基于UML的高速公路管理系统建模与实现

黄玉蕾 尚天琪 刘高洁

摘要：本文使用UML語言实现了高速公路管理系统的系统分析及系统建模。系统前台采用JAVA，后台采用MYSQL数据库实现。该系统对高速公路信息的管理更加方便、快捷。

关键词：UML;高速公路管理系统;MYSQL数据库

中国分类号：U44  文献标识码：A

1 背景

随着计算机技术的飞速发展，信息管理已经是各个行业得以实现的重要方面。在当今高速公路信息化时代下，高速公路信息管理已经迫在眉睫。当前高速信息管理虽然已经实现信息的管理，但是并不完善，需要在功能方面进一步加强[1]。为了更好实现高速公路信息的预报，预警等，本文以高速公路管理系统为研究对象，通过UML技术对其进行需求模型和总体设计，并进行建模与分析。结合JAVA技术，设计实现了高速管理信息系统。

2 基于UML的高速公路管理系统建模

UML是Unified Modeling Language的简称。UML是OMG于1997年发布的一个标准，它通过图形化语言，支持软件系统的模型化及系统开发[2]。 UML语言通过对系统进行抽象，抽象出了定义构件图、类图、对象图、用例图、部署图、协作图、状态图、序列图、活动图等9种图。这9种图实现了不同层面对系统进行刻画。

2.1高速公路管理系统需求分析

高速公路信息管理系统考虑高速公路信息和交通情况信息，结合监控人员和控制人员功能的合作调节，实现了一个集高速公路信息录入、交通信息录入、事件处理和预警管理等功能于一体的高速公路交通信息管理系统。

高速公路管理系统含六个模块，这六个模块是高速公路信息查询管理模块、高速公路系统信息管理模块、高速公路出行信息管理模块、高速公路基本信息管理模块、高速公路交通信息管理模块、高速公路事件信息管理模块。如图1所示。

2.2高速公路管理系统建模

2.2.1 用例模型图

用例图描述了从操作系统人员的视角来观察到的系统的功能模块，刻画了系统功能、用户、需求者三者之间的关系。是以可视化的方法来呈现，帮助理解系统的功能需求。本系统用例主要系统管理员、信息系统分析员、普通用户构成。系统管理员的用例包括系统管理、交通管理、信息查询;普通用户用例包括信息查询、修改密码;信息分析员用例包括出行信息管理、事件信息管理、交通信息管理、信息查询。

2.2.2 类图

类图（Class diagram）是一种静态结构模型图，主要描述了模型之间存在的类与类的内部关系。类图主要应用在面向对象开发建模中。类图是静态竞购建模的一种，定义了类的属性和方法，以及类之间的关联、依赖、泛化等的关系[3]。

实体类为一些直接的对象，系统的实体类有yhxx等;边界类位于系统与外界交界处，系统的边界类有MainFrame交互窗口类;控制类是指控制其他类工作的类，系统的控制类有sjclxx，gsglxx，jtxx等。通过上述分析，系统静态模型如图3所示。

2.2.3 时序图

时序图（Sequence Diagram），又名序列图、循序图，是一种UML交互图[4]。时序图这种动态模型图，不但可以刻画对象之间的消息交互，还能形象地描述各个对象在不同时间点上的对象的动作，以及这些对象之间的协作。同时表示用例的行为顺序，当执行用例时，每条消息对应一个类操作或状态机中引起转换的触发事件。如图4所示为高速公路信息管理系统时序图。

2.2.4 状态转换图

状态转换图简称STD（State Transform Diagram）[5]，表示行为模型，是一种动态模型图。状态转换图通过描述系统的状态和引起系统状态转换的事件，来表示系统的行为。

状态的转换过程是系统内部或者外部之间的转换。状态转换图描述了系统当前状态和相关的事件。这种系统适合用于描述实时状态的更新，并且通过状态转换和相关状态转换事件，表示系统的行为。因此状态转换图经常用来指定特定时间的结果、系统数据处理等，状态转换图能够提供相关的建模描述。

