1、基于UML的特種車輛運(yùn)營(yíng)成本控制系統(tǒng)建模劉存福1王艦 楊仁鵬摘要：針對(duì)神華神東分公司榆家梁煤礦特種車輛運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)研之后，本文應(yīng)用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)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(dòng)態(tài)模型，使系統(tǒng)的 分析與設(shè)計(jì)趨于可視化和標(biāo)準(zhǔn)化，為系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與實(shí)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(tuán)公司，是全國(guó)高產(chǎn)高效特級(jí)礦 井和全國(guó)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(jìn)了具有國(guó)際先進(jìn)水平的采煤技術(shù)和設(shè)備，生產(chǎn)系統(tǒng)高度集中，實(shí)現(xiàn)了機(jī)電一體化，掘進(jìn)、支護(hù)和運(yùn)輸一體化，配套

2、運(yùn)輸車輛化，輔助運(yùn)輸無(wú)軌膠輪化，監(jiān)測(cè)監(jiān)控自動(dòng)化，是目前我國(guó)最具國(guó)際水平的高產(chǎn)高效礦井。該礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)大量使用了特種車輛，如支架搬運(yùn)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(yùn)輸以及裝卸和清除物料等井下輔助運(yùn)輸工作。不僅可節(jié)省大量人員，而且可提高工時(shí)利用率，增加采掘工 作面的產(chǎn)量和進(jìn)度，大大減少因設(shè)備搬家造成的停產(chǎn)時(shí)間，提高設(shè)備的使用效率i。這些特種車輛在運(yùn)營(yíng)管理和使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)存在著出車任務(wù)無(wú)法跟蹤；任務(wù)完成情況無(wú)法及時(shí)反饋；車輛運(yùn)行狀態(tài)不能及時(shí)了解；故障車輛不能及時(shí)處理；駕駛員考核不到位；材 料消耗情況不清；無(wú)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(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題。針對(duì)以上問(wèn)題需要引進(jìn)信息化的管理手段，建立一套成本控制系統(tǒng)，真正實(shí)現(xiàn)考核到單車、 考核到個(gè)人，使各種激勵(lì)機(jī)制固化到特種車輛運(yùn)營(yíng)成本控 制系統(tǒng)中，從而提高車輛的運(yùn)營(yíng)效率，降低運(yùn)營(yíng)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(shí)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(shuō)明，為軟件開(kāi)發(fā)建立基礎(chǔ)。 該階段主要解決系統(tǒng)做什么，誰(shuí)去做，如何去做，何時(shí)做及做的順序等問(wèn)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(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行

4、分析建模。UML( Unified Modeling Language)是一種通用的可視化建模語(yǔ)言，它支持從需求分析開(kāi)始到軟件系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的全過(guò)程。UML以其精確強(qiáng)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(yǔ)言之間存在的不合理的差異，作為強(qiáng)大圖形化建模語(yǔ)言的 UML是理想的需求描述和建模分析工具，對(duì)大規(guī)模的、復(fù)雜的、不斷變化的用戶需求分析有著很強(qiáng)的控制力，使系統(tǒng)軟件建模過(guò)程更趨規(guī)范、準(zhǔn)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(píng)審優(yōu)化及編寫(xiě)說(shuō)明關(guān)鍵技術(shù)座談法、問(wèn)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(duì)用例中的具體需求功能根據(jù)靜態(tài)建模機(jī)制給出具體的實(shí)現(xiàn)方法，再根據(jù)動(dòng)態(tài)建模機(jī)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(jiǎn)介：劉存福，教授，研究生導(dǎo)師，研究方向?yàn)樯a(chǎn)與運(yùn)作計(jì)算機(jī)建模。功能需求是指系統(tǒng)面向應(yīng)用時(shí)應(yīng)具備的各項(xiàng)功能，是系統(tǒng)必須實(shí)現(xiàn)的行為。榆家梁煤礦特種車輛運(yùn)營(yíng)成本控制系統(tǒng)的功能包括以下五個(gè)方面：1) 車隊(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理支持系統(tǒng)正常運(yùn)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(xiàng)目、維修項(xiàng)目和交通網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)。2) 車隊(duì)常用業(yè)務(wù)管理在榆家梁煤礦進(jìn)行調(diào)研的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)車隊(duì)日常

