内嵌插件，在此对建模软件的具体形式不作限定，由内嵌插件来执行，用户可以预先建立模拟建筑施工进程的建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)，建立后即可开始执行本公开实施例的方法。
根据本公开一实施例，图1示出了一种预警方法的流程图。如图1所示，该方法包括：
步骤S101，根据建筑施工现场目标位置的多个历史地下水位，计算在所述多个历史地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度。
由于建筑施工现场存在不同的施工阶段，建筑施工现场目标位置根据不同施工阶段下所对应的待建造建筑物或构筑物确定，该目标位置可以是不同施工阶段的预设位置，预设位置和施工阶段均可以包括多种，具体将在后文本公开可能的实现方式中进行描述，此处暂不赘述。
历史地下水位可以从已有的地下水位资料中获得，可以是目标位置历史上的地下水位，也可以是地形相似的位置历史上的地下水位，也可以是目标位置附近的历史上的地下水位，这里不作限定。
由于待建造建筑物或构筑物往往会受地下水位的影响，在不同的地下水位下，待建造建筑物或构筑物的安全性、适用性和耐久性可能会不同，建筑物或构筑物的这些性能可以通过可靠度来表征，因此，在本公开实施例中，可以根据目标位置及其对应的历史地下水位，来计算不同历史地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度，以可靠度衡量施工现场待建造建筑物或构筑物的性能。
其中，可靠度的计算方法可以包括蒙特卡洛算法、响应面法、多次多阶矩法等。
步骤S102，将与目标可靠度对应的所述历史地下水位作为预警水位；
通过步骤S101计算得到了多个历史地下水位下的待建造建筑物或构筑物的可靠度，由于可靠度能够反映待建造结构的性能，因此，在可靠度反映建筑物或构筑物的性能会受到影响的情况下，可以进行预警，以便工作人员采取相应措施，具体可以通过定义至少一个预警等级来进行预警。为便于描述，这里将用来界定不同预警等级的可靠度称为目标可靠度，目标可靠度可以视为不同预警等级的临界值。
举例来说，可能的可靠度与预警水位的映射关系可以表示为，可靠度A-历史地下水位a、可靠度B-历史地下水位b、可靠度C-历史地下水位c，假设在可靠度低于B的情况下，建筑物或构筑物的性能会受到影响，那么，目标可靠度可以包括可靠度B，相应的预警水位即为b。
步骤S103，根据所述目标可靠度与所述预警等级的对应关系，以及所述目标可靠度与所述预警水位的对应关系，确定所述预警水位与所述预警等级的对应关系；
如前文所述，目标可靠度用来界定预警等级，且通过步骤102已得到目标可靠度的预警水位，那么，便可以通过预警水位来界定预警等级。通过预警水位与预警等级的对应关系，使得预警等级能够区别不同的预警水位对结构性能造成的不同影响。
那么，以预警水位作为衡量建筑物或构筑物是否可靠的界定标准，可以将预测的未来某一时刻的预测水位与预警水位进行比较，以实现对未来某一时刻目标位置的待建造建筑物或构筑物的性能进行安全预警的作用。以便于提前采取应对措施，减少地下水位对建筑物或构筑物性能的影响，提高施工效率，减少了可能的经济损失。
根据本公开实施例，由于可靠度可以准确的衡量待建造建筑的结构安全，因此，通过利用历史地下水位的数据，并确定可靠度和预警水位的映射关系，可以通过预警水位准确地反映待建造建筑的结构安全；通过预警水位和预警等级的映射关系，将不同地下水位对建筑物或构筑物安全的可能影响划分成了多个等级，使得对地下水位安全的预警更具有层次性，进一步降低了相关事故发生的可能性，减少了可能的经济损失。
图2示出根据本公开一实施例的一种预警方法的流程图。如图2所示，该方法包括：
步骤S201：对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
预测水位是通过预测得到的目标位置未来的水位，比如可以是预测的未来15天内每天的地下水位，或者，预测的近一周内每天的地下水位。
预测水位可以按照预设条件从多个参数中确定，预设条件还可以包括多种，具体将在后文本公开可能的实现方式中进行描述，此处暂不赘述。
步骤S202：将预测水位与预警水位进行对比，根据对比结果确定所述预测水位对应的预警等级；
其中，预警水位与表征不同预警等级的目标可靠度对应，目标可靠度包括，在所述目标位置处的地下水位为所述预警水位的情况下，待建造建筑物或构筑物的可靠度。具体的，目标可靠度可以界定不同预警等级，作为不同预警等级的临界点，这里的预警等级与其对应的目标可靠度可以根据上述实施例中的方法确定，此处不再赘述。
