基于多媒體技術(shù)的氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)

周 捷 吳孟春 馬奇蔚 周 翔

(溫州市氣象局，浙江溫州325027)

0 引言

天氣、氣候與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民群眾生活有密切聯(lián)系，20世紀(jì)90年代以來，在以全球變暖為主要特征的氣候變化背景下，氣象災(zāi)害呈明顯上升趨勢［1］，如何加強(qiáng)信息薄弱地區(qū)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，確保在重大災(zāi)害發(fā)生時，能將氣象預(yù)警信息發(fā)送到廣大社會公眾手中，最大程度減輕氣象災(zāi)害造成的損失，確保人民群眾生命財產(chǎn)安全，成為各級氣象部門急需解決的難題［2］。全國各省市都對氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)進(jìn)行研究和建設(shè)，目前我國氣象災(zāi)害預(yù)警預(yù)報信息的發(fā)布，主要通過手機(jī)短信、電視、電話、廣播電臺、互聯(lián)網(wǎng)和電子顯示屏等途徑發(fā)送。各地氣象部門根據(jù)本地實際，建設(shè)了相應(yīng)的預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)［3-7］，但大多存在著信息不直觀、內(nèi)容不夠豐富，或服務(wù)被動、受眾落區(qū)難確定的問題。

本文介紹的溫州市氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，是依托氣象部門現(xiàn)有的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，在新技術(shù)和新網(wǎng)絡(luò)條件下搭建的快速及時、內(nèi)容豐富、圖文影音并茂、覆蓋面廣的多媒體信息收集和發(fā)布平臺。

1 系統(tǒng)介紹

溫州市氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)是一套基于多媒體技術(shù)、GIS(地理信息系統(tǒng))、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、無線通信技術(shù)的用于氣象及其他行業(yè)災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布的綜合性信息發(fā)布平臺。整個系統(tǒng)采用以溫州市氣象局為中心，各縣為分中心的信息發(fā)布管理模式，可以實現(xiàn)視頻、圖片、文字、Flash，PPT等多媒體信息的發(fā)布，可對溫州市的各個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道、重要場所等發(fā)布防汛、氣象、水文、海洋、國土等各類預(yù)測預(yù)警多媒體信息。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示。

1．1 系統(tǒng)信息發(fā)布流程

市氣象局通過管理工作站向整個地區(qū)的所有終端發(fā)布素材接收指令，而縣局和各行業(yè)用戶通過通過專線或互聯(lián)網(wǎng)訪問市局的預(yù)警信息發(fā)布Web平臺，根據(jù)分配的管理權(quán)限向所管理的終端發(fā)布接收素材指令，終端控制單元根據(jù)指令到最近素材服務(wù)器下載多媒體信息(通過該模式可以實現(xiàn)信息源分布式存放，減少網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)擔(dān))，控制單元中的播放軟件根據(jù)系統(tǒng)關(guān)于的布局配置、節(jié)目單、素材以及日程安排等配置的指令，最終在顯示終端上播放合適的多媒體內(nèi)容。

1．2 信息發(fā)布的安全性保證

氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布管理平臺建立賬戶權(quán)限管理，避免了無關(guān)人員的登錄，并對每個賬戶的操作進(jìn)行記錄保存，以備歷史查詢。

針對信息傳輸，信息的傳輸通過編碼后的二進(jìn)制碼進(jìn)行傳輸，發(fā)布到預(yù)警終端后，根據(jù)編碼和發(fā)送的信息號碼進(jìn)行解碼，如果不在終端里注冊的號碼，將不對其信息進(jìn)行處理，而注冊號碼管理只有氣象部門的信息發(fā)布管理平臺的超級管理員才能修改，各種信息都將通過信息發(fā)布管理平臺指定的人員進(jìn)行審核才能發(fā)布。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

2 系統(tǒng)主要模塊和功能

2．1 市中心平臺

在溫州市氣象局建立全市統(tǒng)一的預(yù)警信息發(fā)布管理平臺。市縣兩級通過氣象業(yè)務(wù)網(wǎng)相連，形成一個市局為主，各縣局分擔(dān)運(yùn)行的網(wǎng)絡(luò)模式。各縣市局、行業(yè)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)Web平臺登陸，方便市局集中管理。

2．1．1 預(yù)警信息發(fā)布管理平臺

在市氣象局，建立一套基于C/S和GIS的預(yù)警信息發(fā)布管理平臺。平臺實現(xiàn)了對信息發(fā)布用戶、預(yù)警終端、信息發(fā)布內(nèi)容及權(quán)限的綜合管理。

