基于多媒体技术的气象灾害预警信息发布系统

周 捷 吴孟春 马奇蔚 周 翔

(温州市气象局，浙江温州325027)

0 引言

天气、气候与农业生产、社会经济发展和人民群众生活有密切联系，20世纪90年代以来，在以全球变暖为主要特征的气候变化背景下，气象灾害呈明显上升趋势［1］，如何加强信息薄弱地区的基础设施建设，确保在重大灾害发生时，能将气象预警信息发送到广大社会公众手中，最大程度减轻气象灾害造成的损失，确保人民群众生命财产安全，成为各级气象部门急需解决的难题［2］。全国各省市都对气象灾害预警信息发布系统进行研究和建设，目前我国气象灾害预警预报信息的发布，主要通过手机短信、电视、电话、广播电台、互联网和电子显示屏等途径发送。各地气象部门根据本地实际，建设了相应的预警信息发布系统［3-7］，但大多存在着信息不直观、内容不够丰富，或服务被动、受众落区难确定的问题。

本文介绍的温州市气象灾害预警信息发布系统，是依托气象部门现有的业务系统，在新技术和新网络条件下搭建的快速及时、内容丰富、图文影音并茂、覆盖面广的多媒体信息收集和发布平台。

1 系统介绍

温州市气象灾害预警信息发布系统是一套基于多媒体技术、GIS(地理信息系统)、互联网技术、无线通信技术的用于气象及其他行业灾害预警信息发布的综合性信息发布平台。整个系统采用以温州市气象局为中心，各县为分中心的信息发布管理模式，可以实现视频、图片、文字、Flash，PPT等多媒体信息的发布，可对温州市的各个乡镇、街道、重要场所等发布防汛、气象、水文、海洋、国土等各类预测预警多媒体信息。系统网络拓扑图如图1所示。

1．1 系统信息发布流程

市气象局通过管理工作站向整个地区的所有终端发布素材接收指令，而县局和各行业用户通过通过专线或互联网访问市局的预警信息发布Web平台，根据分配的管理权限向所管理的终端发布接收素材指令，终端控制单元根据指令到最近素材服务器下载多媒体信息(通过该模式可以实现信息源分布式存放，减少网络传输负担)，控制单元中的播放软件根据系统关于的布局配置、节目单、素材以及日程安排等配置的指令，最终在显示终端上播放合适的多媒体内容。

1．2 信息发布的安全性保证

气象灾害预警信息发布管理平台建立账户权限管理，避免了无关人员的登录，并对每个账户的操作进行记录保存，以备历史查询。

针对信息传输，信息的传输通过编码后的二进制码进行传输，发布到预警终端后，根据编码和发送的信息号码进行解码，如果不在终端里注册的号码，将不对其信息进行处理，而注册号码管理只有气象部门的信息发布管理平台的超级管理员才能修改，各种信息都将通过信息发布管理平台指定的人员进行审核才能发布。

图1 系统网络拓扑图

2 系统主要模块和功能

2．1 市中心平台

在温州市气象局建立全市统一的预警信息发布管理平台。市县两级通过气象业务网相连，形成一个市局为主，各县局分担运行的网络模式。各县市局、行业用户通过互联网Web平台登陆，方便市局集中管理。

2．1．1 预警信息发布管理平台

在市气象局，建立一套基于C/S和GIS的预警信息发布管理平台。平台实现了对信息发布用户、预警终端、信息发布内容及权限的综合管理。

灾害预警发布平台除了发布气象预警信息外还要发布水文、地质、海洋等预报信息，这些信息要求由相关部门自己发布。为了方便各县气象局、各行业用户管理发布信息，所以搭建了基于B/S的信息发布管理Web平台，县局以及国土局、水利局、海洋局等部门可以方便的通过网络登录到这个Web平台，对权限内的终端进行信息发布。

管理平台的主要功能：

(1)以市气象局为中心，各县气象局为分中心，各气象局可以根据不同职能分配平台使用的权限，市气象局可以监管各县气象局、各用户的信息发布情况，实现分级管理模式;

(2)建立一套基于GIS(地理信息系统)的终端管理服务机制，对各个终端进行监控、远程管理，并实时了解各个终端的工作状态，当某个终端出现问题时，系统能自动启动各种服务机制，保证终端在短时间内恢复运行;

