1、基于UML的特種車輛運營成本控制系統(tǒng)建模劉存福1王艦 楊仁鵬摘要：針對神華神東分公司榆家梁煤礦特種車輛運營情況進行實地調(diào)研之后，本文應(yīng)用UML統(tǒng)一建模語言闡述岀特種車輛成本控制系統(tǒng)的需求分析流程，并確定系統(tǒng)的用例模型、靜態(tài)模型和動態(tài)模型，使系統(tǒng)的 分析與設(shè)計趨于可視化和標準化，為系統(tǒng)的開發(fā)與實現(xiàn)奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：特種車輛UML建模成本控制1. 研究背景榆家梁煤礦地處陜西省神木縣，隸屬于神華神東煤炭集團公司，是全國高產(chǎn)高效特級礦 井和全國雙十佳、文明煤礦。礦井按照建設(shè)一流煤礦和高產(chǎn)高效的要求，引進了具有國際先進水平的采煤技術(shù)和設(shè)備，生產(chǎn)系統(tǒng)高度集中，實現(xiàn)了機電一體化，掘進、支護和運輸一體化，配套

2、運輸車輛化，輔助運輸無軌膠輪化，監(jiān)測監(jiān)控自動化，是目前我國最具國際水平的高產(chǎn)高效礦井。該礦輔助運輸系統(tǒng)大量使用了特種車輛，如支架搬運車、防爆工具車、多功能車、裝載車、客車、叉車等，這些特種車輛主要承擔(dān)煤礦井下設(shè)備、人員運輸以及裝卸和清除物料等井下輔助運輸工作。不僅可節(jié)省大量人員，而且可提高工時利用率，增加采掘工 作面的產(chǎn)量和進度，大大減少因設(shè)備搬家造成的停產(chǎn)時間，提高設(shè)備的使用效率i。這些特種車輛在運營管理和使用過程中發(fā)現(xiàn)存在著出車任務(wù)無法跟蹤；任務(wù)完成情況無法及時反饋；車輛運行狀態(tài)不能及時了解；故障車輛不能及時處理；駕駛員考核不到位；材 料消耗情況不清；無法建立一套完整的單車、駕駛員考核管理

3、制度；造成車輛作業(yè)效率低下， 車輛滯修，材料浪費嚴重等問題。針對以上問題需要引進信息化的管理手段，建立一套成本控制系統(tǒng)，真正實現(xiàn)考核到單車、 考核到個人，使各種激勵機制固化到特種車輛運營成本控 制系統(tǒng)中，從而提高車輛的運營效率，降低運營成本，提高員工工作的積極性呵2. 需求分析需求分析是軟件工程的重要階段，更是關(guān)鍵的一步，其根本任務(wù)是建立可理解的現(xiàn)實模 型，確定系統(tǒng)必須具備的需求功能，并描述為具體的需求規(guī)格說明，為軟件開發(fā)建立基礎(chǔ)。 該階段主要解決系統(tǒng)做什么，誰去做，如何去做，何時做及做的順序等問題。在榆家梁煤礦特種車輛成本控制系統(tǒng)的需求分析流程如表1,在該系統(tǒng)中采用UML技術(shù)對系統(tǒng)的需求進行

4、分析建模。UML( Unified Modeling Language)是一種通用的可視化建模語言，它支持從需求分析開始到軟件系統(tǒng)開發(fā)的全過程。UML以其精確強大的系統(tǒng)描述功能最大程度上消除了建模的模糊性和不同建模語言之間存在的不合理的差異，作為強大圖形化建模語言的 UML是理想的需求描述和建模分析工具，對大規(guī)模的、復(fù)雜的、不斷變化的用戶需求分析有著很強的控制力，使系統(tǒng)軟件建模過程更趨規(guī)范、準確、高效。表格1需求分析流程表流程信息收集與整理需求描述需求分析框架構(gòu)建評審優(yōu)化及編寫說明關(guān)鍵技術(shù)座談法、問卷法、觀察法、組織文檔用例圖UML需求建模三層架構(gòu)在榆家梁煤礦特種車輛成本控制系統(tǒng)的需求分析中，

