預(yù)警信息在電視渠道發(fā)布的播控系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用

李有華，黎穎智，劉世學(xué)，齊 朋

（1.廣西壯族自治區(qū)氣象信息中心，南寧 530022；2.廣西壯族自治區(qū)氣象服務(wù)中心，南寧 530022）

引言

預(yù)警信息的高效、精準(zhǔn)傳播對(duì)筑牢防災(zāi)減災(zāi)第一道防線，減少人民群眾生命安全財(cái)產(chǎn)損失具有重要作用［1-2］。經(jīng)過(guò)多年來(lái)的建設(shè)發(fā)展，廣西氣象部門已逐步建立了“廣西氣象短信系統(tǒng)”、“廣西氣象預(yù)警大喇叭系統(tǒng)”等預(yù)警業(yè)務(wù)平臺(tái)，完成了手機(jī)短信、微信、微博、大喇叭、顯示屏等十多種發(fā)布渠道的對(duì)接［3-5］。針對(duì)氣象預(yù)警業(yè)務(wù)人員少、氣象預(yù)警預(yù)報(bào)服務(wù)對(duì)象繁多、發(fā)布渠道復(fù)雜且分散等問(wèn)題，廣西氣象部門從2012 年開(kāi)始對(duì)廣西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱省突系統(tǒng)）進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，依托廣西氣象部門現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)以及國(guó)家突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，通過(guò)擴(kuò)建、完善、整合了現(xiàn)有的渠道，建立省級(jí)一鍵式預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)。系統(tǒng)建成后，縱向連接國(guó)家突發(fā)公共事件預(yù)警信息發(fā)布中心，橫向連接各級(jí)政府應(yīng)急平臺(tái)、相關(guān)部門應(yīng)急指揮系統(tǒng)以及各級(jí)氣象部門內(nèi)部預(yù)報(bào)預(yù)測(cè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)，方便快捷發(fā)布各類氣象災(zāi)害預(yù)警信息。

但是由于省突平臺(tái)的播控系統(tǒng)接口不成熟，電視渠道并未納入省突平臺(tái)一鍵式發(fā)布渠道管理，當(dāng)前電視渠道端預(yù)警信息的播發(fā)仍依賴業(yè)務(wù)值班人員通過(guò)手工方式對(duì)接原有的播控系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)布，存在高時(shí)延、發(fā)布效率低下等問(wèn)題，預(yù)警信息在電視渠道發(fā)布整體效果并不理想。為進(jìn)一步提升預(yù)警發(fā)布業(yè)務(wù)系統(tǒng)的集約及多渠道發(fā)布方式的廣覆蓋能力建設(shè)，彌補(bǔ)省突系統(tǒng)在電視渠道發(fā)布的缺口，研究電視渠道預(yù)警信息插播自動(dòng)化工作已刻不容緩。國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)預(yù)警信息在渠道整合及發(fā)布自動(dòng)化方面做了大量的研究工作。王瑩［6］等利用Spring+Hibernate 技術(shù)，對(duì)接各渠道接口，完成各類服務(wù)產(chǎn)品發(fā)布渠道融合，實(shí)現(xiàn)了預(yù)警“一鍵式”多渠道發(fā)布，有效的縮短了預(yù)警發(fā)布時(shí)間，提高氣象預(yù)報(bào)預(yù)警信息發(fā)布效率。黃震宇［7］等利用多線程、并行處理算法技術(shù)，設(shè)計(jì)氣象預(yù)警服務(wù)產(chǎn)品一鍵式發(fā)布的“433”模型，將預(yù)警業(yè)務(wù)劃分為四大核心庫(kù)、三大載體、三大執(zhí)行器，有效的解決預(yù)警發(fā)布的流程、環(huán)節(jié)、方式的融合問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息的一鍵式自動(dòng)發(fā)布。張亞［8］等基于WebGIS、HTTP 等通信技術(shù)，有效整合了電視、短信、大喇叭等發(fā)布終端，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息發(fā)布業(yè)務(wù)可視化，為氣象預(yù)警發(fā)布開(kāi)拓了新思路。

本文通過(guò)對(duì)接已有的播控系統(tǒng)接口，基于省突系統(tǒng)的開(kāi)放平臺(tái)接口，研究并實(shí)現(xiàn)了電視渠道預(yù)警信息播控系統(tǒng)，創(chuàng)新性地利用Python、PHP 及多線程技術(shù)對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行抽取、清洗、解析、存儲(chǔ)、轉(zhuǎn)換及插播自動(dòng)化，有效地?cái)U(kuò)充完善了省突現(xiàn)有的多渠道預(yù)警發(fā)布手段。

1 電視渠道預(yù)警信息播控系統(tǒng)整體架構(gòu)

