CN100440263C - 使用数据网络的气象/灾难警报系统 - Google Patents

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Abstract

一种警报接收器(26)包括鉴别器(32)，其从网络接收编码信号。所述编码信号报告来自耦合到网络的信息源的事件，其中所述鉴别器(32)将包括指定地理位置的代码的编码信号和与特定位置相关联的代码进行比较，以便确定是否向用户警报。警告部件(30)响应于编码信号和与特定位置相关联的代码的比较结果。

Description

使用数据网络的气象/灾难警报系统
技术领域
本发明涉及警报设备领域，尤其涉及通过数据网络接收警报的警报设备。
背景技术
不可预知的事件、例如暴风雨、地震活动性或者甚至恐怖分子袭击是影响安全和旁观者的危险形势。在这些类型的事件期间，如果警告被及时传播到受影响的旁观者，则将最小化伤害和财产损害的程度。
大多数分布式广播网络，例如有线网络、卫星网络、经由电视广播的广播网络等，广播通过使用诸如本地分支机构的本地广播系统传播的内容。通常，这种本地网络当突发事件环境出现时能够广播警告消息。这种警报系统是有限的，因为如果用于从广播电台接收这种消息的设备不工作或者没有调谐到发送这种消息的广播电台，则突发事件广播消息不能被收听或观看到。而且，随着从属本地广播分支机构的媒体合并和消除，更多的广播节目将产生并且从基于国家的广播网络而不是本地广播电台级被控制。然而，更多的人将从诸如向全国传递的EchoStarTM或者DirectTVTM接收媒体节目，而不是从本地相关节目的本地源(本地新闻分支机构)。因此，国家广播电台可能缺少向本地观众传送突发事件消息而不中断基于全国的广播的装置。
而且，国家广播电台可能难以传送突发事件消息。这种消息在被发送到本地分支机构之前应当必须在国家广播电台的中央位置接收到。相反，本地分支机构在传送关于突发事件的消息时具有更快的响应时间，因为本地分支机构在位置上比国家广播电台更接近本地用户。
因此，需要一种允许突发事件信息有效地到达最终用户或者潜在的受害者的系统和方法。进一步需要一种也警报没有观看或者收听媒体频道/站的个人的系统和方法。
发明内容
本发明包括警报接收器，其包括从数据网络接收编码信号的鉴别器。所述编码信号报告来自耦合到网络的信息源的事件，其中所述鉴别器将包括指定地理位置的代码的编码信号和与特定位置相关联的代码进行比较，以便确定是否向用户警报。警告部件响应于编码信号和与特定位置相关联的代码的比较结果。
警报系统包括位于用户位置处的接收器。用户的位置具有与其相关联的规定代码。所述接收器耦合到网络，通过所述网络，多个编码报告被提供给接收器。鉴别器对编码报告进行译码，以便确定相应于与用户的位置相关联的规定代码的那些报告。警告部件位于用户的位置处，用于通知用户相应于与用户的位置相关联的规定代码的所述报告。
用户的位置具有与其相关联的规定代码。所述接收器耦合到网络，所述网络承载电视信号并且接收电视信号。所述接收器还被配置来接收和提供与音频和视频数据分离的编码报告。所述接收器包括鉴别器，其对编码报告译码，以便确定相应于与用户位置相关联的规定代码的那些报告。警告部件位于用户的位置处，用于通知用户相应于与用户的位置相关联的规定代码的所述报告。
尽管本发明的原理可应用于卫星网络、有线网络、基于电信的网络、和其它类型的通信网络，仍参考下面四个附图来描述本发明。
附图说明
图1是根据本发明一个实施例的、用于向个人警报事件的系统的示意图；
图2是用于向个人警报事件的、在根据本发明实施例中利用的接收器的方框图；
图3是根据本发明一个实施例的、用于插入与警告用户事件相关的模拟数据的垂直消隐间隔波形的图；和
图4是根据本发明的用于发送与警告用户事件相关的数字数据的数据分组格式的方框图。
应当理解，附图用于举例说明本发明的概念，并且不必仅仅是图解说明本发明的可能结构。
具体实施方式
