（道路与铁道工程专业论文）公路设计管理信息系统的研究与开发.pdf

摘要 公路设计管理信息系统( h d m i s ) 是面向设计企业的综合信息系统，它是一个 将管理与设计结合为一体的集成化软件。该系统以工程信息管理为核心，工程项 目管理为主线，同时辅助企业的领导者进行科学、合理的预测和决策。 本文在分析研究公路设计企业管理模式的基础上，应用面向对象的分析方法 对h d m i s 进行了系统的需求分析，通过用例分析划定其功能范围，确定了该系 统的计算机信息模型；同时，采用面向对象的设计方法对系统进行了具体的设计。 在方案优选模块中：针对公路建设中环境影响评价滞后于公路建设的现 象，将环境因素的影响提到设计阶段，并对环境指标进行了重点分析，提出了用 于比选的9 个定量指标：采用层次分析法确定各级指标的权重，并对判断矩阵 予以修正；引入距离测度的概念勰决各专家的权值问题；运用灰色关联法分 析各指标的关联系数，并结合指标权重、专家权重，最终得到各方案的关联度优 劣排序。 在经营状况预测模块中，着重分析预测的数学模型。对g m ( 1 ，1 ) 模型中背景 值的计算方法进行改进，这种改进使模型具有对建模结果进行优化的能力。同时 引入概率论的知识，并结合马尔可夫模型动态的预测将来各年的经营状况以及各 种状况的概率，以提高预测的精确性。 根据分析研究的结果，本人用a c c e s s 9 7 构建了系统的数据库，用面向对象的 设计语言v i s u a lb a s i c 6 o 搭建起该系统的整体框架，并编程实现了部分功能。在 系统的软件编制的过程中，对许多模块都顸留了接口，以便于系统功能的扩充与 完善。 关键词：设计管理信息系统方案优选 预测模型 a b s t r a c t h i g h w a yd e s i g nm a n a g e m e n li n f o n l l a t i o ns y s f e mi sac o m p l e xs y s 豫& w h i c hi s f i tf o rd e s i g nc o f p o r a t j o n t h es y s f e mi n l e g r a t e sd e s j g nw j l hm a n a g e m e 咄m da s s i s l s t h el e a d e r si nm a 妇n gd e c i s i o na n dp r e d i c i i o nr e a s o n a b l y a c c o r d i n gt oc h er e q u i r e m e n to fd e s i g ne n f e r p r i s e ，i h ef a n h e ra n a l y s 每o fh d m l s i sc a 丌i e do ucw j t ho b j e c t o r i e n l e dm e i h o d b yc h ea n a l y s c so fu s ec a s e ，沤s c o p eo f f u n c t i o ni sd e f i n e d ，a n di t sc o n 叩u f e rm o d e li ss e tu p i n o p t i m a ld e c i s i o nm o d e l ：n i n cm a i ne n v i r 。n m e n t a li m p a c l 耐e x e sa r e s u m m a r i z e da n dq u a l j u e df r o ml h em a i na s p e c lo fe n v j r o n m e n i a i i m 严c to fr o a d c o n s t n l c t i o nb a s e do nt h ep “1 1 c j p l e so fc o m p a r a b i l i l ya n dm e a s u r a b i i i c y ； c a i c u l a l c e a c hi n d e xw i f ha n a i y e j ch i e r a r c h yp r o c e s s ，a n di n l r o ( i u c ec h ec 。n c e pe so fe d u c i i 】g m a f r i xa n da b s 0 1 u t ec o i n c i d e n c em a t “xi oa d j u s fj u d g m e n cm a c r i xi no r d e r1 0m e e tw i 【1 1 s a t i s f a c t o r yc o n s i s c e n c y ；i n t r o d u c el h ed i s c a n c e oc a l c u l a t et h ew e i 曲lo fe x p e 九； a n a l y z et h ef e l a l i o n s h i pc 。e f f i c i 。