地下水位可以是指地下水面相对于基准面的高度，通常以绝对标高表示。也就是说，地下水位下降，地下水面相对于基准面的高度越大，地下水位的数值越大；地下水位上升，地下水面相对于基准面的高度越小，地下水位的数值越小，也越有可能对建筑物或构筑物和/或抗浮装置造成破坏。
具体地，如预警水位6米对应红色预警等级(可以是最高预警等级)，8米对应橙色预警等级，10米对应黄色预警等级，12米对应蓝色预警等级，将预测水位与预警等级相比较。如果预警水位在10米-12米之间，对应蓝色预警，执行蓝色预警的对应措施；如果预警水位在8米-10米之间，对应黄色预警，执行黄色预警的对应措施；如果预警水位在6米-8米之间，对应橙色预警，执行橙色预警的对应措施；如果预警水位在高于6米，对应红色预警，执行红色预警的对应措施。
其中，预警等级是为了区别不同的预警水位下，对结构安全性造成的不同影响。
步骤S203：执行与所述预警等级相对应的预警措施。
其中，预警措施与预警等级具有对应关系，如上文所述，预警等级能够区别不同的预警水位对结构性能造成的不同影响，针对不同的影响而制定的对应的预警措施可以降低地下水位对建筑物或构筑物性能造成的可能影响，以此达到预警的效果。
同时，预警等级及其相对应的预警措施可以是可调的，在执行预警措施后，可以根据施工项目现场的具体情况对预警等级与预警措施进行调整，这部分内容将在后文本公开可能的实现方式中进行描述，此处不再赘述。
根据本公开实施例，对地下水位进行预测，可以提前考虑到由于天气等不确定因素造成的地下水位的随机性，同时由于可靠度可以准确的衡量待建造建筑的结构安全，因此，基于可靠度确定的预警水位可以更准确地对待建造建筑的结构安全进行预警；那么，通过将预测水位与预警水位进行对比，可以直观地通过对比结果确认待建造建筑的结构安全；通过执行预警措施，对施工现场的相关情况进行提前防范，可以尽可能的减少可能发生的相关事故，提高了建筑施工现场的效率，避免了可能的经济损失。
本公开实施例中，对预警方法的实现方式可以有很多种。
在一种可能的实现方式中，所述方法应用于施工项目的预设时间节点，所述待建造建筑物或构筑物包括在所述预设时间节点待建造建筑物或构筑物，所述预设时间节点包括下述至少一种：施工项目开始施工前；施工项目施工中的目标施工阶段。
其中，本方法应用的预设时间节点可以是施工项目的任意时间节点或时间阶段，目标施工阶段可以指施工项目中的任意施工阶段。由于在不同的时间节点下，施工项目的待建造建筑物或构筑物可能不同，导致不同时间节点下，目标位置的可靠度可能不同，从而使得不同时间节点下目标位置的不同，因此预警水位与预设时间节点具备对应关系。
具体地，目标施工阶段可以包括：地下室底板完工，但未连成整体；局部地下室完工，即地下室的柱、顶板梁、顶板完工；地下室连成整体；覆土完成等。在不同的预设时间节点下可以对应不同的预警水位，用于后续预警的比较，以实现对未来某一时刻目标位置的待建造建筑物或构筑物的性能进行安全预警的作用。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：在建造的建筑物或构筑物因地下水位发生事故后，根据历史最高水位及所述历史最高水位确定所述在建造的建筑物或构筑物的第一可靠度；根据所述第一可靠度，确定第二可靠度，由于需要对在建造的建筑物或构筑物进行修复和/或重设抗浮装置，这里的第二可靠度可以是在历史最高水位下，建筑物或构筑物和/或抗浮装置不受损坏的情况下的可靠度。
根据第二可靠度执行处理措施，所述处理措施包括：提供满足所述第二可靠度的建筑物或构筑物和/或抗浮装置结构。以便工作人员根据提供的建筑物或构筑物和/或抗浮装置结构，对在建造的建筑物或构筑物进行修复或重设抗浮装置，以提高在建造的建筑物或构筑物的抗浮稳定性。
其中，抗浮装置可以包括抗浮桩、抗浮锚杆等，在发生事故后，根据历史最高水位计算出的建筑物或构筑物的第一可靠度，可以对发生事故的建筑物或构筑物的状态进行一个评估，并实施相应的处理措施。
本公开提供的一个或多个可能的实现方式中，可靠度与地下水位以及建筑物或构筑物的具体结构相关，具体可通过地下水位与建筑物或构筑物的功能函数计算得到，请参见公式(1)，为本公开提供的一种计算可靠度的实现方式：
其中，Pf表示抗浮沉失败概率；
其中，β表示结构抗浮可靠度，β的值可以由式(3)得出：