5、首先根據(jù)系統(tǒng)的功能要求建立用例模型，然后對用例中的具體需求功能根據(jù)靜態(tài)建模機制給出具體的實現(xiàn)方法，再根據(jù)動態(tài)建模機制明確需求功能之間的聯(lián)系，最后檢查各模型的一致性。2.1功能需求作者簡介：劉存福，教授，研究生導(dǎo)師，研究方向為生產(chǎn)與運作計算機建模。功能需求是指系統(tǒng)面向應(yīng)用時應(yīng)具備的各項功能，是系統(tǒng)必須實現(xiàn)的行為。榆家梁煤礦特種車輛運營成本控制系統(tǒng)的功能包括以下五個方面：1) 車隊基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理支持系統(tǒng)正常運行的底層數(shù)據(jù)，包括車輛的分類、狀態(tài)、班次及與車輛有關(guān)的固定項目、維修項目和交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)信息，并且這些數(shù)據(jù)都能用基礎(chǔ)表實現(xiàn)。2) 車隊常用業(yè)務(wù)管理在榆家梁煤礦進行調(diào)研的過程中發(fā)現(xiàn)車隊日常

6、業(yè)務(wù)基本是臺賬的管理、百公里油耗的管23理、車輛費用管理 (包括車輛事故管理、車輛維修記錄、車輛加油記錄、車輛固定費用等 四個方面)、用車計劃及完成工單情況的管理等。3) 車隊材料管理車隊在材料管理方面相比其他區(qū)隊要簡單一些，主要包括材料入庫、材料出庫兩個主要功能。4) 車隊數(shù)據(jù)配置車隊管理中一些數(shù)據(jù)屬于支持系統(tǒng)運行的必備數(shù)據(jù)但又無法用基礎(chǔ)表實現(xiàn)，這些數(shù)據(jù)一經(jīng)設(shè)置之后，變更較小，并且設(shè)置的次數(shù)遠遠沒有常用業(yè)務(wù)那么頻繁，如駕駛員管理、車輛類型工資參照表、車輛考核指標管理、單車考核獎罰比例和車隊常用路線管理等。5) 車隊數(shù)據(jù)報表特種車輛成本運營控制系統(tǒng)通過綜合分析、準確計算，實現(xiàn)信息精確查詢、各類

7、數(shù)據(jù)匯總并生成數(shù)據(jù)報表的功能。這些報表包括：車輛司機工資、油耗明細表、車輛事故處理明細、車輛費用報表、車輛臺賬報表、單車消耗匯總及單車考核匯總等，并且每一個報表都將提供導(dǎo)出功能，導(dǎo)出格式符合會計要求，財務(wù)人員可直接使用。2.2用例模型用例圖是從用戶的角度分析系統(tǒng)需要實現(xiàn)的具體目標，定義系統(tǒng)的主要功能和系統(tǒng)邊界，從而幫助開發(fā)人員獲取更多的需求。特種車輛運營成本控制系統(tǒng)是為榆家梁煤礦井下與井上作業(yè)的特種車隊建立的信息管理系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)的角色為車隊系統(tǒng)管理員(榆家梁煤礦規(guī)定)。通過分析建立系統(tǒng)的用例模型即功能模型如圖1所示，模型共五個抽象用例：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理(Basic Data Ma nageme

8、 nt )、常用業(yè)務(wù)(Com mon Bus in ess)管理、材料管理(Materials Man ageme nt)、數(shù)據(jù)配置(Data Con figuratio n )、數(shù)據(jù)報表(Data Report) 等，該模型體現(xiàn)了系統(tǒng)最基本的功能，是系統(tǒng)的高層抽象。2百公里油耗：車輛行駛一百公里所消耗的油的數(shù)量簡稱百公里油耗。計劃百公里油耗：為單車計劃控制 性指標；計劃百公里油耗和實際單車百公里油耗之差作為節(jié)超獎罰的依據(jù)。3固定費和維修費，同樣有計劃和實際，也作為單車節(jié)節(jié)超獎罰的依據(jù)。2.3靜態(tài)模型靜態(tài)模型是從系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和靜態(tài)角度來描述系統(tǒng)的視圖，本文主要用類圖描述。在整個需求分析中通過

9、定義對象和類，以及它們內(nèi)部和彼此間的關(guān)系及作用方式，可以對實體功能范圍進行約束和限定，建立系統(tǒng)粗略的靜態(tài)模型，從而實現(xiàn)其內(nèi)部詳細的功能需求 冋.在本系統(tǒng)的設(shè)計中定義了許多類，如車輛編號類、車輛臺賬類，駕駛員類、用車計劃類、常用路線類、百公里油耗類、路線節(jié)點類、材料屬性類，材料來源類、材料入庫類，材料出 庫類、維修類、費用類等等，圖 2是車隊常用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的類圖。圖2車隊常用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)類圖2.4系統(tǒng)動態(tài)模型系統(tǒng)僅僅依靠靜態(tài)模型無法清晰地描述對象的行為和職責(zé)，也不能全面的反映系統(tǒng)的情況。因此要描述系統(tǒng)的動態(tài)行為，必須建立系統(tǒng)的動態(tài)模型。動態(tài)模型是在用例圖及類圖已經(jīng)建立的基礎(chǔ)上，分析系統(tǒng)中各種行為的