n sw i l h 替a yr e l a t i o n s h i pm e l h 。d ，t k bi n i e 铲a l e t h ew e i g h t so fi n d i c c sa n de x p er l sw i l hi h e ml oo b f a i nl b ec o m p o s i 0 ro fa l lo fl h e s c h e m e s t 1 1 ep r ed j c f i o nm o d u l ci ) 】a c c sas p e d a l e m p h a s i so na n a i y z e 【h em a 【h c m a l i c s m 。d e l a n a i y z et h ed e f c c to fg r a yp r e d j c i i o nf 。r j m l l a ，a n dp o j n fo u 【h es l n i c c u r eo f b a c k g m u n dv a l u eh 鹞a ni m p o r t a 兀fi 玎n u e n c eo nc h ep f e c i s j o h f r o ml h ep o i n co fv i e w ， an c wc a l c u l a t i o nf o r m u l ao fb a c k 矿。u n dv a l u ei s p r o p o s e d ，a n dt h ei n l p r o v e m c n i c o u l dm a k cm c 孕a ym o d e lh a v ei h ea b j l i t yt 0o p t i m i z et h em o d e l i n gs oa si ( ) o b i a 沁 t h eo p t i m a lr e s u l t s p r e d i c 【1 1 1 cc o m i ”gs f a c u s e sa n d1 1 1 e p r o b a b j l i i yo fe a c h s t a l u s d y j l a m i c a l ly ，c o m b i n c dw i t hm a r k o vm o d e l i na d d “i o n ，a c c 。r d i n gc oc 1 1 er e s e a r c ha n di h em c l h o di nc 1 1 ep a p e h d m i s s o f c w a r ew a sd e v e l o p e dw i c l la c c e s s 9 7a n d s ua lb a s i c 6 ou n d e rw i n d o w s 9 8 a 1 1 ( 1 m a n yo p e n i n gw e r es e ti ns o f l w a r es oa s1 0c x i e n da n dp e r f e c tt h ef u n c t i o no fh d m i s k e yw o r d s ：d e s 唔nm a 衄g e m c n t i n f o m a c i o l ls y s c e m o p i i 】n a ld e d s i o n p f e d 衙i o nm o d e i 第一章绪论 1 1 课题研究的意义 从2 0 世纪8 0 年代中期起，我国道路交通进入高速发展时期。根据交通部编 制的“中国公路网发展战略捌划”，在全国公路网中优先建设和发展以高速公路 和一级公路为主的国道主干线系统，该系统包括“五纵七横”十二条干线，总里 程约为3 5o o o 公里。交通部已经编制印发了国家重点公路建设规划，共1 3 纵、 1 5 横2 8 条路，建设总里程7 10 0 0 公里”3 。要进行如此大规模的公路建设项目， 就必然要求对相应的设计行业、施工企业进行现代化的管理，这就不仅需要有现 代化的管理方法，还要有先进的管理手段，而计算机技术的信息化就是这种先进 的代表。 在西方发达国家，信息产业早在五十年代中期就已经发展成为门新兴的产 业；在七十年代末，其发展速度已远远超过了各种传统产业。我国的信息产业起 步较晚，但发展迅速，很快在国民经济各部门中渗透、融合、交叉，推动了经济 的迅速发展。然而，公路行、的信息化程度却发展较慢，远不及商业、工业、科 研、教育等行业。全围工程勘察设计行业2 0 0 0 2 0 0 5 年汁算机应用工程及信 息化发展规划纲要要求：建成以网络为支撑，专业c a d 技术应用为基础，工程 信息管理为核心，工程项目管理为主线，使设计与管理初步实现一体化的集成应 用系统。1 。开发集成应用系统，采用现代生产技术和管理科学，实现生产与管理 的集成，可以使企业资源共享，高效营运，推动企业信息化，增强企业的综合效 益与竞争力。 随着计算机的迅猛发展，各种应用软件的逐步普及当前设计企业的各刹，信 息己逐步走向电子化，如a ul 。