其中，Z表示结构抗浮功能函数，μZ表示结构抗浮功能函数的均值，也就是结构抗浮功能函数的平均水平；σZ表示结构抗浮功能函数的标准差，也就是结构抗浮功能函数离散程度，标准差越大，结构抗浮功能函数的数据分布越离散；α3Z表示结构抗浮功能函数的偏度系数，也就是结构抗浮功能函数的数据对称程度，偏度系数越接近0，说明数据越对称，越远离0，说明数据越不对称，且偏度系数为正时，数据右偏，偏度系数为负时，数据左偏；α4Z表示结构抗浮功能函数的峰度系数，也就是结构抗浮功能函数的数据分布相对于正态分布的陡峭或平滑程度，峰度系数越接近0，数据分布的峰态越服从正态分布，峰度系数大于0，数据分布的峰态陡峭(高尖)；峰度系数小于0，分布的峰态平缓(矮胖)。
μZ、σZ、α3Z、α4Z的值可以分别由式(4)、式(5)、式(6)及式(7)得出：
其中，h(θ)表示功能函数，为隐函数；θ表示由历史地下水位，材料属性，截面尺寸等影响可靠度的结构参数组成的向量空间，表示为θ＝(θ1,θ2,θ3,...θi)T；wi和θi(i＝1,2,3…d)分别表示在d维无限区域中的恒定权重和积分点，i表示d维无限区域中积分点的个数，各h(θi)的函数值可以由θi导入有限元软件中计算得到；fΘ(θ)表示联合概率密度函数，可以由θi的概率密度函数相乘得到。
通过上述公式(1)～(7)，即可准确地得到地下水位下建筑物或构筑物的可靠度，本公开实施例中，对地下水位对应的可靠度进行计算，可以针对施工项目的预设时间节点建筑物或构筑物承载力的极限状态，明确的给出各阶段的抗浮极限能力，对于设计与施工管理能够起到很好的指导作用，经标准化后可以运用到同类工程中。
下面，以位于长沙湘江两岸的一处在建的大型地下车库地下水安全事故的具体数据为例，对基于地下水的可靠度的计算过程，以及可靠度对施工安全的影响作具体说明：
以时间段和施工阶段为依据进行工况分类，这里的工况可以是前文所述预设时间节点，分类结果如表1所示：
表1工况分类
各工况下可靠度计算过程中的各参数的具体计算结果如表2所示：
表2计算结果
根据表3中《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2001)中的可靠度规定：
表3结构构件承载力极限状态可靠度
可以得到如图3所示的工况与可靠度的对应关系图，本项目安全等级为二级，根据计算结果与对应关系图，按照结构构件承载力极限状态可靠度规定大部分工况都小于限值，只有工况A-3可靠度β为4.95满足规范要求，说明雨季施工时抗浮失效概率Pf较高，很有可能发生地下水安全事故，应该严格控制水位情况。同时在事故期，建筑结构负一层已经完工，以地下水位进行计算时工况B-2显示结构抗浮失效概率较小，而在现场实测水位情况下工况B-4抗浮失效概率非常大，合理的设计条件下出现这么大的失效概率是不允许的，而实际工程中确实在这一阶段发生了地下水安全事故，可以验证实际水位变化与地下水位变化不同步。出现这一问题的原因就是在事故期覆土未完成，地表水灌入导致地下水位增长加速且居高不下，加之基础岩层不透水而出现“脚盆效应”，增大了排水难度。
同时在不同的时间段，各施工阶段的可靠度变化也较为明显，特别是在覆土条件下，覆土在抗浮当中除了能够保证上部自重的增加以加强抗浮能力，同时还能保证地表水不灌入，计算中所显示的A-3与B-3较同时间段的可靠度都有较大的改变。
通过对各个工况下可靠度的计算结果进行处理可以得到各个工况下的抗浮失效概率，进而能够更直观的分析有关抗浮设防水位、施工期地下水安全预警措施选择以及现场管理的问题，从而能够更好的评估施工期全过程的地下水安全，给地下水位安全预警提供更加明确的指导。
而本公开实施例中，通过将可靠度转换为预警水位，以预警水位直观地反映待建造结构的可靠度，在预警过程中，无需对可靠度进行计算，提高了预警的效率。另外，通过对未来的地下水位进行预测，实现了提前对建筑物或构筑物的安全进行预警，以便施工人员在未来建造待建造建筑物或构筑物的过程中，能够提早采取抗浮措施，提高了施工过程中的安全性。
在一种可能的实现方式中，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位，包括：根据水位预测参数，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；水位预测参数包括如下至少一种所述目标位置处的水文地质参数、所述目标位置处的历史地下水位数据、天气预报预测的所述目标位置处的天气数据以及所述目标位置处的实时测量地下水数据。
其中，建筑施工现场的目标位置包括建筑物或构筑物危险源所在位置，具体将在后文进行描述，此处不再赘述。