災(zāi)害預(yù)警發(fā)布平臺除了發(fā)布?xì)庀箢A(yù)警信息外還要發(fā)布水文、地質(zhì)、海洋等預(yù)報信息，這些信息要求由相關(guān)部門自己發(fā)布。為了方便各縣氣象局、各行業(yè)用戶管理發(fā)布信息，所以搭建了基于B/S的信息發(fā)布管理Web平臺，縣局以及國土局、水利局、海洋局等部門可以方便的通過網(wǎng)絡(luò)登錄到這個Web平臺，對權(quán)限內(nèi)的終端進(jìn)行信息發(fā)布。

管理平臺的主要功能：

(1)以市氣象局為中心，各縣氣象局為分中心，各氣象局可以根據(jù)不同職能分配平臺使用的權(quán)限，市氣象局可以監(jiān)管各縣氣象局、各用戶的信息發(fā)布情況，實現(xiàn)分級管理模式;

(2)建立一套基于GIS(地理信息系統(tǒng))的終端管理服務(wù)機(jī)制，對各個終端進(jìn)行監(jiān)控、遠(yuǎn)程管理，并實時了解各個終端的工作狀態(tài)，當(dāng)某個終端出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)能自動啟動各種服務(wù)機(jī)制，保證終端在短時間內(nèi)恢復(fù)運(yùn)行;

(3)提供信息發(fā)布功能，規(guī)范和完善信息發(fā)布管理，并對整個信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)形成體系化、規(guī)范化、統(tǒng)一化;對發(fā)布的信息統(tǒng)一入庫管理，提供信息發(fā)布的歷史查詢、統(tǒng)計、評估;

(4)實現(xiàn)素材傳輸?shù)姆植际焦芾?，避免出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)浪涌的問題;

(5)與現(xiàn)已建設(shè)的氣象信息服務(wù)平臺進(jìn)行對接，實現(xiàn)信息統(tǒng)一發(fā)布管理;

(6)實現(xiàn)信息發(fā)布多途徑，多種表現(xiàn)形式如多媒體方式、隨時插播各種臨時性的信息;

(7)氣象局與各級政府部門、各行業(yè)之間建立起對各種信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)資源的有效共享。通過市氣象局建設(shè)的信息發(fā)布網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)政府信息、行業(yè)信息的發(fā)布。

2．1．2 數(shù)據(jù)傳輸和命令交互服務(wù)系統(tǒng)

數(shù)據(jù)傳輸和命令交互服務(wù)，主要用于提供多媒體終端與信息發(fā)布平臺之間的實時交互，是全地區(qū)的信息發(fā)布、終端管理的后臺處理服務(wù)系統(tǒng)，負(fù)責(zé)信息發(fā)布命令后臺管理、信息發(fā)布?xì)v史存放、各種素材目錄信息存放、與各預(yù)警終端命令交互、實時展示各終端連接情況、負(fù)責(zé)對所有數(shù)據(jù)及命令進(jìn)行分揀處理。為多媒體信息綜合發(fā)布網(wǎng)絡(luò)管理平臺的任務(wù)下發(fā)提供命令打包和發(fā)送服務(wù)，多媒體終端接收到命令后由終端數(shù)據(jù)傳輸和命令交互軟件解析和執(zhí)行;為多媒體終端的素材請求提供命令打包和轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)，多媒體服務(wù)器端根據(jù)請求內(nèi)容進(jìn)行任務(wù)下發(fā)。

2．1．3 素材文件服務(wù)器

溫州市局，下面各縣(市)氣象局，分別建立一個FTP服務(wù)器，用于向終端傳輸文件或從終端接收文件，各種多媒體素材的存儲。各服務(wù)器之間共享多媒體信息，分流多媒體信息的下載。

2．2 縣局分中心

縣市級信息發(fā)布主要是針對鄉(xiāng)鎮(zhèn)、農(nóng)村等進(jìn)行信息服務(wù)?？h市級分中心的主要功能是在本縣范圍內(nèi)發(fā)布應(yīng)急信息，由于氣象信息具有區(qū)域性，在各縣市建立信息發(fā)布分中心是十分必要的。當(dāng)本縣發(fā)生異常天氣時，能通過分中

