基于UML的反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)用例分析研究

摘 要 本文著眼系統(tǒng)分析的初始需求，采用UML方法進(jìn)行需求建模，并選取了典型的面向反導(dǎo)作戰(zhàn)的信息支援系統(tǒng)，以美軍反導(dǎo)基本流程為想定基礎(chǔ)進(jìn)行了用例分析，得到用例模型能夠較好的驅(qū)動(dòng)后續(xù)的結(jié)構(gòu)分析和行為建模工作。

關(guān)鍵詞 用例分析；UML；建模；信息支援系統(tǒng)

前言

本文基于尋常意義上反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)的作戰(zhàn)想定，并以美軍的反導(dǎo)流程為藍(lán)本，但不涉及具體裝備及其指標(biāo)參數(shù)等信息。反導(dǎo)系統(tǒng)[1]，是摧毀敵方來(lái)襲的彈道式導(dǎo)彈（洲際、遠(yuǎn)程、中程導(dǎo)彈）的作戰(zhàn)系統(tǒng)，反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)是為反導(dǎo)指控中心做出作戰(zhàn)決策的信息提供群體的一個(gè)總稱。傳統(tǒng)意義上反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)包括地基遠(yuǎn)程雷達(dá)，地基多功能雷達(dá)網(wǎng)，測(cè)控站，地面信息中繼站等，隨著太空技術(shù)的發(fā)展以及美軍網(wǎng)絡(luò)空間一體化作戰(zhàn)理念[2-3]的形成，多種空間平臺(tái)的探測(cè)手段例如預(yù)警衛(wèi)星、空間目標(biāo)監(jiān)視器，傳輸手段例如中繼衛(wèi)星、星上處理技術(shù)等都被納入了該信息支援系統(tǒng)。一體化的反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)對(duì)反導(dǎo)作戰(zhàn)的效能具有深遠(yuǎn)影響，目前對(duì)該系統(tǒng)的分析一般集中在這幾個(gè)方面：具體底層技術(shù)的研究攻關(guān)、整體上作戰(zhàn)資源的優(yōu)化與運(yùn)籌調(diào)配以及中間邏輯層的業(yè)務(wù)分析。目前在前兩者的研究比較多，但是在中間業(yè)務(wù)邏輯層的研究比較上。因此，本文采用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言，從系統(tǒng)需求出發(fā)，對(duì)功能需求進(jìn)行用例分析，給出用例圖和用例腳本，作為后續(xù)建模分析的依據(jù)。

1 用例分析

在通過(guò)諸如訪談、查詢系統(tǒng)說(shuō)明資料等方式，可以獲取系統(tǒng)的基本需求[4]，在此基礎(chǔ)上，可以進(jìn)行用例分析。用例從用戶的角度描述了系統(tǒng)的功能，并指出各功能的執(zhí)行者，實(shí)際上就是從用戶的角度去定義具有交互過(guò)程的系統(tǒng)功能。用例[5]可以被陳述成一種現(xiàn)在時(shí)的動(dòng)詞短語(yǔ)，用例（use case）代表的是一個(gè)完整的功能，是動(dòng)作步驟的集合，動(dòng)作（action）是系統(tǒng)的一次執(zhí)行（能夠給某個(gè)角色輸出結(jié)果值）。

用例模型[6]由用例和參與者構(gòu)成，參與者是與系統(tǒng)交互的人或事，只要使用用例，與系統(tǒng)互相交流的任何人或事都是角色，角色是一個(gè)群體概念，代表的是一類能使用某個(gè)功能的人或事，角色不是指某個(gè)個(gè)體。因此，參與者可以包含多個(gè)用戶，同時(shí)，一個(gè)具體的用戶在系統(tǒng)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(zhí)行流程、事件的各個(gè)類；通過(guò)實(shí)現(xiàn)用例，把用例的行為指定到具體的類；找出類的責(zé)任、屬性和他們相互的關(guān)系；規(guī)范地確定系統(tǒng)中各用例的職責(zé)；作為驅(qū)動(dòng)[6]整個(gè)組織需求中建立模型的基礎(chǔ)。