c a d 、w ( ) r d 、e x c e l 、c a d 、p 3 等等，这些与原来的 手工作业方式相比，无论是工作效率还是工作效果都有了很大的提高。但这些软 件大都是一些零散的孤岛，没有形成一个完整的系统，因此还很难满足企业灵活 多变的实际需要，同时还有很多工作基本停留在人工实施阶段。虽然设计院已经 基本上实现了c a d 成图，其技术也改变了传统的设计手段和方法，提高了设计的 质量和水平，但同时。些技：术和管理上的问题也越来越突出的摆在了人们的面 前。由于管理未实现自动化和信息化，对于一个设计企j i 2 来说，大量的图纸和文 档是用人工进行管理的，查询起来特别费时和费力，阁纸占用了很多的建筑空n ，j ， 版本的更新也难以得到有效的控制，经常发生混乱。即使有的设计院将m i c r o s o f 【 p r o j e c t 9 8 用于项目管理，e x c h a | 1 9 e 用于后台管理，用o u t l o o k 进行收发文、邮件 管理，但没有形成一个整体的系统，管理的有效性还是大打折扣。 由于现在公路的设计任务繁重，为了赶工期，各设计院没有对设计程序进行 严格的管理控制；即如i s 0 9 0 0 0 贯标认证要求的那样，严格制定和执行程序文件， 而这些对于设计院这样的科技型企业来说尤为重要。其实，公路设计早已形成一 套行之有效的设计程序：预可、工可、方案设计、初步设计、施工图设计，确立 了逐级审核制度。现在各设计院都在贯标认证，也就是说对设计过程程序化、标 准化、制度化，必须符合国际标准i s 0 9 0 0 0 。 现在，我国的设计院已经从事业单位的体系中脱离出来，成为社会化的生产 和市场竞争条件下建立的产权清晰、权责明确、政企分开、管理科学、自负盈亏 的商品生产者和经营者。对设计企业来说，这种改革也意味着一种新观念的建立。 为了保证企业管理活动的及时和高效，各级生产管理者必须能够准确、全面、及 时地获得企业内部的可靠信息，并及时对各种信息做出准确地反应。而信息作为 搞好管理工作的基础，对经营决策、控制生产过程和提高经济效益起着重要的作 用，企业的各项管理工作都应力求做到事前管理，这就要求及时进行准确的信息 反馈，用以监督各项计划的执行。但由于老方法在制度和操作上的繁琐以及易发 生疏漏，信息很难得到准确迅速的反馈，管理人员需花大量的时间进行整理统计， 周期过长，这就不能及时的掌握设汁的动态情况，使得信息滞后，这是因为企业 现代化管理思想还没有在公路设计行业内深刻地确立下来。由于缺乏对先进的管 理技术和方法的了解，企业在面临决策时，没有相应的软件的支持，不能采取适 当的方法进行及时的分析和判断，导致在进彳亍决策时的主观成份过大，缺乏客观 的依据，难以做出比较准确的决第。 管理信息系统( m 【s ) 是一个亩人、计算机等组成的能进行信息的收集、传送、 存储、加工、维护和使用的系统。m 【s 能实测企业的各种运行情况：利用过去的 数据预测未来；从企业全局出发辅助企业进行决策；利用信息控制企业的行为： 帮助企业实现其规划目标。它是一个包括计算机、通讯、管理现代化和运筹学的 综合，陆系统。 应用管理信息系统的优点： 1 1 管理工作的程序化 管理： 作有它的客观规律，为使它的管理工作科学化，必须制定一套“管理 工作的工艺规程”。 2 ) 管理业务的标准化 所谓管理业务标准化，就是把管理工作中重复出现的管理业务，按照现代化 生产的客观要求和管理人员长期积累的实际经验，规定成标准的工作程序和工作 方法，用制度的形式把它固定下来，成为行动的准则。 我们现行管理工作中存在混乱的原因很多，其中很重要的原因是没有形成一 套合理的管理流程，管理业务的标准和管理人员的岗位责任制。而管理信息系统 的应用，可以把在长期工作中积累的管理经验用制度的形式固定下来，并使之条 理化，制定成一套管理标准。这样，以后不管谁来这个工作岗位，都要按这套 来做，长期的积累，不断的改进，必然能使我们的管理水平不断提高。 3 1 报表文件的统一化 1 2 国内外的研究发展情况 当前，世界正处在信息时代，信息革命已冲击到了各个具体行业计算机技 术则无疑是信息时代的核心代表，也是信息产业向其他产业渗透的载体。计算机 也已从单项事物管理转向系统应用，从一般的辅助管理转向辅助决策及信息应用 的集成。 在国外，西方发达国家的信息化程度很高，各行业对管理信息系统的研究也 较为普遍，而且其管理软件己趋向于集成化和通用化。如美国的e d s 公司的p d m 产品( 产品数据管理，主要负责企业的设计领域，为企业提供各种产品工程信息) i m a n ( i n f o n n a t i o n m a n a g e r ) 专门为企业提供产品数据管理领域技术，用于 管理产品整个生命周期内的全部信息( 包括工程设计部门和整个企业范围内所涉 及的有关产品信息的全部内容) ；m p ri i 主要管理企业的生产领域：还有m m 公 司的产品p r o d u c c m a n a g e r ；现在比较流行的项目管理软件是微软公司的m i c r o s o f i p r “e c t9 8 。 在国内，信息产业虽然起步较晚，但发展也很快。现在许多公路部门已组织 力量自行研制管理信息系统，更有许多软件开发公司也加入到这一领域中来。