具体地，通过水位预测参数，可以对建筑施工现场的地下水位作提前预测，通过水位预测参数中的天气预报预测的天气数据，可以对预测的地下水位进行实时更新，可以考虑到未来的恶劣天气情况，以达到预警的效果。
在一种可能的实现方式中，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位，包括：根据所述目标位置的水位预测参数，通过水位预测模型对目标位置的水位进行预测，得到预测水位；所述方法还包括：获取对所述目标位置的地下水位进行监测得到的当前时刻的地下水位；根据监测的当前时刻的地下水位和此前预测的当前时刻的预测水位，对所述预测模型进行优化。
其中，预测水位的预测模型可以由建筑施工现场水文地质条件、历史地下水位相关资料、天气预报预测的天气数据以及实测现场地下水数据这几个参数构成，通过实测现场地下水数据，可以对预测水位的预测模型进行优化与修正，当监测的地下水位和此前预测的当前的预测水位存在着较大差别时，通过优化当前的预测模型，可以对未来的地下水位进行重新预测，优化预测模型的过程中，可以利用监测的地下水位和此前预测的当前的预测水位的损失，来优化预测模型的相关参数。
在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：将相关信息导入建筑信息模型BIM中，通过所述BIM对施工现场的所述相关信息进行显示，所述相关信息包括下述至少一种：施工项目的施工进度、地下水位实时信息、所述预警水位、所述预警措施以及所述目标位置信息。
其中，BIM作为一种建筑信息模型，是以建筑施工项目的各项相关信息数据为基础而建立的建筑模型，通过BIM可以保证在整个设计施工进程中使用一致的信息。
具体地，通过模拟施工进程的BIM三维模型，能够将建筑施工项目中的相关信息进行关联，例如，以地下水位实时信息为例，可以通过检测模块对地下水位的实时信息进行监控，并将监控的地下水位回传，实时监控的地下水位与施工进度进行时间维度上的整合，形成地下水位随时间的变化信息，可以通过动态地下水位动画集或者折线图的形式展示地下水位实时信息，这里对地下水位变化实时信息的展示形式不作限定，通过地下水位变化实时信息可以对施工现场指导提供作用。
通过判断实时地下水位是否即将到达预警水位，如实时地下水位达到相应预警水位超过设定时间，则发出警报并给出相应的处理措施，监控人员第一时间监督现场进行安全施工，相应的预警等级与预警措施的对应关系可参照如下一例：
蓝色预警——加强水位监测密度至每天4次，做好后续措施的预备，报项目技术负责人和安全负责人。
黄色预警——加大抽排水力度，抽水泵数量提高到原有2倍以上；加强水位监测密度达到每2小时一次；报开发商和监理，报公司总工，组织五方责任主体开专题会议，研究处理方案。
橙色预警——保持抽排水力度；增设地表水汇入隔阻措施；执行增加配重的措施；加强水位监测密度达到每小时一次；召开专家咨询会，研究专项方案。
红色预警——在结构底板受力最小的部位钻孔泄压。
在一种可能的实现方式中，目标位置包括建筑物或构筑物危险源所在位置；所述危险源表征所述建筑物或构筑物的稳定性受地下水位影响的位置，所述危险源包括下述至少一种：基础底面各节点、基坑底边缘以及上部结构外墙各节点。
图4示出根据本公开一实施例的一种建筑施工现场地下水位安全预警方法的流程图。在进行预警前，首先会建立模拟施工进程的建筑信息模型BIM。
BIM模型可以利用Autodesk Revit或其他软件建立的三维模型以及总体施工平面布置图来建立，当然，这里也可以利用其它的建筑信息模型软件来建立BIM模型，对具体软件此处不作限定。
如图4所示，该方法包括：
步骤S301，计算在多个历史地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度，建立可靠度-预警水位-预警等级-预警措施的映射关系。
其中，可靠度-预警水位-预警等级-预警措施的具体映射关系已在上文中描述，这里不再赘述。
步骤S302，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位。
其中，预测水位可以根据所述目标位置的水位预测参数，通过水位预测模型对目标位置的水位进行预测得到。
步骤S303，根据监测的当前的地下水位和此前预测的当前的预测水位，对预测水位进行修正。
其中，监测的地下水位可以通过在目标位置设置地下水位传感器得到，在一种可能的实现方式中，可以对地下水位传感器进行编号，以区分不同目标位置的不同的传感器；对预测水位进行修正可以通过优化水位预测模型实现。
