基于UML的高速公路管理系統建模與實現

黃玉蕾 尚天琪 劉高潔

摘要：本文使用UML語言實現了高速公路管理系統的系統分析及系統建模。系統前臺采用JAVA，后臺采用MYSQL數據庫實現。該系統對高速公路信息的管理更加方便、快捷。

關鍵詞：UML;高速公路管理系統;MYSQL數據庫

中國分類號：U44? 文獻標識碼：A

1 背景

隨著計算機技術的飛速發展，信息管理已經是各個行業得以實現的重要方面。在當今高速公路信息化時代下，高速公路信息管理已經迫在眉睫。當前高速信息管理雖然已經實現信息的管理，但是并不完善，需要在功能方面進一步加強[1]。為了更好實現高速公路信息的預報，預警等，本文以高速公路管理系統為研究對象，通過UML技術對其進行需求模型和總體設計，并進行建模與分析。結合JAVA技術，設計實現了高速管理信息系統。

2 基于UML的高速公路管理系統建模

UML是Unified Modeling Language的簡稱。UML是OMG于1997年發布的一個標準，它通過圖形化語言，支持軟件系統的模型化及系統開發[2]。 UML語言通過對系統進行抽象，抽象出了定義構件圖、類圖、對象圖、用例圖、部署圖、協作圖、狀態圖、序列圖、活動圖等9種圖。這9種圖實現了不同層面對系統進行刻畫。

2.1高速公路管理系統需求分析

高速公路信息管理系統考慮高速公路信息和交通情況信息，結合監控人員和控制人員功能的合作調節，實現了一個集高速公路信息錄入、交通信息錄入、事件處理和預警管理等功能于一體的高速公路交通信息管理系統。

高速公路管理系統含六個模塊，這六個模塊是高速公路信息查詢管理模塊、高速公路系統信息管理模塊、高速公路出行信息管理模塊、高速公路基本信息管理模塊、高速公路交通信息管理模塊、高速公路事件信息管理模塊。如圖1所示。

2.2高速公路管理系統建模

2.2.1 用例模型圖

用例圖描述了從操作系統人員的視角來觀察到的系統的功能模塊，刻畫了系統功能、用戶、需求者三者之間的關系。是以可視化的方法來呈現，幫助理解系統的功能需求。本系統用例主要系統管理員、信息系統分析員、普通用戶構成。系統管理員的用例包括系統管理、交通管理、信息查詢;普通用戶用例包括信息查詢、修改密碼;信息分析員用例包括出行信息管理、事件信息管理、交通信息管理、信息查詢。

2.2.2 類圖

類圖（Class diagram）是一種靜態結構模型圖，主要描述了模型之間存在的類與類的內部關系。類圖主要應用在面向對象開發建模中。類圖是靜態競購建模的一種，定義了類的屬性和方法，以及類之間的關聯、依賴、泛化等的關系[3]。

實體類為一些直接的對象，系統的實體類有yhxx等;邊界類位于系統與外界交界處，系統的邊界類有MainFrame交互窗口類;控制類是指控制其他類工作的類，系統的控制類有sjclxx，gsglxx，jtxx等。通過上述分析，系統靜態模型如圖3所示。

2.2.3 時序圖

時序圖（Sequence Diagram），又名序列圖、循序圖，是一種UML交互圖[4]。時序圖這種動態模型圖，不但可以刻畫對象之間的消息交互，還能形象地描述各個對象在不同時間點上的對象的動作，以及這些對象之間的協作。同時表示用例的行為順序，當執行用例時，每條消息對應一個類操作或狀態機中引起轉換的觸發事件。如圖4所示為高速公路信息管理系統時序圖。

2.2.4 狀態轉換圖

狀態轉換圖簡稱STD（State Transform Diagram）[5]，表示行為模型，是一種動態模型圖。狀態轉換圖通過描述系統的狀態和引起系統狀態轉換的事件，來表示系統的行為。

狀態的轉換過程是系統內部或者外部之間的轉換。狀態轉換圖描述了系統當前狀態和相關的事件。這種系統適合用于描述實時狀態的更新，并且通過狀態轉換和相關狀態轉換事件，表示系統的行為。因此狀態轉換圖經常用來指定特定時間的結果、系統數據處理等，狀態轉換圖能夠提供相關的建模描述。