系統(tǒng)以現(xiàn)有的預(yù)警數(shù)據(jù)及產(chǎn)品為基礎(chǔ)，縱向?qū)訌V西突發(fā)事件預(yù)警信息發(fā)布系統(tǒng)，橫向連接“中國(guó)天氣”頻道播出系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警數(shù)據(jù)采集、分析、清洗、轉(zhuǎn)換、發(fā)布等功能，同時(shí)，通過(guò)與省突系統(tǒng)的多渠道發(fā)布手段無(wú)縫對(duì)接，實(shí)現(xiàn)電視渠道預(yù)警的一鍵式自動(dòng)發(fā)布功能［9］。系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1 所示，根據(jù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)需求，在研發(fā)過(guò)程中基于預(yù)警信息采集系統(tǒng)、電視渠道插播系統(tǒng)兩部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。

圖1 系統(tǒng)整體架構(gòu)圖

2 電視渠道預(yù)警信息播控系統(tǒng)功能建設(shè)

電視渠道的特點(diǎn)是可將視音頻類以及文字類預(yù)警信息同時(shí)進(jìn)行播發(fā)，可讓相關(guān)人員更直接的接收到預(yù)警信息，但這也就意味著對(duì)系統(tǒng)的發(fā)布能力有著更高的要求［10-11］。鑒于廣西氣象部門與中國(guó)天氣頻道原本就有信息傳送的需求，故電視插播系統(tǒng)與中國(guó)天氣頻道播出系統(tǒng)的傳輸通道已不用單獨(dú)建設(shè)，充分利用現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)鏈路傳送預(yù)警信息至電視臺(tái)即可。系統(tǒng)基于省突平臺(tái)架構(gòu)體系，采用軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的分層架構(gòu)，自底向上劃分為基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)資源管理層、業(yè)務(wù)支撐層及系統(tǒng)接口層。通過(guò)對(duì)多渠道發(fā)布手段接口基礎(chǔ)功能的擴(kuò)充，同時(shí)兼顧系統(tǒng)的擴(kuò)展及可用性，建立了面向數(shù)據(jù)的預(yù)警信息采集系統(tǒng)及面向用戶的電視渠道插播系統(tǒng)。

2.1 基于C／S 架構(gòu)的預(yù)警信息采集系統(tǒng)

預(yù)警信息采集系統(tǒng)處于整個(gè)系統(tǒng)的核心層次，向上為省突系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)反饋支撐，向下連接電視渠道插播系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源狀態(tài)監(jiān)控及動(dòng)態(tài)管理，并能夠針對(duì)各類預(yù)警信息，明確約定播控時(shí)間及播出手段。利用分發(fā)策略實(shí)現(xiàn)針對(duì)業(yè)務(wù)邏輯的抽象，整合氣象頻道播出系統(tǒng)接口的業(yè)務(wù)邏輯組件。實(shí)現(xiàn)針對(duì)電視渠道插播的統(tǒng)一管理，并能夠?qū)Σ宀サ男畔⑦M(jìn)行追蹤溯源。

系統(tǒng)以Python 及多線程技術(shù)為支撐，建立與省突系統(tǒng)、頻道播出系統(tǒng)的預(yù)警信息數(shù)據(jù)傳輸通道。系統(tǒng)功能主要包括數(shù)據(jù)源監(jiān)控及數(shù)據(jù)源管理兩大部分。對(duì)于數(shù)據(jù)源監(jiān)控部分，主要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)源網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫(kù)狀態(tài)、站點(diǎn)及數(shù)據(jù)異常等的實(shí)時(shí)監(jiān)控，基于MYSQL 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)采集后的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行持久化存儲(chǔ)，對(duì)于非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，包括文本、XML 文件等以索引方式進(jìn)行歸類共享。對(duì)于數(shù)據(jù)源管理部分，主要根據(jù)播出系統(tǒng)的接口要求，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息基礎(chǔ)數(shù)據(jù)文件的采集、解析、清洗、轉(zhuǎn)換及播控文件的自動(dòng)生成功能。此外，為保證播控?cái)?shù)據(jù)的質(zhì)量，提前做到異常數(shù)據(jù)的篩查，預(yù)警信息質(zhì)量控制置于系統(tǒng)采集端處理，保證進(jìn)入電視渠道插播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)具有高可用性。

系統(tǒng)作為整個(gè)架構(gòu)承上啟下的核心部分，遵從“高內(nèi)聚，低耦合”的設(shè)計(jì)理念，將省突系統(tǒng)與電視渠道播出系統(tǒng)進(jìn)行有效銜接。同時(shí)，依據(jù)國(guó)家預(yù)警信息標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，結(jié)合插播系統(tǒng)的數(shù)據(jù)需求，對(duì)結(jié)構(gòu)化及非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范存儲(chǔ)，為電視臺(tái)的插播提供穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)來(lái)源。