尽管可以使用其它类型的地理代码和气象相关代码，但是本发明的优选实施例鉴于由美国国家气象服务研发的SAME代码而工作。SAME消息最好是ASCII格式消息，其可以大约是50左右长的字节。
在下表1中说明了SAME消息的数据结构。
  前言-头标-识别符-事件代码-地理区域代码清除时间-日历日期、时间-创作者-结束(-长划号放置在每个字段代码之间，除了在清除时间之前)
  SAME消息的每个元素可以包括下列：
  前言-16字节的$AB
  头标-总是ZCZC
  识别符-诸如WXR的语音消息，其它也可以
  事件代码-在标准的表中，三个字母
  地理区域代码-设定为FIPS，在表中可以是6个字母的多代码
  清除时间-示出了从初始发出时间开始的增量，4位数，用于表示警告时间的长度
  日历时间/日期-以使用UTC的数字Julian格式给出
  创作者-电台id呼叫字母
  结束-作为NNNN发送
表1
诸如AB、ZCZC、WXR和NNNN的字母表示用于建立SAME消息的数据代码。这些代码可用于接收器对数据流的触发或同步。特定识别符“WXR”是指所述消息是来自国家气象服务的语音消息(语音是可用的)。然而，可以利用多个源，并且该识别符将允许其它源来产生消息(也通过其它部件)，并且仍适于本发明系统。本发明提供一种用于经由数据网络(例如卫星网络、蜂窝网络、电视广播网络、有线、调制解调器、数字用户线等)传播事件信息的方法和系统。事件信息可以被指定用于传送到特殊本地区域。在信息源和/或中间位置，例如有线系统的头端网络或者在例如个人家庭的目的地处，可以确定这些区域。一旦确定最受影响的本地区域，本发明的系统向位于本地区域中的个人位置处的接收器设备发出信号。所述信号可以提供可听或可视警报，以便通知用户正在中继关于事件的消息或者数据。然后，根据本发明经由网络传送数据或者信息。警报信号可以是持续的或者设定的持续事件或者对于事件的持续事件是持续的。
应当理解，在例证性有线网络系统方面描述了本发明；然而，本发明的范围更宽并可以包括任何网络系统，所述任何网络系统具有通过网络发送事件消息和发信令的能力。例如，在任何类型的数据网络中可以利用本发明。还应当理解，附图中所示出的元件可以以各种形式的硬件、软件或者其组合来实现。最好是，在一个或多个适当编程的通用设备上以硬件和软件的组合来实现这些元件，所述通用设备包括处理器、存储器和输入/输出接口。
现在具体参考附图，其中在整个视图中相同的附图标记表示相似或相同的元件，首先参考图1，根据本发明示出了通信网络系统10。
通信网络10(也称作数据网络)可以包括一个或多个信息源12，所述信息源可以包括卫星、广播站、气象站、蜂窝站或者任何其它发送源。在示例性实施例中，源12向节目分配器18提供数据和信息。在优选实施例中，作为信息源12的卫星网络向节目分配器18提供节目14。另外，节目分配器18可以从多个源接收信息。例如，有线网络节目分配器18可以从诸如本地无线电站的本地广播站16、从卫星12、或者从诸如电话的辅助源22、或其它有线或无线网络接收信息。
在警报形势期间，诸如气象警报或者恐怖袭击、诸如美国安全局或者美国国家气象服务的突发事件将通过警报通知给出关于所述事件的通知。现有技术中已知了不同的系统，例如SAME时间气象预报系统或者突发事件管理器气象信息网络(WMWIN)，这两种系统都被国家海洋和大气局(NOAA)开发并使用。本地广播电台16典型地要求向用户的家庭位置广播这些警报。
在本发明中，警报被发送至信息源12，而不是只是使用本地广播电台16。所述警报被作为由信息源12使用的信号的一部分编码，以便通信典型的节目信息。例如，对于本发明的该示例性实施例，信息源12是一种以MPEG-2兼容数据流形式发送节目和/或信息的卫星或者有线源，尽管可以使用任意其它格式的数据流。所述警报被格式化为形成MPEG-2数据流的分组的头标或者辅助数据字段，尽管可以使用分组的其它部分。继续本发明的示例，通过NOAA发出对于具有对应SAME地理代理034025的纽约区域的基于语音的警报，其被直接发送至信息源12。应当注意，尽管基于SAME信息的警报通常包括文本，但是诸如视频、音频、文本、图形气象图等信息的类型可选地伴随SAME警报。