北 京中交跨世纪公司的管理大师2 0 0 2 ，提供b s 、c s 体系的管理办公解决方案， 根据企业内部的工作流程对各项业务进行动态控制，根据其管理模式管理企业资 源。西安海德公司的公路工程计量与支付系统、质量控制系统、试验数据处理系 统和文档管理系统在国内市场上也有一定的份额。其中，珠海同望利技的影响比 较大；同望2 0 0 0 系列的覆盖面广，涉及到了工程造价、标书制作、工程质量、计 量支付、工程合同、物资、机械设备等多方丽的管理，而且在各大城市都设有分 公司。广州东方思维的h c s 建设管理系统的目标就为公路项目提供快速、准确、 全面的数据统计报表，实现全程动态管理和实时监控；并尽可能减少手工操作， 使管理人员可以把时间和精力放在生产第一线的组织实施和质量管理中去。h c s 系统已经在广东一些高速路匕的应用取得了成功。而上海金维公司则开发了一套 面向设计院的计算机网络高层的应用软件0 n d o c s “工程设计管理软件。北京 中科院凯思博宏的产品凯思p ) m 管理系统也在很多单位取得了成功。 耳前，国内每年用于企业信息管理的资金有i5 0 0 万美元，但其中6 0 的项 目很不成功，主要原因有：一是国外软件不符合中国企业的实际情况，国外开发 商不了解中国企业的运作模式，中国用户不明白国外软件：二是不重视系统的客 户化工作及后期服务工作。而国内虽然是色彩纷呈，但由于许多也是手工作坊， 整体水平较低，软件的局限性很大，集成化程度不高，对于预测、决策等辅助管 理功能更是很少涉及。这也是国内管理信息系统软件存在的很大的一个缺陷，有 待i 二进一步的发展。 1 3 公路设计管理信息系统( h d m i s ) 简介 h d m i s 是面向公路设计啦位的综合管理信息系统，它是一个将管理与设汁结 合为一体的集成化软件。它以工程信息管理为核心，工程项目管理为主线，通过 收集、管理设计院内、外部的信息，为企业各层次、部门提供信息支持：并为项 目管理提供决策，同时还分析、预测企业的经营状况，辅助企业的生产、经营和 管理，实现设计的标准化，管理的系统化、规范化和数字化。 本软件系统适用于下面所列条件以上的环境： 硬件： c p u ：赛扬4 6 6 硬盘： 1 3g 内存： 6 4m 显卡： v g a 鼠标：标准 键盘：标准 软件： 操作系统：w jn d o w s 9 8 编程语言：v js u a lb a s i c 6 0 娄2 _ 戋 库：m jc r o s o f ta c e e s s 9 7 1 4 本论文的研究内容 本文研究的内容是基于设计企业的工程项目管理模式，对企业的管理进行职 能的划分，同时对预测和决策等辅助管理进行分析，并提出了解决方法。 所作的主要工作是： 1 ) 收集公路设计企业的资料，进行企业需求分析，并划定其功能范围： 2 ) 应用面向对象方法和技术对 d h s 进行系统的初步分析与设计，建立 卸d m i s 的企业信息模型； 3 ) 应用a c c e s s 9 7 建立h d m 【s 的本地数据库并实现其关键部分： 4 ) v i s u a lb a s i c 60 实现m d i 的总体框架： 5 ) 卸) m i s 部分模块内部数学模型的建立，并编程实现，如经营状况的预测、 设计方案的优选。 由于此课题的涉及面非常广，工作量非常之大，本人所做的上述工作也只足 其中一部分。 第二章设计企业管理信息系统的分析与设计 2 1 信息系统需求分析 需求是指用户要求软件系统必须满足的功能和限制，需求分析是系统开发的 一个重要步骤，是整个系统开发的基础。如果需求定义错误，那么不论以后各步 的工作质量如何，都必然导致系统开发的失败。研究表明，6 0 8 0 的错误来 源于需求定义，随着开发生命周期的增长，改正错误和在改正错误时引入附加错 误的代价是按指数增长的 3 】。 需求分析要对样本企业的组织结构、业务需求、信息流向和外部需求进行全 面的调查，并将所收集到的各种资料进行归类分析。 2 1 1 样本企业信息组成 公路勘察设计企业的主要任务是1 4 1 ： 1 ) 接受委托方( 甲方) 委托书或与甲方签定合同。 2 ) 进行外业踏勘，做可行性报告( 含预可研) 。 3 ) 按批复的可行性报告进行初步设计或施工图设计的外业测量，作内业，进行 设计( 初步设计或旋工图设计) 。 4 ) 交出设计文件，结算设计费。 5 ) 文件存档保存。 本研究选取的样本单位为交通部第二规划勘察设计院和湖南省交通规划勘 察设计院，它们均属国家甲级交通勘察设汁单位。通过对样本企业的业务、机构、 需求进行综合、归纳、筛选，提取出“ d m s ”的企业模型。该模型包括明显的 三个层次：决策层、职能层和生产基层。 决策层：设计院的主要领导人及为决策提供服务的人或部门；该层负责院里 的宏观决策，左右院里的经营决策、管理方式，是领导的核心。要求得到的资 料要有概括性，但并不需很细致。 职能层：设计院设立的负责各项具体业务的部门或科室，如财务处、人枣处 等，该层构成厂整个活动的构架。 生产基层：直接从事具体生产的各设计处、室，以执行决策层和职能层下达 的任务为工作目标。 