基于多媒體技術的氣象災害預警信息發布系統

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、氣候與農業生產、社會經濟發展和人民群眾生活有密切聯系，20世紀90年代以來，在以全球變暖為主要特征的氣候變化背景下，氣象災害呈明顯上升趨勢［1］，如何加強信息薄弱地區的基礎設施建設，確保在重大災害發生時，能將氣象預警信息發送到廣大社會公眾手中，最大程度減輕氣象災害造成的損失，確保人民群眾生命財產安全，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害預警信息發布系統進行研究和建設，目前我國氣象災害預警預報信息的發布，主要通過手機短信、電視、電話、廣播電臺、互聯網和電子顯示屏等途徑發送。各地氣象部門根據本地實際，建設了相應的預警信息發布系統［3-7］，但大多存在著信息不直觀、內容不夠豐富，或服務被動、受眾落區難確定的問題。

本文介紹的溫州市氣象災害預警信息發布系統，是依托氣象部門現有的業務系統，在新技術和新網絡條件下搭建的快速及時、內容豐富、圖文影音并茂、覆蓋面廣的多媒體信息收集和發布平臺。

1 系統介紹

溫州市氣象災害預警信息發布系統是一套基于多媒體技術、GIS(地理信息系統)、互聯網技術、無線通信技術的用于氣象及其他行業災害預警信息發布的綜合性信息發布平臺。整個系統采用以溫州市氣象局為中心，各縣為分中心的信息發布管理模式，可以實現視頻、圖片、文字、Flash，PPT等多媒體信息的發布，可對溫州市的各個鄉鎮、街道、重要場所等發布防汛、氣象、水文、海洋、國土等各類預測預警多媒體信息。系統網絡拓撲圖如圖1所示。

1．1 系統信息發布流程

市氣象局通過管理工作站向整個地區的所有終端發布素材接收指令，而縣局和各行業用戶通過通過專線或互聯網訪問市局的預警信息發布Web平臺，根據分配的管理權限向所管理的終端發布接收素材指令，終端控制單元根據指令到最近素材服務器下載多媒體信息(通過該模式可以實現信息源分布式存放，減少網絡傳輸負擔)，控制單元中的播放軟件根據系統關于的布局配置、節目單、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容。

1．2 信息發布的安全性保證

氣象災害預警信息發布管理平臺建立賬戶權限管理，避免了無關人員的登錄，并對每個賬戶的操作進行記錄保存，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制碼進行傳輸，發布到預警終端后，根據編碼和發送的信息號碼進行解碼，如果不在終端里注冊的號碼，將不對其信息進行處理，而注冊號碼管理只有氣象部門的信息發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布管理平臺指定的人員進行審核才能發布。

圖1 系統網絡拓撲圖

2 系統主要模塊和功能

2．1 市中心平臺

在溫州市氣象局建立全市統一的預警信息發布管理平臺。市縣兩級通過氣象業務網相連，形成一個市局為主，各縣局分擔運行的網絡模式。各縣市局、行業用戶通過互聯網Web平臺登陸，方便市局集中管理。

2．1．1 預警信息發布管理平臺

在市氣象局，建立一套基于C/S和GIS的預警信息發布管理平臺。平臺實現了對信息發布用戶、預警終端、信息發布內容及權限的綜合管理。

災害預警發布平臺除了發布氣象預警信息外還要發布水文、地質、海洋等預報信息，這些信息要求由相關部門自己發布。為了方便各縣氣象局、各行業用戶管理發布信息，所以搭建了基于B/S的信息發布管理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絡登錄到這個Web平臺，對權限內的終端進行信息發布。

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，各氣象局可以根據不同職能分配平臺使用的權限，市氣象局可以監管各縣氣象局、各用戶的信息發布情況，實現分級管理模式;

(2)建立一套基于GIS(地理信息系統)的終端管理服務機制，對各個終端進行監控、遠程管理，并實時了解各個終端的工作狀態，當某個終端出現問題時，系統能自動啟動各種服務機制，保證終端在短時間內恢復運行;

(3)提供信息發布功能，規范和完善信息發布管理，并對整個信息發布網絡形成體系化、規范化、統一化;對發布的信息統一入庫管理，提供信息發布的歷史查詢、統計、評估;

(4)實現素材傳輸的分布式管理，避免出現網絡浪涌的問題;

(5)與現已建設的氣象信息服務平臺進行對接，實現信息統一發布管理;

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

(7)氣象局與各級政府部門、各行業之間建立起對各種信息發布網絡資源的有效共享。通過市氣象局建設的信息發布網絡實現政府信息、行業信息的發布。

2．1．2 數據傳輸和命令交互服務系統

數據傳輸和命令交互服務，主要用于提供多媒體終端與信息發布平臺之間的實時交互，是全地區的信息發布、終端管理的后臺處理服務系統，負責信息發布命令后臺管理、信息發布歷史存放、各種素材目錄信息存放、與各預警終端命令交互、實時展示各終端連接情況、負責對所有數據及命令進行分揀處理。為多媒體信息綜合發布網絡管理平臺的任務下發提供命令打包和發送服務，多媒體終端接收到命令后由終端數據傳輸和命令交互軟件解析和執行;為多媒體終端的素材請求提供命令打包和轉發服務，多媒體服務器端根據請求內容進行任務下發。

2．1．3 素材文件服務器

溫州市局，下面各縣(市)氣象局，分別建立一個FTP服務器，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

縣市級信息發布主要是針對鄉鎮、農村等進行信息服務。縣市級分中心的主要功能是在本縣范圍內發布應急信息，由于氣象信息具有區域性，在各縣市建立信息發布分中心是十分必要的。當本縣發生異常天氣時，能通過分中