2.2 基于B／S 架構(gòu)的電視渠道插播系統(tǒng)

由于電視臺(tái)播出業(yè)務(wù)是核心業(yè)務(wù)，常規(guī)情況下是不會(huì)采取讓外來(lái)信息中斷當(dāng)前播出信號(hào)的方式進(jìn)行播放，所以待發(fā)布的數(shù)據(jù)在被傳送至電視臺(tái)解析后，一般是通過(guò)添加畫中畫的方式來(lái)完成預(yù)警信息播放［12-13］。針對(duì)電視渠道對(duì)于播放信息的內(nèi)部審查流程，系統(tǒng)將信息分為兩類，一類為對(duì)接省突平臺(tái)的預(yù)警信息，一類為根據(jù)政府文件要求不定期發(fā)布的預(yù)警信息。對(duì)于第一類的預(yù)警信息，數(shù)據(jù)的質(zhì)控交由省突平臺(tái)及預(yù)警信息采集系統(tǒng)完成，進(jìn)入氣象頻道播控系統(tǒng)后直接發(fā)布，無(wú)需再次審核，最大化的縮短預(yù)警信息到接收人的時(shí)間。對(duì)于第二類人工輔助發(fā)布的預(yù)警信息，則根據(jù)電視渠道播控審核流程進(jìn)行嚴(yán)格審查后再進(jìn)行發(fā)布。

電視渠道插播系統(tǒng)將預(yù)警信息采集系統(tǒng)傳輸、轉(zhuǎn)換的預(yù)警信息推送至中國(guó)天氣頻道，由中國(guó)天氣頻道利用現(xiàn)有播出系統(tǒng)按照發(fā)布要求對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行發(fā)布，其邏輯結(jié)構(gòu)如圖2 所示。

圖2 電視渠道插播系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)圖

系統(tǒng)針對(duì)電視渠道插播的內(nèi)容為文字類消息，該類信息經(jīng)由預(yù)警信息采集系統(tǒng)將XML 文件解析后，將對(duì)應(yīng)的預(yù)警級(jí)別、預(yù)警內(nèi)容、覆蓋區(qū)域、發(fā)布時(shí)間等信息提取后生成，該類信息最終可由電視臺(tái)字幕機(jī)進(jìn)行滾動(dòng)字幕播放，且對(duì)當(dāng)前播放的節(jié)目不造成影響。電視渠道插播系統(tǒng)根據(jù)預(yù)警信息的等級(jí)及其它客觀因素綜合考量后確定是否播放，默認(rèn)以信息的先后到達(dá)順序進(jìn)行排隊(duì)插播，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)可能會(huì)采用打斷當(dāng)前畫面的方式，將非常重要的預(yù)警信息第一時(shí)間通過(guò)電視渠道插播。

系統(tǒng)基于LAMP 平臺(tái)部署，前端框架基于Bootstrap，后端框架基于TP5.0，面向預(yù)警業(yè)務(wù)工作的一線人員。主要功能包括預(yù)警接收、傳輸、發(fā)布、回執(zhí)管理、查詢統(tǒng)計(jì)、日志管理等功能，最終對(duì)接的發(fā)布終端為中國(guó)天氣頻道。

（1）預(yù)警接收：該模塊負(fù)責(zé)接收預(yù)警信息采集系統(tǒng)及人工推送的預(yù)警信息，對(duì)解析后的預(yù)警內(nèi)容進(jìn)行封裝，根據(jù)獲取的信息制定相應(yīng)的指令給預(yù)警發(fā)布模塊，并對(duì)預(yù)警信息進(jìn)行存儲(chǔ)。

（2）預(yù)警發(fā)布：該模塊主要根據(jù)預(yù)警信息的各項(xiàng)內(nèi)容，制定對(duì)應(yīng)的發(fā)布策略進(jìn)行消息下發(fā)。主要包括信息排隊(duì)、信息重發(fā)與發(fā)布記錄等功能。

在信息排隊(duì)模塊中，當(dāng)同時(shí)有多條預(yù)警信息等待發(fā)布時(shí)，信息發(fā)布模塊根據(jù)預(yù)警級(jí)別制定相應(yīng)的信息發(fā)布策略，優(yōu)先發(fā)送預(yù)警級(jí)別較高的預(yù)警短信。在信息重發(fā)模塊中，根據(jù)回執(zhí)信息確認(rèn)信息傳輸是否成功，對(duì)一次未傳輸成功的預(yù)警信息制定相應(yīng)的重發(fā)策略。在發(fā)布記錄模塊中，記錄每條發(fā)布預(yù)警信息的下發(fā)時(shí)間、調(diào)用渠道的狀態(tài)等信息。