表2l 样奉企、l k 的篷本信息表 交通部第二规划勘察设计院湖南省定通规划助察设计院 层次翻ji j职能层次部门 职能 院k 、副 院长、副 院长、总 院长、总 决策层企业经营决策 决策屡 工、总会 企业经营决策 工、总会 计师、院 计师 办公室 党委工文秘、组织、宣传、闭委党群工作党务、纪检、纽织、 作部 t 作 处 宣传、团委 人力资人力调配、考核、职称、人力资源人事制度、考核、 源部员工管理、培训、处培训、职员信息 市场开发、经营管理、合 生产经营 招投标、合同管 经营部叫管理、投资编制、信息 处 理、计划、进度控 分析、经营统计制、项目管i t l 项日管理、计划组织、检质量工n - l 划、质 生产管查督促、过程协调、项目技术质量量记录、质逯报 理部 核算、统计分析、设备仪 处告、质量监督，审 器管理核 技术开 科技管理、技术开发、弼 文件出版、复印、 职能层 络管理、屯子技术文档、 职能层 出版室 发部 装订 图库、网页管理和发布 信息档信息、图库编辑、图书资 电算室 软件、网络维护、 案室利、档案管理、期刊管理计矩机设备维护 财务会资金管理、财会管理、费财务审计资金管理、财务管 计部用管理处 圈 造价审计 监督部纪检监察、审计项目概、预算 所 总工办技术管理、质量保证、后仪器检测仪器销售、检测、 公室续服务、项口考核、总结销售公司维修、提供高程 行政事 采购、车辆管理、后勤管 理、行政脚调、医疗保健、 岩土工程 提供地质资料 务部公司 法律事物 路桥、建 生产基各设计 具体生产设计 生产基 筑、隧道 设计处、具体生产设计 詹 处 层 试验检测 中心 2 1 2 样本企业的功能需求 功能需求的划定是对企业基本要求的概括，也就是确定系统分析的问题域， 只有明白了这个系统将要做什么，才能决定下一步该如何去做。 根据样本企业的基本信息组成及各个部门的职能，设计企业功能的应用需求 将主要集中表现在如下几点： 1 ) 生产经营信息管理 进行市场开拓、招( 投) 标、任务的确定及下达、生产计划管理、完成项目 统计、合同管理、收费管理、完成收费睛况的统计、奖金的核算及分配、联系对 外接口、交付设计文件，同时对企业的经营状况进行预测，为企业领导决策提供 依据。 2 ) 工程项目信息管理 对承棱的工程根据具体情况定义项目机构、人员组成、角色分工和任务。同 时对任务其进行分解，并下达到相应的部门和有关人员。统计工作的完成情况和 工时消耗，并进行资金控制和质量控制，以科学的方式及时表现出项目进度，作 为项目经理协调项目和决镱层管理决策的依据。了解人员动态信息，对全院设计 人员情况、任务负荷情况随时掌握，为接受任务、计划调度提供依据，给领导层 提供决策依据。对备选设计方案进行多目标的综合优选。 3 ) 人力资源信息管理 人事锶度管理、档案管理、劳务合同管理、人员业绩考核、人员培训和市场 招聘信息，同时根据人员的工作考核情况分别对其实行相应的奖惩。 4 ) 财务设备信息管理 标准的财务报表及企业内部专用的财务报表、进行工程成本的核算、固定资 产管理、财务计划、财务审计、设备的购进与维修等。 5 ) 科技档案信息管理 设计文件底图的整编、存档，科技档案的验收与发图，技术文档管理、图书 期刊管理，科技档案借阅管理，地形图资料管理等。 2 2 面向对象方法对h d mls 进行系统分析与设计 2 2 1 系统开发方法简介 目前，信息系统应用程序的开发方法有很多利，典型的有：系统开发生命周 期法、快速原形法、结构化方法、数据建模方法、面向对象方法等。这些方法都 是在一定的层面上，从不同角度提出，但又是相互联系、相互支持桂巨制约p j 。 1 ) 系统开发生命周期法( s d l c ，s y s t e m sd e v e l o p m e n tl i f ec y c l e ) 系统开发生命周期是用于规划、执行和控制信息系统开发项目的一个项目管 理过程。它强调严格按工程化的方法，遵照其的标准进行系统开发，且开发的各 个阶段有严格的先后次序，但该方法需早期冻结用户的需求。 2 ) 快速原形法( r 矗p i dp r o t o t y p i n g ) 快速原形法指用户需求被提取，快速地构造一个最终的、具有进化能力的工 作模型，并逐步发展和完善。强调动态地定义系统，随着开发人员对系统理解的 加深而不断地对需求进行补充和细化。此方法在分析和设计上的深度不够，可能 在未能很好地理解用户需求的情况下就着手程序代码的编写，而且工作原形也并 不见得容易修改。 3 ) 结构化方法( s t m c t u r e dm e t h o d o l o g y ) 又称为数据流建模方法，从数据流的角度将业务分解为可管理的、相互关联 的子问题，再将这些子问题综合成整个业务问题，其实质是“自顶向下、逐步求 精、分而治之”。此法的优点是先全局后局部、先整体后细节、先抽象后具体的 组织人的思维活动，编写的程序结构清晰、易懂；但在支持可视化的系统模型时 很难清楚直接的从功能、数据和过程到问题域的转变，这就很难从需求模型到设 计模型的平稳过渡【5 1 。 4 ) 数据建模方法 这是一种面向数据的方法，该方法从系统数据和由这些数据如何产生信息的 角度来描述系统，根据系统数据的组织和存取方式来建立系统模型该技术从信 息( 数据) 而不是从功能( 过程) 的角度来开发信息系统。 