用例分析的產(chǎn)品包括用例圖和用例說(shuō)明。用例圖顯示各個(gè)用例、它們之間的關(guān)系和參與他們的參與者；用例說(shuō)明是一種成文用例，是一種執(zhí)行用例功能的腳本說(shuō)明。反導(dǎo)作戰(zhàn)的信息支援系統(tǒng)按其作戰(zhàn)階段可以劃分為三個(gè)主要部分，分別是預(yù)警部分、跟蹤識(shí)別部分和引導(dǎo)攔截部分。

2 用例分析結(jié)果

在預(yù)警部分，參與者是來(lái)襲導(dǎo)彈和指控中心，其中包含的用例有：發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈發(fā)射、中繼信息、處理預(yù)警信息、摒棄虛警和發(fā)布警報(bào)。用例間的關(guān)系如圖1所示，有普通的關(guān)聯(lián)、包含以及擴(kuò)展關(guān)系，對(duì)該用例模型的詳細(xì)的腳本說(shuō)明在成文用例（見(jiàn)表1）中可以清晰地看到。

在跟蹤識(shí)別部分，參與者是來(lái)襲導(dǎo)彈其中包含的用例有：識(shí)別導(dǎo)彈、導(dǎo)彈數(shù)據(jù)處理、捕獲發(fā)現(xiàn)導(dǎo)彈、穩(wěn)定跟蹤和導(dǎo)彈信息中繼。用例間的關(guān)系如圖2所示對(duì)該用例模型的詳細(xì)的腳本說(shuō)明在成文用例（見(jiàn)表2）中可以清晰地看到。

主要的成功情節(jié)：

空間目標(biāo)監(jiān)視器、遠(yuǎn)程預(yù)警雷達(dá)發(fā)現(xiàn)并截獲目標(biāo)，導(dǎo)彈飛行數(shù)據(jù)中繼到測(cè)控站。

空間目標(biāo)監(jiān)視器和地基多功能雷達(dá)網(wǎng)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行穩(wěn)定跟蹤，并將跟蹤數(shù)據(jù)中繼/傳輸?shù)綔y(cè)控站。

測(cè)控站組織對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行解算處理，形成飛行參數(shù)（速度，加速度，軌道）數(shù)據(jù)庫(kù)，判斷軌道和落點(diǎn)，并與導(dǎo)彈數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)比，得到導(dǎo)彈型號(hào)。

擴(kuò)展：

在引導(dǎo)攔截部分，參與者是來(lái)襲導(dǎo)彈其中包含的用例有：生成攔截計(jì)劃、生成引導(dǎo)信息下達(dá)攔截指令、評(píng)估攔截結(jié)果以及申請(qǐng)二次攔截。用例間的關(guān)系如圖3所示，對(duì)該用例模型的詳細(xì)的腳本說(shuō)明在成文用例（見(jiàn)表3）中可以清晰地看到。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文以反導(dǎo)信息支援系統(tǒng)為研究對(duì)象，采用UML統(tǒng)一建模語(yǔ)言，對(duì)系統(tǒng)的全生命周期進(jìn)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(kāi)發(fā)平臺(tái)之上繪制出相應(yīng)的用例圖，同時(shí)給出了相應(yīng)的用例說(shuō)明表格，從功能需求的角度初步保證了后續(xù)研究中系統(tǒng)抽象的合理性，也是系統(tǒng)信息支援模型執(zhí)行和分析的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)

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[2] 郭崗，申卯興.基于改進(jìn)ADC模型的反導(dǎo)作戰(zhàn)效能量化分析[J].現(xiàn)代防御技術(shù)，2012，（06）：81-86.

[3] 羅輝，陳杰生，王幸運(yùn).美軍反導(dǎo)與反衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀及一體化趨勢(shì)研究[J].飛航導(dǎo)彈，2015，（3）：27-32.

[4] 徐亮，張莉，樊志強(qiáng).一種基于UML的實(shí)時(shí)工作流建模方法研究[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)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(zhuǎn)換方法[J]. 軟件學(xué)報(bào)，2010，21（02）：287-304.

[6] Joey George，DineshBattra.面向?qū)ο笙到y(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[M].北京：清華大學(xué)出版社，2016：99.

作者簡(jiǎn)介

夏晨森（1993-），男，學(xué)歷：研究生學(xué)歷，現(xiàn)就職單位：中國(guó)人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊(duì)航天工程大學(xué)研究生院，研究方向：系統(tǒng)科學(xué)。