步骤S304，将所述预测水位与预警水位进行对比，根据对比结果确定所述预测水位对应的预警等级。
步骤S305，将相关信息导入建筑信息模型BIM中。
具体地，通过BIM可以对施工项目中的相关信息进行整合并显示，保证施工项目中使用一致的信息，以减少成本，利于预警的集中管控。相关信息可以包括施工项目的预设时间节点实时信息、地下水位变化实时信息、预警水位、预警措施以及目标位置信息。
步骤S306，将对比结果和预警等级发送至预警警报装置。
具体地，可以通过预警报警装置将相关信息传达至现场安全管理人员，通过现场安全管理人员监督现场施工。具体的处理方法可以有多种，在此不作限定。
步骤S307，接收回传的处理结果，对相关信息进行更新。
具体地，处理结果是现场施工人员对施工现场的建筑物或构筑物进行调整后的结果，该调整例如可以是对抗浮锚杆等抗浮结构的调整。由于处理结果可能使得建筑物或构筑物的结构可靠度发生改变，因此，可以根据处理结果对预警时所使用的相关信息也作出调整，例如，调整预警水位、预警等级和对应的预警措施，以适应施工现场的实时情况。
此外，本公开还提供了预警系统、装置、电子设备、计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种预警方法，相应技术方案和描述和参见方法部分的相应记载，不再赘述。
图5示出根据本公开实施例的预警系统的框图，如图5所示，所述预警系统包括：
计算模块51，用于执行上述预警方法中的至少一个实现方式；
监测模块52，用于监测建筑施工现场目标位置的地下水位实时信息；
显示模块53，用于对所述计算模块确定的所述建筑施工现场的相关信息进行显示；
报警模块54，用于根据所述计算模块确定的预警等级及对应的预警措施，向工作人员发出报警信息。
图6示出根据本公开实施例的一种预警装置的框图，如图6所示，所述装置60可以包括：
计算单元61，用于根据建筑施工现场目标位置的多个历史地下水位，计算在所述多个历史地下水位下待建造建筑物或构筑物的可靠度；
确认单元62，用于将与目标可靠度对应的所述历史地下水位作为预警水位，所述目标可靠度包括表征预警等级的所述可靠度；
映射单元63，用于根据所述目标可靠度与所述预警等级的对应关系，以及所述目标可靠度与所述预警水位的对应关系，确定所述预警水位与所述预警等级的对应关系，所述预警水位用于与所述目标位置的预测水位进行对比，以对所述目标位置的待建造建筑物或构筑物进行安全预警。
由于可靠度可以准确的衡量待建造建筑的结构安全，因此，通过利用历史地下水位的数据，并确定可靠度和预警水位的映射关系，可以通过预警水位准确地反映待建造建筑的结构安全；通过预警水位和预警等级的映射关系，将不同地下水位对建筑物或构筑物安全的可能影响划分成了多个等级，使得对地下水位安全的预警更具有层次性，进一步降低了相关事故发生的可能性，减少了可能的经济损失。
图7示出根据本公开实施例的一种预警装置的框图，如图7所示，所述装置70可以包括：
预测单元71，用于对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
对比单元72，用于将所述预测水位与预警水位进行对比，根据对比结果确定所述预测水位对应的预警等级；所述预警水位与表征所述预警等级的目标可靠度对应，所述目标可靠度包括，在所述目标位置处的地下水位为所述预警水位的情况下，待建造建筑物或构筑物的可靠度；
执行单元73，用于执行与所述预警等级相对应的预警措施。
通过对地下水位进行预测，可以提前考虑到由于天气等不确定因素造成的地下水位的随机性，同时由于可靠度可以准确的衡量待建造建筑的结构安全，因此，基于可靠度确定的预警水位可以更准确地对待建造建筑的结构安全进行预警；那么，通过将预测水位与预警水位进行对比，可以直观地通过对比结果确认待建造建筑的结构安全；通过执行预警措施，对施工现场的相关情况进行提前防范，可以尽可能的减少可能发生的相关事故，提高了建筑施工现场的效率，避免了可能的经济损失。
本公开实施例中，预警装置的实现方式可以有很多种。
在一种可能的实现方式中，所述装置应用于施工项目的预设时间节点，所述待建造建筑物或构筑物包括在所述预设时间节点待建造建筑物或构筑物，所述预设时间节点包括下述至少一种：
施工项目开始施工前；
施工项目施工中的目标施工阶段。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
第一可靠度确认单元，用于在建造的建筑物或构筑物因地下水位发生事故后，根据历史最高水位及所述历史最高水位确定所述在建造的建筑物或构筑物的第一可靠度；