5 ) 哪方法1 6 1 d e f 是在7 0 年代提出的结构化分析方法基础上发展起来的。 d e f o 用于功能模型，描述系统的功能活动及其联系。 d e f l 用于信息模型，描述系统信息及联系，作为数据库设计的依据。 e f l x 用于数据模型。 6 】面向对象方法c 7 】( 0 b i e c t o r i e n t e d ) 面向对象方法追求现实问题空间与软件系统解空间的直接模拟，它是面向过 程技术与面向数据技术相结合的产物。其基本原理就是按照人类自己认识客观世 界的一般方法和一般的思维方式去分析问题和解决问题。该方法具有模块性、封 装功能、代码共享、灵活性、易维护性、增量型设计、局部存储与分布处理的优 点。 前五种方法都严格支持可视化系统模型，但不能从功能、数据和过程到问题 域进行直接的映射。而没有直接清楚的映射，就很难获得准确的模型，且这些方 法也将数据与过程分离开来，存在从需求分析模型到设计模型进行平稳过渡的问 题。面向对象方法中的对象是对问题域中事物的完整映射，它的结构和连接如实 地反映了问题域中事物之问的各种关系。1 。面向对象方法所建立的系统模型是对 象问题域的完整、直接的映射，不存在从分析到设计的过渡问题。 y o u r d o n 教授强调面向对象方法的最大好处是软件的可复用性9 。1 ，所以面向 对象方法在对h d m i s 的分析和设计中成为首选的方法。 2 2 2 面向对象方法基本理论 2 2 2 1 面向对象( 0 b j e c t o r i e n t e d ) 的概念 面向对象技术是2 0 世纪9 0 年代计算机研究领域中广泛应用的技术，它既是 一种软件开发方法，也可作为建立系统的基础结构，直接反映了人们对客观世界 的认知模式。 从广义来讲，面向对象的原 则就是： 一切事物皆为对象： 系统均由对象构成； 系统的发展和进化均由 系统内外部对象问的相互作用 完成。 具体的抽象的 圈21 o o 法的基本思想 面向对象方法的基本概念如下”1 ： 对象：描述客观事物的实体，是保存属性和一组操作行为的整体。 类：指具有相同或相似结构、操作和约束规则的对象所组成的集合。 属性：描述了对象的具体特征，由属性名和属性值构成。 方法：是信息系统为满足用户需求采用的行动，是对事件的响应。 继承：是从一。个祖先获得特性或特征的一种机制。 封装：指软件组成部件应当分离或隐蔽为一个单位。 主题层：把一组具有较强联系的类组织在一起而得到的类的集合。 a ) 娄对象的 表示法 娄 ( b ) 属性与方往 ( c ) 分类结构表示往 表示眭 健体计氰的髅 1 m 邦甘豫的类 d ) 组装结构震i ；往 誊 发送者( 袭) 一i 接收者( 类 n ( e ) 实倒联系衷示珐 ( f ) 消息传递袁示墟 图22 面向对象方法的基本图示 222 2 面向对象的系统分析 面向对象的分析方法主要包括以下五个基本步骤”： 1 ) 标识对象( o b i e c t i v e ) 标识对象的目的是产生个稳定的框 架模型以便考虑问题空间。这一步要从研 究的问题域入手，确定潜在的对象，同时 看对象是否满足以下原则：是否产生实 例( 两个以上) ；是否具有比较明确的潜 在属性；对象提供的方法是否在系统中 有用。 2 ) 标识结构( s t m c t u r e ) 结构足问题域中各种关系的表示，与 系统的任务直接相关。 3 ) 标识主题( s u b i e c t ) 图2 - 3面向对象的软件开 发过程 主题是模型控制的机制，它给出模型的总体概貌。标识主题的重要原则是心 理学中的7 2 原则，指一一个人在某一时刻可以集中注意力处理的事件数为7 2 。 一旦确定了对象和结构之间的连接关系，就可将紧密耦合的主题组合起来得到新 的主题。 4 ) 定义属性及实例联系( a t t r m u t e ) 属性描述对象内部的信息，由该对象的方法专门操纵。定义属性的步骤可以 分为：属性标识，属性定位，定义实例连接，修订对象，说明属性和实例连接约 束。 罔 5 ) 定义方法及消息传递( s e i c e ) 方法迸一步细化对现实世界的抽象。定义方法的中心问题是为对象和结构定 义所要求的行为，确定对象实例闻的通讯。定义方法的步骤为：标识对象状态， 建立基本的属性服务：标识所要求的服务；标识消息连接，建立实例间的处理。 由图2 3 可以看到面向对象系统的开发过程是一个渐进过程，其中的步骤不 具有决定的顺序关系，应该是一个可重复和可迭代的过程。 2 2 3 基于面向对象方法的h d m is 系统分析与设计 勘察设计院是以项目开发和设计为核心的，此类管理信息系统所提供的主要 功能模块是以项目的开发、设计管理特点为核心全面展开的，它主要实现了企业 对项目开发的设计过程管理、设计变更管理、项目设计数据管理、设计数据信息 的查询和利用的需要，以及辅助领导层进行综合决策和做出科学的预测。 通过对收集的资料进行分析，发现设计院内部的管理涉及到三大模块：日常 性事务理、生产经营管理、档案管理。 剥于一个管理软件来说，本文基于其功能范围将其划分为：生产管理模块、 行政管理模块、图档管理模块和系统管理模块这四个部分。 