（3）信息傳輸：根據(jù)預(yù)警信息發(fā)布要求調(diào)用終端播出系統(tǒng)接口，將完成格式轉(zhuǎn)換的預(yù)警信息下發(fā)給中國(guó)天氣頻道播出系統(tǒng)。

（4）回執(zhí)管理：該模塊接收渠道反饋的回執(zhí)，以確認(rèn)信息是否發(fā)送成功，并將回執(zhí)信息實(shí)時(shí)回傳給省突系統(tǒng)。

（5）查詢統(tǒng)計(jì)：查詢統(tǒng)計(jì)模塊支持按照發(fā)布時(shí)間、預(yù)警類型、事件影響區(qū)域等信息對(duì)歷史發(fā)布記錄進(jìn)行查詢。并按時(shí)生成統(tǒng)計(jì)報(bào)表，支持以Txt、Excel等常用文件格式導(dǎo)出。

（6）日志管理：日志管理模塊為其它業(yè)務(wù)模塊提供統(tǒng)一的日志記錄接口，其他模塊統(tǒng)一通過(guò)調(diào)用接口完成日志的入庫(kù)，包括系統(tǒng)運(yùn)行、業(yè)務(wù)人員行為、系統(tǒng)管理、預(yù)警信息發(fā)布流程、異常等日志。通過(guò)分析日志可以回溯系統(tǒng)過(guò)去任何一段時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行和操作情況。

3 應(yīng)用情況

從2020 年5 月起，系統(tǒng)完成與省突平臺(tái)、中國(guó)天氣頻道播出系統(tǒng)的整合并開(kāi)始在廣西氣象服務(wù)中心使用，每天通過(guò)電視渠道插播系統(tǒng)自動(dòng)推送預(yù)警信息，預(yù)警發(fā)布正確率達(dá)100%，成功推送率達(dá)98%。通過(guò)與省突平臺(tái)多渠道發(fā)布手段的對(duì)接，利用python、php 及多線程技術(shù)，實(shí)現(xiàn)預(yù)警數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)高效傳輸，解決原有的電視渠道預(yù)警信息手工播發(fā)效率低下、易出錯(cuò)、時(shí)效性不高等瓶頸問(wèn)題。

2020 年6 月2 日開(kāi)始，廣西桂林市出現(xiàn)大范圍連續(xù)性強(qiáng)降雨，桂林市有11 個(gè)站的降雨量達(dá)到250mm 以上，尤其是陽(yáng)朔縣的街道均被雨水淹沒(méi)。6月6 日，陽(yáng)朔日降水量為272mm，突破歷史極值。該縣氣象局當(dāng)天夜里連續(xù)發(fā)布三次暴雨紅色預(yù)警信號(hào)，應(yīng)急響應(yīng)分別升至三級(jí)、二級(jí)。在強(qiáng)降雨過(guò)程中，桂林市通過(guò)電視渠道發(fā)布預(yù)警211 條，其中陽(yáng)朔縣22 條，由于氣象預(yù)報(bào)預(yù)警及時(shí)準(zhǔn)確，陽(yáng)朔縣進(jìn)行有序氣象災(zāi)害應(yīng)急處置，截至6 月7 日17 點(diǎn)，陽(yáng)朔縣已救援、轉(zhuǎn)移近24000 人，沒(méi)有人員傷亡。

4 小結(jié)

隨著預(yù)警信息電視渠道插播系統(tǒng)的運(yùn)行使用，從源頭保障預(yù)警信息發(fā)布質(zhì)量，最大化的避免了播出事故。系統(tǒng)自投入運(yùn)行以來(lái)，整體運(yùn)行穩(wěn)定，預(yù)警信息推送及時(shí)準(zhǔn)確，滿足預(yù)警發(fā)布的時(shí)效性要求。同時(shí)，電視渠道插播系統(tǒng)的使用，有效的解決了手工方式發(fā)布預(yù)警信息存在的效率低下、易出錯(cuò)等問(wèn)題，大大提升了預(yù)警發(fā)布質(zhì)量及工作效率。此外，電視渠道作為省突系統(tǒng)多手段對(duì)接的重要組成部分，實(shí)現(xiàn)預(yù)警信息在該渠道的自動(dòng)化高質(zhì)量發(fā)布，能夠在一定程度上提升廣西突發(fā)事件預(yù)警發(fā)布在廣覆蓋、高精準(zhǔn)傳播能力的建設(shè)，進(jìn)一步減輕災(zāi)害造成的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，具有一定的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)及生態(tài)效益。