论面向对象分析方法在基于BI M 的铁路电务应急指挥平台中的应用

韩旻志

中铁第一勘察设计院集团有限公司 陕西 西安710049

一、概述

我国为加强对突发事件能力处置,建设和完善国家级应急平台功能,推进地方人民政府综合应急平台建设,形成连接各地区和各专业应急指挥机构、统一高效的应急平台体系。铁路电务信号设备和铁路的生产管理密切相关,且直接决定了铁路运输的安全性。为辅助铁路应急工作,在原铁道部(现中国铁路总公司)组织下,铁科院电子所研制了铁路应急平台,部分铁路局和电务段陆续应用了电务故障管理、机车信号故障信息管理、检修基地管理等信息系统。但因信号设备的信息管理系统,大多"各自为政",整体性不强,多限于局部应用,对于铁路信号专业领域知识并不能深入进行数据处理,在信息共享、智能化程度、自动化水平上尚有较大差距,很难做到信号设备故障的快速、准确处理。因此,建立基于BI M 体系技术的高速铁路信号应急指挥系统,以信号设备全生命周期管理三维可视平台为基础,将铁路信号设施和设备及逻辑信息化、三维化、可视化,并能永久跟踪每个设备从创建至报废全过程的信息,进行继承性、追溯性管理,能够极大提高应急指挥效能。

BI M 全称为Building Infor mation Modeling,建筑信息模型,是对于建筑工程的全面信息化,从而达到建筑工程不同阶段的数据集协同。选用BIM技术作为底层平台应用于铁路电务应急指挥平台,实现三维设计信息化与业务信息化在铁路系统的综合运用,对于铁路日常维护具有重要意义。其中主要解决的问题就是怎样将BIM 模型与应急管理业务结合起来,充分发挥BI M 技术的信息集成优势。

该系统由于涉及多种角色以及系统,主系统交互人员有铁路局各级电务系统运营人员,交互对象包含电务系统的各类设备,以及现有的运营系统。通过面向对象分析方法以及UML工具能够对系统所涉及的对象进行全面且层次化的分析和梳理。

二、面向对象方法分析

1、用例图的设计。用例图是面向对象分析工具UML中的一类需求分析工具,主要用于从宏观上把握系统外部交互对象以及交互流程,其作用类似于结构化设计中的由上至下的方式。选择用例图来对问题域涉及的参与对象进行剖析,能够全面涵盖系统功能及交互对象,从而有利于系统分析人员做更深一步分析。

根据铁路局电务处提供的各项资料以及通过联合需求计划的方式,联席会议获得的需求素材,再进一步通过业务分析理清各项工作流程中的角色以及角色相应的职责、以及工作对象。理清楚该系统使用中的交互对象:铁路局安全生产指挥中心主任、安全科、技术科、调度所、西安电务段、电务车间等运维及监督人员,这是系统主要的参与交互对象。另外由于应急指挥系统还包含实时反馈集中监测系统信息以及视频监控信息,所以我们在用例图的分析中也加入了现有铁路局使用的集中监测系统以及视频监控系统、信号技术设备履历簿管理作为用例图中的交互对象进行处理。在用例图初步分析阶段,对于用例功能的分析概括性强,不重视对于具体操作流程的细化。比如,调度所人员需要在应急事件发生后在系统上能够发布调度命令,这样的功能会涵盖在应急事件处理的功能中。

总之,用例图的分析是基于对业务需求的了解与逻辑分析,更加面向用户,侧重于用户的理解,从而更贴近用户的需求,在用例图的基础上才能够进一步展开软件层面的设计。

2、对象识别。对象图是用来识别系统中涉及的所有对象,通过对象图的绘制,有助于罗列清楚所有在系统中反映的概念。以用例图作为主线,选择对象图来对用例图涉及的对象进行识别。比如,设备履历的管理里面涉及设备这个对象,该对象的属性要包含设备履历信息,比如生产制造信息、出厂后的安装信息、维修维护信息、监控信息。平台还要展示电务设备相关的发文信息,标准、规范以及规定等的信息,并对这些文件需要进行分类显示,以及关键字搜索等的功能,另外在工程三维模型展示功能上,我们需要采用第三方控件作为显示组件,因此组件的整体作为一个对象处理,同时该对象包含了西安铁路局管辖范围内的所有工程数据,在一些其他用例上需要区分作单独处理,因此还要对该对象进行剖析进一步分解。总之,对象的识别要基于对业务的了解,对用例图的细化程度,以及对对象职责的界定,同时,对象的识别要完备,要满足用例图的需求。

3、类图设计。在对象图的基础上来提炼类的划分与设计,类的继承与扩展,接口类的设计,将对象分析中的对象列表进行同类整合,在面对一些业务需求或者为了设计的方便,要对一些对象进行拆分,以不同的类加以表示。比如,在应急指挥这个功能的一个核心对象是电务设备,因为为了保障铁路稳定运行,电务系统就要务必保证电务设备的健康工作。因此,围绕着电务设备会有一系列的不同类型的信息包裹,包含集中监测的历史与实时信息,视频监控的历史和实时信息,履历信息,三维模型信息以及二维拓扑信息。这些信息的主体是统一的,但是由于分别承载了大信息量,因此在类的设计上需要分别进行处理,分割成不同的类。类的设计一方面需要满足业务的需求,另一方面是要满足软件代码的设计优化,在此基础上才能够实现扩展性强、程序健壮的软件应用。

三、结论

总之,面向对象的需求分析方法和工具的使用,对于铁路应急指挥系统整体软件开发过程具有提纲挈领的作用,在整个分析过程中,从对象的角度出发,可以关注对象本身,并且能够有效对应现实对象,另外,对象的划分也是具备不同的抽象层次的,通过不同抽象层次的提炼,选用高效能的正确的方法与工具,可以使我们的软件更加正确地反映现实需求,更加具有可用性、可扩展性和可维护性,在此基础上有效降低软件项目的风险。