一旦信息源12接收到警报，语音警报就被取样为一种允许所述警报被嵌入在MPEG-2数据流内的格式；以众所周知的方式执行所述取样操作。数据也被添加到表示数字化的警报对应于034025的SAME地理代码的所述数据流；通常所述地理代码对应于用户位置。类似地处理其它警报，例如视频或其它音频信息，但是基于文本的警报典型地不需要这种数字化步骤。
将数据流从信息源12发送至作为节目分配器18的多系统操作器(MSO)，例如有线网络头端或者向用户分配节目的其它源。靠近节目分配器18，放置鉴别器设备，其能够根据用于提供诸如电视表演和音乐的节目的数据在接收到的数据流中过滤所插入的警报消息。在这种情况下，节目分配器18向对应于纽约地理区域的观众分配节目。
在从信息源12接收MPEG-2数据流时，节目分配器18根据数据流中存在的用户数据字段来解析所嵌入的警报消息。在所述解析操作期间，节目分配器18将对应于所嵌入的警报消息的SAME地理代码匹配为其指定的用户基站(作为纽约区域)。
进行所述匹配时，节目分配器18将嵌入的警报消息重组为语音警报，该语音警报经由有线网络20被发送到家庭24。最好是，这一语音警报取代经由有线网络20被广播的任何其它音频传输。或者，靠近家庭24将由节目分配器18发送的任意警报信息作为音频和/或视频的组合来提供。
当发送警报消息时，节目分配器18在有线网络20内插入来自用于传播的报告源的有关信息。可以用多种方式发送有关信息，例如事件的新闻或者其它信息。所述信号可以例如作为基于模拟的频道上的封闭式字幕信息被发送，在使用安全性的网络中可以用前向数据频道来发送所述信息，或者可以使用数字频道的一些带宽来发送所述信息。经由有线网络20从有线节目分配器18发送的数据/信息被发送至用户家庭24。用户具有一个有线或其它类型的接收器26，其从有线网络接收信号，处理所述信号并且通知/警告用户所述事件。最好使用位置信息对从节目分配器18接收的信号进行编码。这包括关于由所述事件影响的本地区域的信息。
当将警报信息从报告源通信到有线网络20时，节目分配器18作为警报信息的中继或者作为警报创作者进行工作。具体地，当作为警报信息的中继工作时，节目分配器18基本上重复来自报告源的警报信息，所述报告源具有内容微小变化或者没有变化的警报信息。例如，诸如信息源12的报告源以SAME格式向节目分配器18通信关于大城市纽约区域即将来临的暴风雨的消息。节目分配器18经由有线网络20将这一消息转换为能够以MPEG-2数据传输流发送至家庭24的格式。有关纽约暴风雨警告的消息内容在该转换处理中没有改变。
或者，当节目分配器18接收基于SAME的消息时，如上所述，节目分配器18将附加信息添加到所述消息以便变成警报创作者。所添加的信息类型可以是补充警报消息的音频、视频、和/或文本信息。例如，当接收基于SAME的消息时，节目分配器18添加图形信息或者音频信息，所述图形信息提供气象图用以在连接到有线网络20的显示设备27上显示，所述音频信息提供计算机合成语音用以说出在音频设备27上输出的气象消息的内容；根据节目分配器18的优先选择来选择其它形式的补充信息。有利的是，充当警报创作者的节目分配器18能够向没有警告部件的用户通知即将发生的警报条件。相应地，具有警告部件的用户也受益于附加到来自节目分配器18的、在音频和/或视频设备27上提供的警报消息的补充信息。
在本发明的另一个实施例中，例如从本地广播信号16，在有线系统获得并插入警报消息。首先节目分配器18接收一个或多个警告消息。这些消息可以经由因特网来自几个源，包括监视无线电国家气象服务广播，或者可能通过到EMWIN网络的连接。然后节目分配器18从其它信息中分离关键消息，例如SAME信息。
然后，通过将识别符PID(节目识别符)附加和插入到遵循信号的适当格式规则的数字传输，将该SAME消息作为附加数据插入到频道的数据流。通过节目向导功能或者通过其它技术可以设定PID为预定的固定编号。