心進(jìn)行信息發(fā)布，以確保信息的準(zhǔn)確快速到達(dá)。在成功發(fā)布后，將發(fā)布結(jié)果入庫并直接匯報到市中心平臺。分中心的另一個功能是負(fù)責(zé)本轄區(qū)內(nèi)的終端的日常管理維護(hù)。

2．3 預(yù)警終端

預(yù)警終端是預(yù)警信息的接收和最終顯示窗口，是直接面向各街道和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的設(shè)備，產(chǎn)品的選型布點(diǎn)是整個系統(tǒng)的重點(diǎn)。目前終端類型有多媒體終端、預(yù)警顯示終端(電子顯示屏)和廣播網(wǎng)終端。多媒體終端的接入通過有線寬帶接入，而預(yù)警顯示終端、廣播網(wǎng)終端都以移動的GPRS接入。根據(jù)不同的安裝地點(diǎn)、建設(shè)需求，需要選擇合適的終端類型，當(dāng)前溫州市災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)建設(shè)內(nèi)容是多媒體終端布點(diǎn)到每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道。

2．3．1 多媒體終端產(chǎn)品包括控制單元和顯示終端

控制單元(媒體播放盒)是針對多媒體傳輸研發(fā)的工業(yè)級硬件產(chǎn)品。其以高質(zhì)量的編碼方式將視頻、音頻信號、圖片信息和滾動字幕通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)播放終端，然后由播放終端將組合多媒體信息轉(zhuǎn)換成播放終端的視頻信號播出，可實時播放新聞、天氣預(yù)報、通知等即時信息，并具有自我維護(hù)、遠(yuǎn)程控制、控制顯示終端電源實現(xiàn)定時開關(guān)機(jī)等功能，在第一時間將最新鮮的資訊傳遞給受眾人群。

顯示終端采用1．27 m的高清等離子監(jiān)視器，顯示效果出色。

2．3．2 兼容管理其它終端

雖然多媒體終端顯示效果出色、內(nèi)容豐富，但也有局限性，如要求全彩顯示、帶寬要求高、安裝環(huán)境特殊等。預(yù)警顯示終端可以達(dá)到一些多媒體終端無法達(dá)到的效果，如室外公共場合顯示，屏幕大小可變等。而廣播終端可以通過鄉(xiāng)鎮(zhèn)廣播站接入各大工地、農(nóng)村的廣播網(wǎng)，將氣象信息在第一時間傳達(dá)到第一現(xiàn)場的用戶手里，是目前解決氣象預(yù)警信息傳遞“最后一公里”問題的最佳發(fā)布通道。

系統(tǒng)在對多媒體終端發(fā)布信息的同時。同樣對預(yù)警顯示終端和廣播終端提供兼容管理，能夠適應(yīng)不斷增加的擴(kuò)展需求，當(dāng)系統(tǒng)需要擴(kuò)容時，只需根據(jù)布點(diǎn)增加相應(yīng)的終端設(shè)備即可。

3 系統(tǒng)運(yùn)行應(yīng)用情況

溫州氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布測試平臺于2010年6月建成。之后由溫州市氣象局提出當(dāng)?shù)亻_發(fā)需求，根據(jù)實際情況進(jìn)行再次開發(fā)，不斷完善，現(xiàn)已經(jīng)基本滿足設(shè)計需求，實現(xiàn)功能。

(1)系統(tǒng)與市氣象局資料數(shù)據(jù)庫連接，實現(xiàn)各類氣象信息零操作、自動發(fā)布，既減少了操作人員的工作量，又提高了預(yù)警信息時效。各類信息從入庫到所有終端顯示，時間在5 min以內(nèi)，早的終端1 min就能發(fā)布成功。當(dāng)前準(zhǔn)備提高災(zāi)害預(yù)測預(yù)警信息發(fā)布優(yōu)先級，當(dāng)有各種信息同時發(fā)布時，優(yōu)先發(fā)布預(yù)警信息，盡量減少其發(fā)布時間;

(2)平時日常天氣下，每個終端動態(tài)顯示當(dāng)?shù)刂谐叨茸詣诱镜膶崟r數(shù)據(jù)、當(dāng)?shù)丶叭珖鞔蟪鞘刑鞖忸A(yù)報、天氣預(yù)報節(jié)目視頻、24 h氣溫和雨量曲線圖、森林火災(zāi)預(yù)報、行業(yè)信息等多媒體信息，內(nèi)容豐富，顯示直觀;