(3)提供信息发布功能，规范和完善信息发布管理，并对整个信息发布网络形成体系化、规范化、统一化;对发布的信息统一入库管理，提供信息发布的历史查询、统计、评估;

(4)实现素材传输的分布式管理，避免出现网络浪涌的问题;

(5)与现已建设的气象信息服务平台进行对接，实现信息统一发布管理;

(6)实现信息发布多途径，多种表现形式如多媒体方式、随时插播各种临时性的信息;

(7)气象局与各级政府部门、各行业之间建立起对各种信息发布网络资源的有效共享。通过市气象局建设的信息发布网络实现政府信息、行业信息的发布。

2．1．2 数据传输和命令交互服务系统

数据传输和命令交互服务，主要用于提供多媒体终端与信息发布平台之间的实时交互，是全地区的信息发布、终端管理的后台处理服务系统，负责信息发布命令后台管理、信息发布历史存放、各种素材目录信息存放、与各预警终端命令交互、实时展示各终端连接情况、负责对所有数据及命令进行分拣处理。为多媒体信息综合发布网络管理平台的任务下发提供命令打包和发送服务，多媒体终端接收到命令后由终端数据传输和命令交互软件解析和执行;为多媒体终端的素材请求提供命令打包和转发服务，多媒体服务器端根据请求内容进行任务下发。

2．1．3 素材文件服务器

温州市局，下面各县(市)气象局，分别建立一个FTP服务器，用于向终端传输文件或从终端接收文件，各种多媒体素材的存储。各服务器之间共享多媒体信息，分流多媒体信息的下载。

2．2 县局分中心

县市级信息发布主要是针对乡镇、农村等进行信息服务。县市级分中心的主要功能是在本县范围内发布应急信息，由于气象信息具有区域性，在各县市建立信息发布分中心是十分必要的。当本县发生异常天气时，能通过分中

心进行信息发布，以确保信息的准确快速到达。在成功发布后，将发布结果入库并直接汇报到市中心平台。分中心的另一个功能是负责本辖区内的终端的日常管理维护。

2．3 预警终端

预警终端是预警信息的接收和最终显示窗口，是直接面向各街道和乡镇的设备，产品的选型布点是整个系统的重点。目前终端类型有多媒体终端、预警显示终端(电子显示屏)和广播网终端。多媒体终端的接入通过有线宽带接入，而预警显示终端、广播网终端都以移动的GPRS接入。根据不同的安装地点、建设需求，需要选择合适的终端类型，当前温州市灾害预警信息发布系统建设内容是多媒体终端布点到每个乡镇街道。

2．3．1 多媒体终端产品包括控制单元和显示终端

控制单元(媒体播放盒)是针对多媒体传输研发的工业级硬件产品。其以高质量的编码方式将视频、音频信号、图片信息和滚动字幕通过网络传输到网络播放终端，然后由播放终端将组合多媒体信息转换成播放终端的视频信号播出，可实时播放新闻、天气预报、通知等即时信息，并具有自我维护、远程控制、控制显示终端电源实现定时开关机等功能，在第一时间将最新鲜的资讯传递给受众人群。

显示终端采用1．27 m的高清等离子监视器，显示效果出色。

2．3．2 兼容管理其它终端

虽然多媒体终端显示效果出色、内容丰富，但也有局限性，如要求全彩显示、带宽要求高、安装环境特殊等。预警显示终端可以达到一些多媒体终端无法达到的效果，如室外公共场合显示，屏幕大小可变等。而广播终端可以通过乡镇广播站接入各大工地、农村的广播网，将气象信息在第一时间传达到第一现场的用户手里，是目前解决气象预警信息传递“最后一公里”问题的最佳发布通道。

系统在对多媒体终端发布信息的同时。同样对预警显示终端和广播终端提供兼容管理，能够适应不断增加的扩展需求，当系统需要扩容时，只需根据布点增加相应的终端设备即可。

3 系统运行应用情况

温州气象灾害预警信息发布测试平台于2010年6月建成。之后由温州市气象局提出当地开发需求，根据实际情况进行再次开发，不断完善，现已经基本满足设计需求，实现功能。

(1)系统与市气象局资料数据库连接，实现各类气象信息零操作、自动发布，既减少了操作人员的工作量，又提高了预警信息时效。各类信息从入库到所有终端显示，时间在5 min以内，早的终端1 min就能发布成功。当前准备提高灾害预测预警信息发布优先级，当有各种信息同时发布时，优先发布预警信息，尽量减少其发布时间;