在接收器26中使用该PID来确定已经接收到哪种信息。在这种情况下，PID将所述信息识别为警报消息，而不是视频或音频信号，并且将该信息发送至接收器26中的发送器警报消息识别符和鉴别器32(图2)用以处理。小尺寸的警报消息使其易于相对同时地插入所有的节目频道。而且，经由数字网络可以发送所述信号。以类似的方式可以预想对模拟信号使用VBI插入的其它实施例。
接收器26可以包括机顶盒、电视、计算机、无线电装置、有线或电话调制解调器或者被配置来中继警告信息给用户的其它设备。由于每个家庭24可以包括不同的接收器设备或者不同的装备，因此对于有线系统，很可能必须经由多个频道以多种方式发送数据，以便确保所有的家庭能够并且确实接收所述信息。
有利的是，由于通常区域性地操作有线网络20，因此对于所服务的观看区域，节目分配器18必须选择提供哪个(那些)警报信息。根据在节目分配器18接收信息的方法，这可以人工或自动来实现。例如，可以编码在头端网络接收的消息，从而那些区域将受事件的影响。或者，一旦接收到信息，则根据事件所警报的位置，在节目分配器18可以编码所述信息。所发送的数据总量对于典型的警报消息来说非常小；因此，不期望会发生频道带宽的重要损失。
图3示出了VBI插入的示例，所述VBI插入使用模拟格式将信号传送到有线网络。最好在信号源处输入VBI数据。信号300示出了线21建立，用于根据本发明使用例如封闭式字幕系统发送消息以传送警告数据。这被已知为垂直消隐间隔(或者VBI)。在垂直消隐间隔中，典型地具有40条水平线(这些线在图像屏幕边缘的上面和/或下面并且不包含视频信息)。线21已被指定为封闭式字幕信息的插入点。存在其它插入模式，例如远程电文、XDS等，它们全部使用通常在5与25之间的这些线(大多数)。此处短语“线21”。
每次SAME消息可被(直接)插入两个字符(图3中的字符一和字符二)到VBI中。这可能花费例如25-30次来发送整个消息，这小于1秒的实时(VBI一秒发生60次)。该消息可被插入几次，并且仍不影响传统的封闭式字幕操作。
存在几种电子工业联合会(EIA)规格，所述规格可以管理现有技术中已知的VBI中的操作，例如，EIA608标题“LINE 21DATA SERVICES”(封闭式字幕的初始规格)，或者EIA746标题“TRANSPORT OF INTERNET UNIFORMRESOURCE LOCATOR(URL)INFORMATION USING TEXT-2(T-2)SERVICE”(交互式性能的改进)。存在在硬件和软件中可用的产品，其允许VBI插入性能(对于直接封闭式字幕或者对于增大封闭式字幕)。使用可用的器件，VBI被用来将警告数据传递到有线盒或者其它设备。一旦接收到数据，它就被解码并被分析来确定所述信息是否适于目前的地理位置。如果所述信息适于所考虑的位置，则提供所述信息以进行显示和/或激活警告警报。
以数字格式，所述机会几乎不限于以模拟格式。一种途径可以包括对于VBI插入的数字格式版本(请参考例如EIA746)。
或者，所述数据可以作为具有它自己的PID的辅助数据被输入。这样的优势可以是：该PID可以被提供者分别管理，并且可以避免其它格式化系统潜在问题的发生，并且每个应答器仅必须发送所述数据一次。一种途径是对于串行位流视频使用SMPTE(电影与电视工程师学会)标准(SMPTE292，标题“TELEVISION-BIT-SERIAL DIGITAL INTERFACE FOR HIGH-DEFINITION TELEVISION SYSTEMS”是顶层说明书)。SMPTE291标题“TELEVISION-ANCILLARY DATA PACKET AND SPACE FORMATTING”规定了将辅助数据插入到数据流的格式和方法。这一数据分组可能被封装在有效MPEG传输分组，用于传输经过数字有线或者数字卫星网络。