第二可靠度确认单元，用于根据所述第一可靠度，确定第二可靠度；
执行措施单元，用于根据所述第二可靠度执行处理措施，所述处理措施包括：提供满足所述第二可靠度的建筑物或构筑物和/或抗浮装置结构。
在一种可能的实现方式中，预测单元71还包括：
参数子单元，用于根据所述目标位置处的水位预测参数，对建筑施工现场目标位置的地下水位进行预测，得到预测水位；
所述水位预测参数包括如下至少一种：所述目标位置处的水文地质参数、所述目标位置处的历史地下水位数据、天气预报预测的所述目标位置处的天气数据以及所述目标位置处的实时测量地下水数据。
在一种可能的实现方式中，预测单元71包括：
模型子单元，用于根据所述目标位置的水位预测参数，通过水位预测模型对目标位置的水位进行预测，得到预测水位；
所述装置还包括：监测单元，用于获取对所述目标位置的地下水位进行监测得到的当前时刻的地下水位；
优化单元，用于根据监测的当前时刻的地下水位和此前预测的当前时刻的预测水位，对所述预测模型进行优化。
在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：
导入单元，用于将所述建筑施工现场的相关信息导入建筑信息模型BIM中，所述相关信息包括下述至少一种：
施工项目的施工进度、地下水位实时信息、所述预警水位、所述预警措施以及所述目标位置信息；
显示单元，用于通过所述BIM对所述相关信息进行显示。
在一种可能的实现方式中，所述目标位置包括所述建筑物或构筑物危险源所在位置；
所述危险源表征所述建筑物或构筑物的稳定性受地下水位影响的位置，所述危险源包括下述至少一种：基础底面各节点、基坑底边缘以及上部结构外墙各节点。
本公开实施例提出一种非易失性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。
图8示出根据本公开实施例的一种预警装置800的框图。例如，装置800可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。
参照图8装置800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804，电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(I/O)的接口812，传感器组件814，以及通信组件816。
处理组件802通常控制装置800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在装置800的操作。这些数据的示例包括用于在装置800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
电源组件806为装置800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为装置800生成、管理和分配电力相关联的组件。
多媒体组件808包括在所述装置800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当装置800处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风(MIC)，当装置800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频信号。
I/O接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为装置800提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件814可以检测到装置800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如所述组件为装置800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测装置800或装置800一个组件的位置改变，用户与装置800接触的存在或不存在，装置800方位或加速/减速和装置800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光传感器，如互补金属氧化物半导体(CMOS)或电荷耦合装置(CCD)图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。