(3)當(dāng)發(fā)生極端天氣，氣象臺發(fā)布預(yù)警信息時，系統(tǒng)自動從數(shù)據(jù)庫讀取預(yù)警信息并發(fā)送到顯示終端，并自動切換顯示模板，先全屏醒目顯示發(fā)布的預(yù)警信息，然后根據(jù)模板滾動顯示災(zāi)害預(yù)警預(yù)報公告、政府公告、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖、臺風(fēng)路徑圖、實時氣象、水文、海洋、國土監(jiān)測數(shù)據(jù)、災(zāi)情通告等廣大群眾急需了解的各種災(zāi)害預(yù)測預(yù)警信息(如圖2所示);

圖2 雷電黃色預(yù)警信號發(fā)布圖

(4)建立防汛辦、氣象、水文、海洋、國土等各部門之間的信息通訊專線，統(tǒng)一格式化各部門的監(jiān)測數(shù)據(jù)資料，對各類數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)分發(fā)和顯示，并進(jìn)行監(jiān)測和預(yù)警;

(5)當(dāng)各級氣象部門和其它部門用戶需要發(fā)布應(yīng)急通知公告時，可以方便地通過公網(wǎng)Web頁面登錄系統(tǒng)進(jìn)行信息發(fā)布;為每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)在系統(tǒng)中建立帳號，允許他們在平時利用顯示屏發(fā)布公告信息，極大提高了終端的利用率和鄉(xiāng)鎮(zhèn)的終端維護(hù)積極性;

(6)終端在無災(zāi)害性天氣時每天定時開關(guān)機(jī)，符合國家節(jié)能減排號召。

到2010年10月，溫州市已安裝90多個多媒體終端，系統(tǒng)投入試運(yùn)行。當(dāng)系統(tǒng)建設(shè)完成，總共將有154個多媒體終端，實現(xiàn)溫州市每個鄉(xiāng)鎮(zhèn)街道都有一個終端，形成直接面向普通大眾的信息服務(wù)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋面達(dá)到90%以上，以解決農(nóng)村鄉(xiāng)鎮(zhèn)氣象災(zāi)害防御能力薄弱的狀況，從而保證在重要天氣過程中能真正發(fā)揮氣象預(yù)警作用。

2010年12月15日，溫州市普降大雪局部暴雪，部分道路積冰嚴(yán)重，全市過程日平均降溫幅度12～13℃，溫州市氣象局在15日連續(xù)發(fā)布了暴雪黃色和道路結(jié)冰黃色預(yù)警信號。氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)在這次降雪氣象服務(wù)中全天24 h滾動播報氣象信息，將預(yù)警信息、短期預(yù)報及短時臨近預(yù)報等防災(zāi)信息第一時間發(fā)布到各鄉(xiāng)鎮(zhèn)，提醒各地做好大棚農(nóng)作物、畜禽等的防寒保暖工作，及交通安全防范道路結(jié)冰，擴(kuò)大了氣象信息的覆蓋面。在過程后的服務(wù)總結(jié)中鄉(xiāng)鎮(zhèn)信息員和協(xié)理員反映預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)發(fā)布及時，內(nèi)容豐富和方便直觀，為他們及時了解預(yù)測預(yù)警信息和天氣實況等防災(zāi)信息提供了便利。氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)建立以來，取得了良好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

4 結(jié)語

溫州經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展為建立氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)創(chuàng)造了條件，同樣氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的建立也為溫州地區(qū)的經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和公共安全提供更好的保障。溫州氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)的建立，切實保證了氣象災(zāi)害預(yù)警信息發(fā)布的權(quán)威性，公眾能在第一時間確認(rèn)信息真實有效，減少多層次傳遞可能引起的信息誤差，對溫州地區(qū)防災(zāi)減災(zāi)能力、公共氣象服務(wù)能力都有很大的提升。當(dāng)然，在做好重要天氣過程的氣象預(yù)警的同時，還要進(jìn)一步加強(qiáng)對森林火險、城市火險、城市空氣污染、城市積澇和氣象因素引起交通、礦山、水庫等安全事故的安全氣象等級預(yù)警預(yù)報系統(tǒng)的研發(fā);還需要加快其它覆蓋面更廣的氣象預(yù)警信息終端布點(diǎn)，如到村級的廣播終端;以及確保手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、電視、預(yù)警終端等已建立的預(yù)警信息傳播通道的暢通，更好地為防災(zāi)減災(zāi)提供服務(wù)。

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