图4示出了使用数字格式向有线网络传送信号的一个示例。数据格式400示出了SMPTE格式，其中可以使用类型1或者类型2分组。辅助数据标题(ADH)用于将数据路由到合适的目的地。可以通过SMPTE将数据ID(DID)预先定义为表示用于显示的警报数据(SMPTE保持登记数据ID)。以这种方式，鉴别器32可以识别、消除和处理以音频或视频流形式发送的分组，以便提供警报警告和消息。数据块号(DBN)被用来将多个分组串在一起。对于这种数据串可以不必如此，因此可以使用值“0”。数据计数(DC)表示字节的数目(在目前的情况下，大约是50)。然后所述数据被插入在用户数据字(UDW)缝隙中。校验和(CS)可被计算来提供对于分组的错误检测。有利的是，整个消息可以以单个分组来发送。存在多种通过数字流发送这一数据的其它方法。包括辅助数据ID(SDID)的类型2分组也可以利用类型1分组来传送附加信息或者将消息路由到接收器26中的不同器件(例如警告部件/警报器)。
返回参考图1，接收器26向用户的音频或视频提供部件27提供从节目分配器18接收的信息，所述部件27可以包括警告部件30。警告部件30也可以被包括作为接收器26的一部分或者外部连接到接收器26。接收器26最好鉴别或者解码从节目分配器18接收的编码信息，以便向本地提供信息，从而本地将受益于所述信息。
当利用接收器26的初始打算的操作模式时，例如作为电视机，接收器26的一个有用操作出现，在这种情况下，接收器26接收在电视机上显示的信号，并且这一信号不是经由电台站的本地传输的重广播。大多数电台站提供本地气象和公共安全警报信息作为对正常节目素材的添加或者对其的预先占有。然而，全国性启动的站或者由有线网络创建的站(例如电影频道)通常将不包括这一信息。
一旦所述信息被引入节目分配器18并被发送至有线系统20，接收器26就鉴别该信息并且自动取代(precede)或者将警告信息插入到电视显示器。也就是，根据所鉴别的代码在特定位置处可以取代电视节目。这也可以包括例如穿过电视机的屏幕的一部分的数据流或者封闭字幕。另外，可以启动画中画(PIP)应用来传递警告或者警报。以这种方式，有线系统将经由空气的广播的功能延伸到有线系统承载的潜在的全部站。
参考图2，示意性示出了接收器26，其用于警告用户事件。接收器26可以包括机顶盒、或者其它装置，例如收音机、电话机、电视机、有线调制解调器或者能够音频和/或视频显示以警告用户的其它装置。接收器26包括信息鉴别器32。接收器26包括建立屏幕或者显示器28，以便能够例如“气象警报”功能。在该屏幕28内，用户可被询问将要通知什么类型的警报和乡村的什么区域。而且，用户可以指定偏好的警报源(例如从经由国家广播电台的本地节目分配器)。也可以从所述源或者节目分配器18提供该信息。接收器26最好包括警告部件30，该警告部件可以进一步包括显示器28、视觉警告部件31(例如闪烁光)和/和音频警告部件34(例如扬声器)中的一个或多个。
根据本发明的一个实施例，接收器26利用通过当前NWS VHF FM无线电广播网络描述的系统，所述网络现在利用SAME(特殊区域消息编码)系统。SAME系统允许特定消息来选择覆盖区域的范围。在系统的发送端和接收端两者处存在选项来指定将要接收哪些消息。例如，节目分配器18(图1)可以区分在显示器上将要读出哪个区域或者哪些区域或者哪个区域或者哪些区域将响应于来自特定区域的警告信号。或者，接收器26可以区分它是否处于接收给定消息的位置(例如接收器26位于特定场所)。
NWS中的SAME系统使用所谓的FIPS(联邦信息处理系统)代码，其包括6字节长编码的字。这些字将美国划分成区、州、和乡村。在其它实施例中，可以利用其它定义编码，例如邮政编码或者个人用户的平信地址。用户通过识别用于希望被通知的FIPS区域可以选择所显示的消息。可以利用由用户输入44控制的用户接口38来进行适当的选择和/或节目接收器26。有线系统的区域操作，可以利用更简单或更复杂的系统。有线接收器26可以简单监视来自节目分配器18的输入消息，并且根据能够被编程到系统的用户偏好、本地编码、日期、时间或任何其它标准来确定显示哪些消息。诸如FIPS编码的预定标准被编程到接收器并且与编码信号进行比较，以便确定是否将显示信息接收和警报或警报机制是否被激活。