6、業(yè)務(wù)基本是臺(tái)賬的管理、百公里油耗的管23理、車輛費(fèi)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(fèi)用等 四個(gè)方面)、用車計(jì)劃及完成工單情況的管理等。3) 車隊(duì)材料管理車隊(duì)在材料管理方面相比其他區(qū)隊(duì)要簡(jiǎn)單一些，主要包括材料入庫(kù)、材料出庫(kù)兩個(gè)主要功能。4) 車隊(duì)數(shù)據(jù)配置車隊(duì)管理中一些數(shù)據(jù)屬于支持系統(tǒng)運(yùn)行的必備數(shù)據(jù)但又無(wú)法用基礎(chǔ)表實(shí)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(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)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(biāo)管理、單車考核獎(jiǎng)罰比例和車隊(duì)常用路線管理等。5) 車隊(duì)數(shù)據(jù)報(bào)表特種車輛成本運(yùn)營(yíng)控制系統(tǒng)通過(guò)綜合分析、準(zhǔn)確計(jì)算，實(shí)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(bào)表的功能。這些報(bào)表包括：車輛司機(jī)工資、油耗明細(xì)表、車輛事故處理明細(xì)、車輛費(fèi)用報(bào)表、車輛臺(tái)賬報(bào)表、單車消耗匯總及單車考核匯總等，并且每一個(gè)報(bào)表都將提供導(dǎo)出功能，導(dǎo)出格式符合會(huì)計(jì)要求，財(cái)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(shí)現(xiàn)的具體目標(biāo)，定義系統(tǒng)的主要功能和系統(tǒng)邊界，從而幫助開(kāi)發(fā)人員獲取更多的需求。特種車輛運(yùn)營(yíng)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(duì)建立的信息管理系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)的角色為車隊(duì)系統(tǒng)管理員(榆家梁煤礦規(guī)定)。通過(guò)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(gè)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(bào)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(jiǎn)稱百公里油耗。計(jì)劃百公里油耗：為單車計(jì)劃控制 性指標(biāo)；計(jì)劃百公里油耗和實(shí)際單車百公里油耗之差作為節(jié)超獎(jiǎng)罰的依據(jù)。3固定費(fèi)和維修費(fèi)，同樣有計(jì)劃和實(shí)際，也作為單車節(jié)節(jié)超獎(jiǎng)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(lái)描述系統(tǒng)的視圖，本文主要用類圖描述。在整個(gè)需求分析中通過(guò)

9、定義對(duì)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(duì)實(shí)體功能范圍進(jìn)行約束和限定，建立系統(tǒng)粗略的靜態(tài)模型，從而實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部詳細(xì)的功能需求 冋.在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中定義了許多類，如車輛編號(hào)類、車輛臺(tái)賬類，駕駛員類、用車計(jì)劃類、常用路線類、百公里油耗類、路線節(jié)點(diǎn)類、材料屬性類，材料來(lái)源類、材料入庫(kù)類，材料出 庫(kù)類、維修類、費(fèi)用類等等，圖 2是車隊(duì)常用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)的類圖。圖2車隊(duì)常用業(yè)務(wù)子系統(tǒng)類圖2.4系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型系統(tǒng)僅僅依靠靜態(tài)模型無(wú)法清晰地描述對(duì)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(dòng)態(tài)行為，必須建立系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)模型。動(dòng)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(shí)序狀態(tài)和交互關(guān)系，以及變化過(guò)程，從而動(dòng)態(tài)描述系統(tǒng)行為，反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)部對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)關(guān)系。2.4.1活動(dòng)圖活動(dòng)圖用來(lái)說(shuō)明一個(gè)系統(tǒng)的工作流。通?？梢悦枋鲆粋€(gè)用例的處理流程或者某種交互流程,對(duì)于每個(gè)用例均可畫(huà)出其活動(dòng)圖 ，以便更詳細(xì)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(duì)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(hào)(View Vehicles Number )、車輛臺(tái)賬(Vehicle Ledger )的管理、百公里油耗( Hundred Kilometers )、車輛費(fèi)用(Cost Management)管理(包含固定費(fèi)用、維修費(fèi)用和事故處理費(fèi) 用

11、等)和用車計(jì)劃(Car Scheme)的填寫(xiě)，在完成工單操作之前需要驗(yàn)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(jìn)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(lái)描述對(duì)象之間的動(dòng)態(tài)協(xié)作關(guān)系，其強(qiáng)調(diào)對(duì)象之間消息發(fā)送的順序，同時(shí)顯示對(duì)象之間的交互。順序圖中的消息可以是信號(hào)、操作調(diào)用等，當(dāng)對(duì)象接收到消息后立即開(kāi)始執(zhí)行活動(dòng)，也就是說(shuō)該對(duì)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(jìn)入材料管理子系統(tǒng),根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行入庫(kù)操作，在入庫(kù)

12、界面(Check in in terface)正確填寫(xiě)信息(Fill in in formatio n)之后進(jìn)行添加保存的操作，添加操作成功后記錄自動(dòng)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中，系統(tǒng)管理員在材料出庫(kù)界面(Check out in terface )查詢材料的入庫(kù)信息( Query Storage )，獲取到對(duì)應(yīng)的入庫(kù)記錄 才能進(jìn)行出庫(kù)操作，在出庫(kù)界面填寫(xiě)完出庫(kù)信息(Fill in in formati on)之后進(jìn)行保存，添加操作成功之后出庫(kù)記錄自動(dòng)添加到數(shù)據(jù)庫(kù)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(gè)重要環(huán)節(jié)，獲取需求及對(duì)需求進(jìn)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(zhǔn)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(kāi)發(fā)能夠順利進(jìn)行的前提和關(guān)鍵，該階段關(guān)系到整個(gè)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(duì)需求分析的重視。通過(guò)UMLt模語(yǔ)言，使用建模工具對(duì)榆家梁特種車輛成本控制系統(tǒng) 進(jìn)行需求建模,并建立其靜態(tài)和動(dòng)態(tài)模型，為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的準(zhǔn)確性、合理性和可靠性提供了強(qiáng)有 力的支持，同時(shí)也促進(jìn)了系統(tǒng)開(kāi)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(kāi)發(fā)和維護(hù),提高了特種車輛成本控制系統(tǒng)開(kāi)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(chéng)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(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，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(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚 以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，?/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(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時(shí)， 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)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(jì)日而待也 EP。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)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(lái)二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來(lái)，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(jiǎng)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(bào)先帝而忠陛下之職分也。至于斟酌損益，進(jìn)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(wú)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(yuǎn)離，臨表涕零，不知所言。i郝瑞珍,夏