匝蝉拦薄棼剥蝽幅寸n匝 匝鞑疆雷肇趱h窆oi 2 231 生产管理子系统的用例分析 生产管理子系统是m r s 的重要部分，它担负着院里整个生产管珂f 门f t 务。 、用例分析 1 工程项目子系统 1 ) 新建工程项目 检索登录信息，确定操作权限： 提交登录信息，并保留到数据库。h 给出新建工程的信息录入界面： 录入工程基本数据( 工程代号、名称、类别等) ，并确认； 将录入信息提交给系统，构造新的工程项目数据库； 系统与当前数据库连接，将新增信息提交给工程项目一览衷。 2 ) 删除工程项目 检索登录信息，确定操作权限： 提交新登录信息，保留到数据库【 ，： 从工程项目一览表中选挥需要删除的项目，向系统发出删除命令： 从数据库中查出相应的工程数据托并删除。 3 ) 项目管理 a 选择工程项目 b 项目基本信息录入 发出登录命令，与数据库相连，并给出信息录入界面； 录入工程基本信息( 项目类型、名称、代号、规模、委托方、建设单位等) 将信息提交给数据库，并可进行信息的增加、删除、修改等操作。 c 项目合同管理 a 合同撰写 选择合同文件的范本格式： 录入基本信息，并提交给数据库； 生成合同文件，并存储。 b 合同变更 选择要变更的合同，系统与数据库相连并调出相应的合同： 录入新资料，并提交相应的数据库； 生成变更后的合同文件，并提交合同文件一览表。 合同统计 选择项目名称； 与数据库相连，调出浚项目的所有合同； 选择合同名称，并可进行合同文件的删除： 生成该项目的合同嗵表。 项目概预算 可直接导入已有的且较为成熟的概预算软件，如t o o n e2 0 0 2 。 项目计划 计划编制 登录，进入计划编制录入界面； 将项目逐层细化，并编码标识，生成项目树状图： 同时调出人员分配录入界面，确定子项目的完成时间； 填写子项信息( 编号、名称、完成时间等) ，并提交数据库，生成开工报告。 资源配置 发出资源配置命令； 根据任务的专业要求，配备相应资质和数量的专业技术人员、仪器设备i 将信息提交给相应的数据库，并生成项目资源配置表； 将生成的资源配置表提交给生产经营部门。 项目变更 收到变更指令( 包括合同变更或进度调整) ； 登录，进入变更界面： 录入变更内容( 如项目的变更资料) ； 系统将新信息提交给数据库，并将变更的内容发给有关人员。 项目进度控制 进度安排 登录，系统与相应的数据库相连； 确定进度安排中的关键线路，并指定其完成时间； 绘制进度曲线，出具生产计划汇总表、进度汇总表、计划明细表，并提交给 各责任负责人： b进度统计 e a b 。： f 孔 与相应数据库相连： 录入项目报出信息( 如工时、图纸r 作量、。】；i ；物1 作量) ，并提交给数据库 自动绘制进度图表( 如柱状图和等图表) ，l i 观地反映实际。j 计划的燕距； 系统将进度统计结果提交给项目负责人。 进度调整 项目负责人登录： 对实际进度做出调整，输入新的进度变更【司和调整原因； 将此信息作为变更信息存入数据库，并将调整结果发给各相关的设计人员。 项目质量管理 项目成本控制 工程协同设计子系统 这一模块只对方案设计优化予系统进行面向对象的用例分析。 生成备选方案 登录，权限检查，进入备选方案生成模块； 与相应数据库相连； 检索各选方案的工程数量、工程费用及一些相应的特征值： 将特征值进行处理，得到所需的目标特征值； 目标特征值排列，生成各选方案。 指标体系确定 登录，进行权限检查，进入指标体系确定界面： 各专家输入指标两两比较结果，生成判断矩阵： 进行判断矩阵一致性检验； 对不满足致性要求的矩阵进行调整； 将调整后的矩阵进行处理，得到排序向量： 处理排序向量，得到专家权重； 将排序向量和专家权重组合，得到优选指标的权重； 出具指标权重，并提交系统。 方案优选排序 与相应数据库相连： 调出备选方案的排序数列，并生成参考数列和比较数列； c g h 2 ” 动 ” j _ ，对指标进行规范化处理； 计算得到备选方案每+ 指标的关联系数： 调出指标权重，得到备选方案的关联度； 关联度排序，得到最优方案，并存储。 4 ) 最优方案浏览 显示方案排序结果； 与相应数据库相连，调出最优方案资料： 将决策结论发送给相关责任负责人和总工。 二、对象建模 表22 工程项目子系统建摸 对象 属性方法 工程项目一览表工程类型、工程名称、工程代号 增删、检索、选择 工程项目基本 类型、名称、代号、委托方、工期、提创建、删除、更改、连接、 交日期、项目管理人员、技术岗位人员、录入、检索、提交信息 信息 预算造价、设计内容、说明 用户用户名、密码、部门增删、修改、确定操作权限 台同名称、代号、项目名称、甲方、乙登录、检索、录入、增加、 合同文件 方、资料提交日期、金额、费用支付方 删除、创建、选择、变更、 式、变更内容、说明提交 变更指令、原因、依据、变更范围、内 录入、修改、提交、下达 工程变更 容、费用标准、变更金额 合同文件项目名称、合同名称、合同代号、变更检索、选择、增加、删除、 一览表记录、各注提交 登录、任务分解、资源配置、 工程项目 增加、删除、修改、刨建 项目名称、子项名称、编号、设备号、检索、创建、录入、增加、 资源配置表设备名称、类型、用途、数量、归还日删除、提交 期、技术人员、管理人员、说明 