3 高速公路信息管理系统实现

3.1 开发平台

整个系统由软件和硬件环境组成，支持系统的开发和运行过程。

硬件环境主要是要求4.00GB以上的存储空间，酷睿i3以上处理器。

软件环境主要是操作系统和开发软件的选择。要求Windows操作系统，JAVA的开发平台，MYSQL数据库管理系统。

3.2 数据库设计

3.2.1关系模式

高速公路（高速公路id，高速公路编号，高速公路名称，实时路况，采集时间，采集人，是否定级，所属主类，所属子类）

交通事件級别（事件级别编号，事件级别名称）

交通信息（交通信息编号，交通事件描述，高速公路id，高速公路编号，高速公路名称，事件级别名称，采集时间，定级人，是否处理）

事件处理（事件处理编号，交通信息编号，高速公路id，高速公路编号，高速公路名称，事件分析内容，相关负责人，处理时间，处理人）

出行信息（出行信息编号，出行标题，出行内容，发布时间，发布人）

3.2.2 E-R图设计

E-R图是用来刻画现实世界的概念模型，它描述了实体的联系、类型、属性方法等。

根据前面需求分析，进行所需数据表的实体设计。高速公路交通信息管理系统主要有七个实体，分别是用户实体、高速公路实体、交通信息实体、事件处理实体、事件级别实体、部门负责人实体和出行信息实体。E-R图如图6所示。

3.3 系统功能实现

本系统对高速信息管理等功能涉及的业务处理类和数据操作类都进行了封装，在进行页面显示和更新数据时，只需要在功能中添加调用类的引用，创建该类的对象，就可以调用子函数的功能。

（1）高速公路信息管理关键类

本模块主要涉及高速公路实体类（gsglxxOB.cs），高速公路数据访问类（gsglxxDAL.cs），高速公路业务处理类（gsglxxBLL.cs）。在高速公路实体类中有所属主类和所属子类的属性，用来对交通信息的不同事件进行区分。

（2）交通信息管理关键类

本模块主要涉及交通信息实体类（jtxxOB.cs），交通信息数据访问类（jtxxDAL.cs），交通信息业务处理类（jtxxBLL.cs）。对于高速公路相关信息的显示，是通过交通信息实体中的gsglid的连接，获取数据。设置事件级别后，通过业务处理类将新的事件级别更新到交通信息实体中。

（3）交通事件处理信息管理关键类

本模块主要涉及事件处理实体类（sjclxxOB.cs），事件处理数据访问类（sjclxxDAL.cs），事件处理业务逻辑类（sjclxxBLL.cs）。在事件处理实体类中有是否处理的属性，用来标识交通事件的处理状态。

（4）出行信息管理关键类

本模块主要涉及的是出行信息实体类（cxxxOB.cs），出行信息数据访问类（cxxxDAL.cs），出行信息业务逻辑类（cxxxBLL.cs）。在新增出行信息时，通过获取到的文本框输入内容，分别赋值到新的出行信息实体对象中。

4结束语

本文对高速公路管理系统进行了建模与实现。采用Java和MYSQL的开发平台。该系统的研究工作分为两个部分：一部分是，系统管理员用户维护所有级别的用户和交通事件。该事件包括诸如控制传入信息的用户，交通信息接收分析人员以及监视和管理交通事件的操作。另一部分是，根据分配的权限，对普通用户分别监视，并输入高速公路上的交通信息，事件分类，事件处理，直到完成交通事件处理为止。

同时介绍了道路信息管理模块等模块，执行理论分析过程，使用流程图和用例图设计执行功能的过程并使用它们构建相应的模型，并配合MySQL数据库，将持久化的数据进行编码和实现。

参考文献

[1] 基于UML的图书管理系统的分析与设计[J].李文娟.工业仪表与自动化装置.2016（01）.

[2] UML的用例模型在需求建模中的作用[J]. 郭江涛，芦范.  黑龙江科技信息. 2011（15）.

[3] 基于UML智能测控通信系统仿真平台的开发与应用[J]. 曾星星，张德智，陈朝霞，刘建妥，李金龙，胡倩.  测控技术. 2017（01）.

[4] 高速公路大数据处理现状与挑战[J]. 杨仁怀，郎川萍，刘文美.  计算机系统应用. 2014（09）.

[5] 高速公路系统数据关系分析与数据中心顶层设计[J]. 朱晶，彭敏，于泉，高天胜. 公路.2019（10）.