通信组件816被配置为便于装置800和其他设备之间有线或无线方式的通信。装置800可以接入基于通信标准的无线网络，如无线网络(WiFi)，第二代移动通信技术(2G)或第三代移动通信技术(3G)，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。
在示例性实施例中，装置800可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述方法。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器804，上述计算机程序指令可由装置800的处理器820执行以完成上述方法。
图9示出根据本公开实施例的一种预警装置1900的框图。例如，装置1900可以被提供为一服务器。参照图9装置1900包括处理组件1922，其进一步包括一个或多个处理器，以及由存储器1932所代表的存储器资源，用于存储可由处理组件1922的执行的指令，例如应用程序。存储器1932中存储的应用程序可以包括一个或一个以上的每一个对应于一组指令的模块。此外，处理组件1922被配置为执行指令，以执行上述方法。
装置1900还可以包括一个电源组件1926被配置为执行装置1900的电源管理，一个有线或无线网络接口1950被配置为将装置1900连接到网络，和一个输入输出(I/O)接口1958。装置1900可以操作基于存储在存储器1932的操作系统，例如微软服务器操作系统(Windows ServerTM)，苹果公司推出的基于图形用户界面操作系统(Mac OS XTM)，多用户多进程的计算机操作系统(UnixTM),自由和开放原代码的类Unix操作系统(LinuxTM)，开放原代码的类Unix操作系统(FreeBSDTM)或类似。
在示例性实施例中，还提供了一种非易失性计算机可读存储介质，例如包括计算机程序指令的存储器1932，上述计算机程序指令可由装置1900的处理组件1922执行以完成上述方法。
本公开可以是系统、方法和/或计算机程序产品。计算机程序产品可以包括计算机可读存储介质，其上载有用于使处理器实现本公开的各个方面的计算机可读程序指令。
计算机可读存储介质可以是可以保持和存储由指令执行设备使用的指令的有形设备。计算机可读存储介质例如可以是――但不限于――电存储设备、磁存储设备、光存储设备、电磁存储设备、半导体存储设备或者上述的任意合适的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、静态随机存取存储器(SRAM)、便携式压缩盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能盘(DVD)、记忆棒、软盘、机械编码设备、例如其上存储有指令的打孔卡或凹槽内凸起结构、以及上述的任意合适的组合。这里所使用的计算机可读存储介质不被解释为瞬时信号本身，诸如无线电波或者其他自由传播的电磁波、通过波导或其他传输媒介传播的电磁波(例如，通过光纤电缆的光脉冲)、或者通过电线传输的电信号。
这里所描述的计算机可读程序指令可以从计算机可读存储介质下载到各个计算/处理设备，或者通过网络、例如因特网、局域网、广域网和/或无线网下载到外部计算机或外部存储设备。网络可以包括铜传输电缆、光纤传输、无线传输、路由器、防火墙、交换机、网关计算机和/或边缘服务器。每个计算/处理设备中的网络适配卡或者网络接口从网络接收计算机可读程序指令，并转发该计算机可读程序指令，以供存储在各个计算/处理设备中的计算机可读存储介质中。
用于执行本公开操作的计算机程序指令可以是汇编指令、指令集架构(ISA)指令、机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言-诸如Smalltalk、C++等，以及常规的过程式编程语言-诸如“C”语言或类似的编程语言。计算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络-包括局域网(LAN)或广域网(WAN)-连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编程门阵列(FPGA)或可编程逻辑阵列(PLA)，该电子电路可以执行计算机可读程序指令，从而实现本公开的各个方面。
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