(2)平时日常天气下，每个终端动态显示当地中尺度自动站的实时数据、当地及全国各大城市天气预报、天气预报节目视频、24 h气温和雨量曲线图、森林火灾预报、行业信息等多媒体信息，内容丰富，显示直观;

(3)当发生极端天气，气象台发布预警信息时，系统自动从数据库读取预警信息并发送到显示终端，并自动切换显示模板，先全屏醒目显示发布的预警信息，然后根据模板滚动显示灾害预警预报公告、政府公告、卫星云图、雷达图、台风路径图、实时气象、水文、海洋、国土监测数据、灾情通告等广大群众急需了解的各种灾害预测预警信息(如图2所示);

图2 雷电黄色预警信号发布图

(4)建立防汛办、气象、水文、海洋、国土等各部门之间的信息通讯专线，统一格式化各部门的监测数据资料，对各类数据进行系统分发和显示，并进行监测和预警;

(5)当各级气象部门和其它部门用户需要发布应急通知公告时，可以方便地通过公网Web页面登录系统进行信息发布;为每个乡镇在系统中建立帐号，允许他们在平时利用显示屏发布公告信息，极大提高了终端的利用率和乡镇的终端维护积极性;

(6)终端在无灾害性天气时每天定时开关机，符合国家节能减排号召。

到2010年10月，温州市已安装90多个多媒体终端，系统投入试运行。当系统建设完成，总共将有154个多媒体终端，实现温州市每个乡镇街道都有一个终端，形成直接面向普通大众的信息服务网络，覆盖面达到90%以上，以解决农村乡镇气象灾害防御能力薄弱的状况，从而保证在重要天气过程中能真正发挥气象预警作用。

2010年12月15日，温州市普降大雪局部暴雪，部分道路积冰严重，全市过程日平均降温幅度12～13℃，温州市气象局在15日连续发布了暴雪黄色和道路结冰黄色预警信号。气象灾害预警信息发布系统在这次降雪气象服务中全天24 h滚动播报气象信息，将预警信息、短期预报及短时临近预报等防灾信息第一时间发布到各乡镇，提醒各地做好大棚农作物、畜禽等的防寒保暖工作，及交通安全防范道路结冰，扩大了气象信息的覆盖面。在过程后的服务总结中乡镇信息员和协理员反映预警信息发布系统发布及时，内容丰富和方便直观，为他们及时了解预测预警信息和天气实况等防灾信息提供了便利。气象灾害预警信息发布系统建立以来，取得了良好的社会和经济效益。

4 结语

温州经济的快速发展为建立气象灾害预警信息发布系统创造了条件，同样气象灾害预警信息发布系统的建立也为温州地区的经济的建设和公共安全提供更好的保障。温州气象灾害预警信息发布系统的建立，切实保证了气象灾害预警信息发布的权威性，公众能在第一时间确认信息真实有效，减少多层次传递可能引起的信息误差，对温州地区防灾减灾能力、公共气象服务能力都有很大的提升。当然，在做好重要天气过程的气象预警的同时，还要进一步加强对森林火险、城市火险、城市空气污染、城市积涝和气象因素引起交通、矿山、水库等安全事故的安全气象等级预警预报系统的研发;还需要加快其它覆盖面更广的气象预警信息终端布点，如到村级的广播终端;以及确保手机、网络、电视、预警终端等已建立的预警信息传播通道的畅通，更好地为防灾减灾提供服务。

［1］ 秦大河．中国西北部环境演变评估计(综合卷)［M］．北京：科学出版社，2002．

［2］ 张九营，赵战友，张明亮．气象预警信息发布系统的研究［J］．气象软科学，2009，(3)：145-148．

［3］ 朱保平，朱金花，朱 煜．山西省气象灾害预警信息显示系统应用研究［J］．太原科技，2009(07)：57-59．

［4］ 马翠平，杨荣芳，刘建文，等．气象灾害农村预警发布系统［J］．气象，2008，34(9)：112-116．

［5］ 刘忠平，郭俊福．基于GSM短信无线式LED气象信息发布屏系统设计［J］．气象科技，2007，35(2)：303-306．

［6］ 齐军岐．基于GSM短消息通信的气象信息电子屏方案［J］．陕西气象，2006(2)：41-42．

［7］ 罗保华，童以长，张深寿，等．地市级气象灾害短信预警系统［J］．气象科技，2007，35(5)：755-758．