项目细节子项编号、名称、类型、设计人员、完 检索、创建、提交 一览表工时间、设计内容、备注 项目名称、工序名称、控制点、执行者、登录、选择、计算、修改、 进度计划 开工时间、完成时问、设计费 绘图、创建报表、提交 完成项目 子项名称、工时数、图纸工作量、实物检索、统计、计算、绘图、 工作量、完成设计费、概算费、实际完提交 报出表 成时间 进度调整工序名称、执行者、调整原因、调整时选择、分析、调整、录入、 信息 间 提交 表23 方案殴计优化子系统建模 对象 属性厅法 i ：程项 j工程名称、工程代号 检索、选择 方案名称、编号、评选专家、优枪索、选择、录入、i 算、排序、出 番选方案 选指标、指标权重、说明具结果 指标名称( 单个) 、单位、目标特检索、分析、计算、提交 优选指标 征值、指标权重 判断矩阵、一致性指标、随机一录入、刨建、计算、检索、调整 指标救重 致性比例、排序向量、专家权重 方案比较 方案名称、编号、优选指标、单创建、检索、分f | 、计算、提交、发 位、目标特征值、关联度、优选送 一览表 结果、备注 2 23 2 行政管理子系统的用例分析 对经营决策管理子系统下经营状况预测模块逊行面向对象的用例分析。 、用例分析 1 确定预测指标 登录，检查权眼，进入预测指标确定界面； 选择预测指标； 将信息提交给系统，与相应数据库相连。 2 灰色模型预测 调出预测指标的原始数据： 等维改进后，对原始数据进行一次累加生成，得到累加数列； j 计算背景值，生成矩阵b ： 灰色g m ( 1 ，1 ) 模型拟合； 还原处理，得到还原数列，并提交给数据库。 3 马尔可夫预测 与相应数据库相连，调出数据； 计算残差及平均值与标准差，得到考核指标； 选择置信度，划分置信区间； 划分状态区间： 建立状态转换概率矩阵； 马氏链预测以后几年的状态向量； 计算几年后经营状况的预测范围： 将预测结果提交给系统数据库，并存储。 4 预测结果浏览 登录，检查权限； 与相应数据库相连，调出经营状况的预测结果 将预测结果发送给相关领导。 二、对象建模 表24 经营状况预测模块建模 对象属性方法 预测指标名称、单位、时问、原始数列、备注选择、增加、删除、更新 累加数列、m 值、背景值、待识别参数计算、调整、提交、m 具结果 灰色槿型 列、还原数列 原始数列、还原数列、残差数列、平均检索、分析、计辫 考核指标 值、标准差、 状态区间、状态转抉概率矩阵、时间、检索、选择、分析、计算、 马尔可夫模型 状态向量 置信区间置信度、概率 选择、检索 状态转换概率矩 考核指标、置信区问、状态区间、状态 选择、检索、分析、计算、 阵 转换统计表 时间、状态、状态撅率、预测中值、预检索、计算、提交、发送 预测结果 溯值范围 2 2 + 33 系统管理子系统的用例分祈 一、用例分析 1安全管理子系统 1 ) 系统管理员 登录，进入系统管理员操作界面： 给出可供选择的部门与功能及当前的部门权限选择情况； 选择部门与功能，确定更改操作权限，将更改的信息发送给相应部门 将录入信息提交给系统功能数据库。 2 、部门管理 登录，检索操作权限； 检索部门数据库，并绘出当前部门设置情况； 增加，减少部门，或更改部门信息： 将录入更改信息提交给数据库，并存储。 3 1 用户管理 登录，检索操竹，权限： 检索部门数据库，并给h 当前用户设置情况： 增加减少用户，确定密码，或更改用，1 l f 言息 将用户信息提交给数据库。 2 数据库管理子系统 1 ) 新建数据库 检验操作权限； 新建一个数据库，并存储。 2 ) 数据库备份 检验操作权限，并与数据库干h 连： 选定对象，将数据库进行备份； 将修改提交数据厍，并存储。 3 ) 数据库修复 用例分析参考数据库备份。 4 ) 删除数据库 用例分析参考数据库备份。 3 查询子系统 输入查询的关键闭； 系统与当前数据库相连： 显示查询结果。 二、对象建模 表25 系统管理子系统建模 对象 属性方法 系统管理员名称、密码 维护、检索、确定操作权限 部门部门代码、名称增删、维护、确定操作权限 用户 用户名、密码增删、维护、确定操作权限 数据库名称、编号 新建、备份、修复、删除 第三章h o m l s 数据库的设计 3 1 数据库基本理论 数据库是管理信息系统( m 【s ) 赖以运行的基础，是一个完整的可以组织和 存取大量数据的计算机系统，它允许用户存储任何所需的信息，并且可以以安全 可靠的方式进行读取和更新。 3 1 1 数据库基本类型 有四种基本类型的数据库5 “】： 1 ) 层次结构数据库 数据按一系列树型结构排列，反映出数据之间自然的位置关系。层次结构对 数据关系的模拟可称为“一对多”，即指一个数据值可与其它一个或多个数据值 相关联。但当遇到“多对多”的问题时，表达复杂信息模型就无能为力。层次结 构数据库不存在数据独立性，维护和扩展比较困难。 2 ) 网状结构数据库 数据库把信息存储在数据集中，与文件和袭很相似。数据集中的一条记录与 另一个数据集中的相关记录通过一组物理指针相联系( 链接) 。它的一个最主要 的缺点是非常复杂，缺乏数据独立性，一个链接的断开就会导致整个数据库出问 题，而且维护和扩充比较困难。 3 ) 索引数据库 索引数据库以反向列表代