在一个实施例中，用户能够用一个或多个代码来编程接收器存储器40，以便从节目分配器18接收信息。例如，用户可以对他们的办公室和家庭、或者他们的当前位置和朋友或亲戚的位置来编程本地代码。在本发明的可选实施例中，可以将证券和/或债券代码或者市场索引输入到接收器26，以便向用户警报金融事件的状态。个人或其它信息可以被编程到接收器26，从而如果事件发生(例如日期事件)或者满足条件(例如远处的温度达到某一值)，则允许对用户进行提示警告或其它指示。
在显示器28上存在用于显示消息或信息的大量选项。例如，可以插入类似于封闭字幕消息的由接收器产生的标题来指示“警报”状态和/或关于事件或条件的信息，所述事件或条件导致“警报”状态。另外，如上所述，接收器在其自身上可发出嘟嘟语音调或者其它指示符。有利的是，在不管用户是否正在观看特定频道或者收听特定站的任意时刻都提供“警报”状态。根据本发明，接收器26最好一直打开，并且准备好在任意时刻提供警报。系统10易于实现，并易于用来对不能立即被其它本地警报方法寻址的那些人提供通信警报的方式。
在一个实施例中，警告装置30包括对于不同报告的不同响应。例如，音频警告装置34可以包括多个预先记录的消息或者可以包括音调或语音，它们用于指定报告的重要性或直接性的程度。视频警告装置31可以包括多个指示器，例如灯，所述指示器可以包括不同颜色或以不同频率闪烁或者用于指定报告的重要性或直接性的程度的强度。在其它实施例中，警告装置30可以包括软件、硬件或两者组合，以便重新调节设备至不同的预选择频道或站用以本地非空中(off-air)广播，所述本地非空中广播可以中继与警报或事件相关联的信息。应当理解，警告装置30可包含在接收器26中或者通过有线或无线连接而外部连接到接收器26。
已经描述了使用有线网络的气象/灾难警报系统的优选实施例(其旨在图解而不是限制)。注意，鉴于上述示教本领域的普通技术人员可以进行修改何变化。因此应当理解，在本发明的范畴和精神内公开的本发明的具体实施例中可以进行变化。

Claims (9)

1.一种警报接收器，包括：
鉴别器，其辨别从网络接收的编码信号，其特征在于，所述鉴别器从包括音频、视频、和与事件的地理区域相对应的代码的MPEG传输分组中辨别作为该MPEG传输分组的一部分接收的、来自耦合到网络的信息源的用于报告事件的所述编码信号，其中，所述鉴别器将包括指定地理位置的所述代码的所述编码信号和与特定位置相关联的代码进行比较，以便确定是否向用户发出警报；和
警告部件(30)，其响应报告事件的所述编码信号和与特定位置相关联的代码的比较的结果。
2.如权利要求1所述的警报接收器，其中，所述警告部件包括可听警报和可视警报中的至少一种。
3.如权利要求1所述的警报接收器，其中，与特定位置相关联的代码包括指定用户地理位置的代码。
4.如权利要求3所述的警报接收器，其中，所述指定用户地理位置的代码包括联邦信息处理系统FIPS代码。
5.如权利要求1所述的警报接收器，其中，所述编码信号包括特定区域消息编码SAME。
6.如权利要求1所述的警报接收器，还包括显示器，其当满足比较标准时根据所述编码信号提供文本消息。
7.如权利要求1所述的警报接收器，其中，所述事件与地理代码相关联，并且与特定位置相关联的代码指定接收器的一方面，从而当一个或多个事件代码和与特定位置相关联的一个或多个代码相匹配时，所述警告部件做出响应。
8.如权利要求1所述的警报接收器，其中，所述编码信号包括插入到所接收的电视信号的垂直消隐间隔VBI中的字符。
9.如权利要求1所述的警报接收器，其中，所述编码信号被包含在插入到数据流中的数据分组中，其中所述数据分组可被识别为警报消息。
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