心進行信息發布，以確保信息的準確快速到達。在成功發布后，將發布結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責本轄區內的終端的日常管理維護。

2．3 預警終端

預警終端是預警信息的接收和最終顯示窗口，是直接面向各街道和鄉鎮的設備，產品的選型布點是整個系統的重點。目前終端類型有多媒體終端、預警顯示終端(電子顯示屏)和廣播網終端。多媒體終端的接入通過有線寬帶接入，而預警顯示終端、廣播網終端都以移動的GPRS接入。根據不同的安裝地點、建設需求，需要選擇合適的終端類型，當前溫州市災害預警信息發布系統建設內容是多媒體終端布點到每個鄉鎮街道。

2．3．1 多媒體終端產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的工業級硬件產品。其以高質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絡傳輸到網絡播放終端，然后由播放終端將組合多媒體信息轉換成播放終端的視頻信號播出，可實時播放新聞、天氣預報、通知等即時信息，并具有自我維護、遠程控制、控制顯示終端電源實現定時開關機等功能，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、內容豐富，但也有局限性，如要求全彩顯示、帶寬要求高、安裝環境特殊等。預警顯示終端可以達到一些多媒體終端無法達到的效果，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鎮廣播站接入各大工地、農村的廣播網，將氣象信息在第一時間傳達到第一現場的用戶手里，是目前解決氣象預警信息傳遞“最后一公里”問題的最佳發布通道。

系統在對多媒體終端發布信息的同時。同樣對預警顯示終端和廣播終端提供兼容管理，能夠適應不斷增加的擴展需求，當系統需要擴容時，只需根據布點增加相應的終端設備即可。

3 系統運行應用情況

溫州氣象災害預警信息發布測試平臺于2010年6月建成。之后由溫州市氣象局提出當地開發需求，根據實際情況進行再次開發，不斷完善，現已經基本滿足設計需求，實現功能。

(1)系統與市氣象局資料數據庫連接，實現各類氣象信息零操作、自動發布，既減少了操作人員的工作量，又提高了預警信息時效。各類信息從入庫到所有終端顯示，時間在5 min以內，早的終端1 min就能發布成功。當前準備提高災害預測預警信息發布優先級，當有各種信息同時發布時，優先發布預警信息，盡量減少其發布時間;

(2)平時日常天氣下，每個終端動態顯示當地中尺度自動站的實時數據、當地及全國各大城市天氣預報、天氣預報節目視頻、24 h氣溫和雨量曲線圖、森林火災預報、行業信息等多媒體信息，內容豐富，顯示直觀;

(3)當發生極端天氣，氣象臺發布預警信息時，系統自動從數據庫讀取預警信息并發送到顯示終端，并自動切換顯示模板，先全屏醒目顯示發布的預警信息，然后根據模板滾動顯示災害預警預報公告、政府公告、衛星云圖、雷達圖、臺風路徑圖、實時氣象、水文、海洋、國土監測數據、災情通告等廣大群眾急需了解的各種災害預測預警信息(如圖2所示);

圖2 雷電黃色預警信號發布圖

(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，統一格式化各部門的監測數據資料，對各類數據進行系統分發和顯示，并進行監測和預警;

(5)當各級氣象部門和其它部門用戶需要發布應急通知公告時，可以方便地通過公網Web頁面登錄系統進行信息發布;為每個鄉鎮在系統中建立帳號，允許他們在平時利用顯示屏發布公告信息，極大提高了終端的利用率和鄉鎮的終端維護積極性;

(6)終端在無災害性天氣時每天定時開關機，符合國家節能減排號召。

到2010年10月，溫州市已安裝90多個多媒體終端，系統投入試運行。當系統建設完成，總共將有154個多媒體終端，實現溫州市每個鄉鎮街道都有一個終端，形成直接面向普通大眾的信息服務網絡，覆蓋面達到90%以上，以解決農村鄉鎮氣象災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揮氣象預警作用。

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日連續發布了暴雪黃色和道路結冰黃色預警信號。氣象災害預警信息發布系統在這次降雪氣象服務中全天24 h滾動播報氣象信息，將預警信息、短期預報及短時臨近預報等防災信息第一時間發布到各鄉鎮，提醒各地做好大棚農作物、畜禽等的防寒保暖工作，及交通安全防范道路結冰，擴大了氣象信息的覆蓋面。在過程后的服務總結中鄉鎮信息員和協理員反映預警信息發布系統發布及時，內容豐富和方便直觀，為他們及時了解預測預警信息和天氣實況等防災信息提供了便利。氣象災害預警信息發布系統建立以來，取得了良好的社會和經濟效益。

4 結語

溫州經濟的快速發展為建立氣象災害預警信息發布系統創造了條件，同樣氣象災害預警信息發布系統的建立也為溫州地區的經濟的建設和公共安全提供更好的保障。溫州氣象災害預警信息發布系統的建立，切實保證了氣象災害預警信息發布的權威性，公眾能在第一時間確認信息真實有效，減少多層次傳遞可能引起的信息誤差，對溫州地區防災減災能力、公共氣象服務能力都有很大的提升。當然，在做好重要天氣過程的氣象預警的同時，還要進一步加強對森林火險、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警預報系統的研發;還需要加快其它覆蓋面更廣的氣象預警信息終端布點，如到村級的廣播終端;以及確保手機、網絡、電視、預警終端等已建立的預警信息傳播通道的暢通，更好地為防災減災提供服務。

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