10、時序狀態(tài)和交互關(guān)系，以及變化過程，從而動態(tài)描述系統(tǒng)行為，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部對象之間的動態(tài)關(guān)系。2.4.1活動圖活動圖用來說明一個系統(tǒng)的工作流。通常可以描述一個用例的處理流程或者某種交互流程,對于每個用例均可畫出其活動圖 ，以便更詳細地描述該用例與角色的交互。 在特種車輛成 本控制系統(tǒng)中的車隊常用業(yè)務(wù)中，其管理流程包括：登錄系統(tǒng)(Login System)、查看車號(View Vehicles Number )、車輛臺賬(Vehicle Ledger )的管理、百公里油耗( Hundred Kilometers )、車輛費用(Cost Management)管理(包含固定費用、維修費用和事故處理費 用

11、等)和用車計劃(Car Scheme)的填寫，在完成工單操作之前需要驗證行車路線(View route)是否存在，如果不存在則結(jié)束操作，如果存在則直接進行工單的完成操作(Completion ofWork Orders)，其具體流程如圖 3所示。242順序圖順序圖用來描述對象之間的動態(tài)協(xié)作關(guān)系，其強調(diào)對象之間消息發(fā)送的順序，同時顯示對象之間的交互。順序圖中的消息可以是信號、操作調(diào)用等，當(dāng)對象接收到消息后立即開始執(zhí)行活動，也就是說該對象被激活了M。圖4所示特種車輛成本控制子系統(tǒng)材料管理中的順序圖，系統(tǒng)管理員(Administrator)登錄系統(tǒng)進入材料管理子系統(tǒng),根據(jù)實際情況進行入庫操作，在入庫

12、界面(Check in in terface)正確填寫信息(Fill in in formatio n)之后進行添加保存的操作，添加操作成功后記錄自動添加到數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)管理員在材料出庫界面(Check out in terface )查詢材料的入庫信息( Query Storage )，獲取到對應(yīng)的入庫記錄 才能進行出庫操作，在出庫界面填寫完出庫信息(Fill in in formati on)之后進行保存，添加操作成功之后出庫記錄自動添加到數(shù)據(jù)庫中。AdministratorSystemCheck in interfaceCheck out interfaceQuery storageBL

13、LDLL10 : Save Record()5 : Save Record。圖4特種車輛成本控制材料管理子系統(tǒng)順序圖3、結(jié)論需求分析作為軟件工程的一個重要環(huán)節(jié)，獲取需求及對需求進行建模是這一階段的重要任務(wù)。全面有效地獲取需求并能準確的理解業(yè)務(wù)，使用工具正確的建立軟件的邏輯模型是軟件開發(fā)能夠順利進行的前提和關(guān)鍵，該階段關(guān)系到整個軟件工程的成敗及軟件產(chǎn)品的質(zhì)量， 因此應(yīng)該提高對需求分析的重視。通過UMLt模語言，使用建模工具對榆家梁特種車輛成本控制系統(tǒng) 進行需求建模,并建立其靜態(tài)和動態(tài)模型，為系統(tǒng)開發(fā)的準確性、合理性和可靠性提供了強有 力的支持，同時也促進了系統(tǒng)開發(fā)工作人員的交流與合作，有利于后期

14、軟件系統(tǒng)的開發(fā)和維護,提高了特種車輛成本控制系統(tǒng)開發(fā)的效率和質(zhì)量。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光 先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其 刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)櫍孕惺缇瑫?/p>

15、暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時， 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 EP。臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難之間，爾來二十有一年矣。先帝知臣謹慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之 明；故五月渡瀘，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，當(dāng)獎率三軍，北定中原，庶竭駑鈍， 攘除奸兇，興復(fù)漢室，還于舊都。此臣所以報先帝而忠陛下之職分也。至于斟酌損益，進盡 忠言，則攸之、祎、允之任也。愿陛下托臣以討賊興復(fù)之效，不效，則治臣之罪，以告先帝之靈。若無興德之言，則責(zé) 攸之、祎、允等之慢，以彰其咎；陛下亦宜自謀，以咨諏善道，察納雅言，深追先帝遺詔。 臣不勝受恩感激。今當(dāng)遠離，臨表涕零，不知所言。i郝瑞珍,夏