基于UML的反導信息支援系統用例分析研究

摘 要 本文著眼系統分析的初始需求，采用UML方法進行需求建模，并選取了典型的面向反導作戰的信息支援系統，以美軍反導基本流程為想定基礎進行了用例分析，得到用例模型能夠較好的驅動后續的結構分析和行為建模工作。

關鍵詞 用例分析；UML；建模；信息支援系統

前言

本文基于尋常意義上反導信息支援系統的作戰想定，并以美軍的反導流程為藍本，但不涉及具體裝備及其指標參數等信息。反導系統[1]，是摧毀敵方來襲的彈道式導彈（洲際、遠程、中程導彈）的作戰系統，反導信息支援系統是為反導指控中心做出作戰決策的信息提供群體的一個總稱。傳統意義上反導信息支援系統包括地基遠程雷達，地基多功能雷達網，測控站，地面信息中繼站等，隨著太空技術的發展以及美軍網絡空間一體化作戰理念[2-3]的形成，多種空間平臺的探測手段例如預警衛星、空間目標監視器，傳輸手段例如中繼衛星、星上處理技術等都被納入了該信息支援系統。一體化的反導信息支援系統對反導作戰的效能具有深遠影響，目前對該系統的分析一般集中在這幾個方面：具體底層技術的研究攻關、整體上作戰資源的優化與運籌調配以及中間邏輯層的業務分析。目前在前兩者的研究比較多，但是在中間業務邏輯層的研究比較上。因此，本文采用UML統一建模語言，從系統需求出發，對功能需求進行用例分析，給出用例圖和用例腳本，作為后續建模分析的依據。

1 用例分析

在通過諸如訪談、查詢系統說明資料等方式，可以獲取系統的基本需求[4]，在此基礎上，可以進行用例分析。用例從用戶的角度描述了系統的功能，并指出各功能的執行者，實際上就是從用戶的角度去定義具有交互過程的系統功能。用例[5]可以被陳述成一種現在時的動詞短語，用例（use case）代表的是一個完整的功能，是動作步驟的集合，動作（action）是系統的一次執行（能夠給某個角色輸出結果值）。

用例模型[6]由用例和參與者構成，參與者是與系統交互的人或事，只要使用用例，與系統互相交流的任何人或事都是角色，角色是一個群體概念，代表的是一類能使用某個功能的人或事，角色不是指某個個體。因此，參與者可以包含多個用戶，同時，一個具體的用戶在系統中可以具有多種不同的角色。

用例分析的目的[6]是找出用例中的執行流程、事件的各個類；通過實現用例，把用例的行為指定到具體的類；找出類的責任、屬性和他們相互的關系；規范地確定系統中各用例的職責；作為驅動[6]整個組織需求中建立模型的基礎。

用例分析的產品包括用例圖和用例說明。用例圖顯示各個用例、它們之間的關系和參與他們的參與者；用例說明是一種成文用例，是一種執行用例功能的腳本說明。反導作戰的信息支援系統按其作戰階段可以劃分為三個主要部分，分別是預警部分、跟蹤識別部分和引導攔截部分。

2 用例分析結果

在預警部分，參與者是來襲導彈和指控中心，其中包含的用例有：發現導彈發射、中繼信息、處理預警信息、摒棄虛警和發布警報。用例間的關系如圖1所示，有普通的關聯、包含以及擴展關系，對該用例模型的詳細的腳本說明在成文用例（見表1）中可以清晰地看到。

在跟蹤識別部分，參與者是來襲導彈其中包含的用例有：識別導彈、導彈數據處理、捕獲發現導彈、穩定跟蹤和導彈信息中繼。用例間的關系如圖2所示對該用例模型的詳細的腳本說明在成文用例（見表2）中可以清晰地看到。

主要的成功情節：

空間目標監視器、遠程預警雷達發現并截獲目標，導彈飛行數據中繼到測控站。

空間目標監視器和地基多功能雷達網對目標進行穩定跟蹤，并將跟蹤數據中繼/傳輸到測控站。

測控站組織對數據進行解算處理，形成飛行參數（速度，加速度，軌道）數據庫，判斷軌道和落點，并與導彈數據庫對比，得到導彈型號。

擴展：

在引導攔截部分，參與者是來襲導彈其中包含的用例有：生成攔截計劃、生成引導信息下達攔截指令、評估攔截結果以及申請二次攔截。用例間的關系如圖3所示，對該用例模型的詳細的腳本說明在成文用例（見表3）中可以清晰地看到。

3 結束語

本文以反導信息支援系統為研究對象，采用UML統一建模語言，對系統的全生命周期進行用例分析得到了用例圖和成文用例等用例模型，并在IBM RSA（IBM Rational Architect Software）開發平臺之上繪制出相應的用例圖，同時給出了相應的用例說明表格，從功能需求的角度初步保證了后續研究中系統抽象的合理性，也是系統信息支援模型執行和分析的基礎。

參考文獻

[1] 徐浩，邢清華，黃興.末段反導空間信息形成過程軍事概念建模[J].飛航導彈，2016，（3）：59-65.

[2] 郭崗，申卯興.基于改進ADC模型的反導作戰效能量化分析[J].現代防御技術，2012，（06）：81-86.

[3] 羅輝，陳杰生，王幸運.美軍反導與反衛星系統發展現狀及一體化趨勢研究[J].飛航導彈，2015，（3）：27-32.

[4] 徐亮，張莉，樊志強.一種基于UML的實時工作流建模方法研究[J].計算機研究與發展，2010，47（07）：1184-1191.

[5] 柳毅，麻志毅，何嘯，等.一種從UML模型到可靠性分析模型的轉換方法[J]. 軟件學報，2010，21（02）：287-304.

[6] Joey George，DineshBattra.面向對象系統分析與設計[M].北京：清華大學出版社，2016：99.

作者簡介

夏晨森（1993-），男，學歷：研究生學歷，現就職單位：中國人民解放軍戰略支援部隊航天工程大學研究生院，研究方向：系統科學。