3 高速公路信息管理系統實現

3.1 開發平臺

整個系統由軟件和硬件環境組成，支持系統的開發和運行過程。

硬件環境主要是要求4.00GB以上的存儲空間，酷睿i3以上處理器。

軟件環境主要是操作系統和開發軟件的選擇。要求Windows操作系統，JAVA的開發平臺，MYSQL數據庫管理系統。

3.2 數據庫設計

3.2.1關系模式

高速公路（高速公路id，高速公路編號，高速公路名稱，實時路況，采集時間，采集人，是否定級，所屬主類，所屬子類）

交通事件級別（事件級別編號，事件級別名稱）

交通信息（交通信息編號，交通事件描述，高速公路id，高速公路編號，高速公路名稱，事件級別名稱，采集時間，定級人，是否處理）

事件處理（事件處理編號，交通信息編號，高速公路id，高速公路編號，高速公路名稱，事件分析內容，相關負責人，處理時間，處理人）

出行信息（出行信息編號，出行標題，出行內容，發布時間，發布人）

3.2.2 E-R圖設計

E-R圖是用來刻畫現實世界的概念模型，它描述了實體的聯系、類型、屬性方法等。

根據前面需求分析，進行所需數據表的實體設計。高速公路交通信息管理系統主要有七個實體，分別是用戶實體、高速公路實體、交通信息實體、事件處理實體、事件級別實體、部門負責人實體和出行信息實體。E-R圖如圖6所示。

3.3 系統功能實現

本系統對高速信息管理等功能涉及的業務處理類和數據操作類都進行了封裝，在進行頁面顯示和更新數據時，只需要在功能中添加調用類的引用，創建該類的對象，就可以調用子函數的功能。

（1）高速公路信息管理關鍵類

本模塊主要涉及高速公路實體類（gsglxxOB.cs），高速公路數據訪問類（gsglxxDAL.cs），高速公路業務處理類（gsglxxBLL.cs）。在高速公路實體類中有所屬主類和所屬子類的屬性，用來對交通信息的不同事件進行區分。

（2）交通信息管理關鍵類

本模塊主要涉及交通信息實體類（jtxxOB.cs），交通信息數據訪問類（jtxxDAL.cs），交通信息業務處理類（jtxxBLL.cs）。對于高速公路相關信息的顯示，是通過交通信息實體中的gsglid的連接，獲取數據。設置事件級別后，通過業務處理類將新的事件級別更新到交通信息實體中。

（3）交通事件處理信息管理關鍵類

本模塊主要涉及事件處理實體類（sjclxxOB.cs），事件處理數據訪問類（sjclxxDAL.cs），事件處理業務邏輯類（sjclxxBLL.cs）。在事件處理實體類中有是否處理的屬性，用來標識交通事件的處理狀態。

（4）出行信息管理關鍵類

本模塊主要涉及的是出行信息實體類（cxxxOB.cs），出行信息數據訪問類（cxxxDAL.cs），出行信息業務邏輯類（cxxxBLL.cs）。在新增出行信息時，通過獲取到的文本框輸入內容，分別賦值到新的出行信息實體對象中。

4結束語

本文對高速公路管理系統進行了建模與實現。采用Java和MYSQL的開發平臺。該系統的研究工作分為兩個部分：一部分是，系統管理員用戶維護所有級別的用戶和交通事件。該事件包括諸如控制傳入信息的用戶，交通信息接收分析人員以及監視和管理交通事件的操作。另一部分是，根據分配的權限，對普通用戶分別監視，并輸入高速公路上的交通信息，事件分類，事件處理，直到完成交通事件處理為止。

同時介紹了道路信息管理模塊等模塊，執行理論分析過程，使用流程圖和用例圖設計執行功能的過程并使用它們構建相應的模型，并配合MySQL數據庫，將持久化的數據進行編碼和實現。

參考文獻

[1]?基于UML的圖書管理系統的分析與設計[J].李文娟.工業儀表與自動化裝置.2016（01）.

[2]?UML的用例模型在需求建模中的作用[J]. 郭江濤，蘆范. ?黑龍江科技信息. 2011（15）.

[3]?基于UML智能測控通信系統仿真平臺的開發與應用[J]. 曾星星，張德智，陳朝霞，劉建妥，李金龍，胡倩. ?測控技術. 2017（01）.

[4]?高速公路大數據處理現狀與挑戰[J]. 楊仁懷，郎川萍，劉文美. ?計算機系統應用. 2014（09）.

[5]?高速公路系統數據關系分析與數據中心頂層設計[J].?朱晶，彭敏，于泉，高天勝.?公路.2019（10）.