配电缺陷管理面向对象的系统分析资料

1、配电缺陷管理面向对象的系统分析赵欣艳朝阳供电公司科技信息部摘要：面向对象的开发是一种新的思维方式、新的软件开发思想。基于面向对象技术的建模方法已成为现代建模方法的主流之一。利用面向对象的分析方法对配电设备缺陷管理进行系统分析，我们可以建立一个只针对问题域和系统责任而不涉及具体实现条件的OOA模型，它是一个平台无关模型，独立于任何实现平台。有了这个平台无关的OOA模型，可以针对多种实现平台分别进行面向对象的设计，从而产生多个平台专用的面向对象设计模型。关键词：缺陷管理 面向对象的系统分析 类0引言OOA（Object-Oriented Analyze）是一种分析方法，它具有作为一种分析方法所具有

2、的一切，包括一套符合软件工程要求的概念、原则、表示法、过程、策略及文档规范。同时OOA又是一种崭新的分析方法，它的一切都充分体现了面向对象方法的概念及原则。OOA的基本任务是：运用面向对象的方法，对问题域和系统责任进行分析和理解，对其中的事物和它们之间的关系产生正确的认识，找出描述问题域和系统责任所需的类和对象，定义这些类和对象的属性和操作，以及它们之间所形成的各种关系。最终的目的是产生一个符合用户需求，并能够直接反映问题域和系统责任的OOA模型及其规约1。配电设备缺陷管理的目的是为了掌握运行设备存在的问题以便消除缺陷,提高设备的健康水平,保障电网安全运行。对缺陷进行全面分析,掌握其规律性,可

3、为大修、更新改造电网提供依据。利用先进的面向对象技术，对配电缺陷管理信息系统进行系统分析，找出缺陷管理的类的属性与操作，以及缺陷类与其它类之间的各种关系，建立起OOA模型，为设备缺陷的规范科学化管理提供可复用的与平台无关的分析模型。1系统的技术原理面向对象方法的基本思想包括两个主要方面。一方面是从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能地运用人类的自然思维方式。这可以使系统直接的映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。另一方面，面向对象方法比以往的方法更接近人类的日常思维方式。在软件开发领域内可以对面向对象方法做如下定义：面向对象方法是一种运用对象

4、、类、继承、封装、聚合、关联、消息、多态性等概念来构造系统的软件开发方法。1.1 对象对象是系统中用来描述客观事物的一个实体，它是构成系统的一个单位，由一组属性和施加于这组属性的一组操作构成。属性和操作，是构成对象的两个主要因素，其定义是：属性是用来描述对象静态特征的一个数据项。操作是用来描述对象动态特征（行为）的一个动作序列。一个对象可以有多个属性和多个操作。一个对象的属性和操作结合成一个整体，对象的属性值只能由这个对象的操作存取2。1.2 类在OO方法中，类的定义是：类是具有相同属性和操作的一组对象的集合，它为属于该类的全部对象提供了统一的抽象描述，它由一个类名、一组属性和一组操作构成。在

5、面向对象的编程语言中，类是一个独立的程序单位，它应该有一个类名以及对其所有的属性和操作的定义。类的作用是创建对象。如果在这个类的范围内考虑在定义这个类时舍弃的某些特殊性，则在这个类中就只有一部分对象具有这些特殊性，而这些对象彼此是共同的，于是得到一个新的类。它是前一个类的子集，称为前一个类的特殊类，而前一个类称为这个类的一般类3 。类图见图1.1。类名属性1属性n服务1服务m图1.1 类图1.3 封装封装是面向对象方法的一个重要原则，它有两重含义：第一个含义是，把对象的全部属性和全部操作结合在一起，形成一个不可分割的独立单位，即对象；第二个含义也称为信息隐蔽，即尽可能隐蔽对象的内部细节，对外形

6、成一个边界，只保留有限的对外接口使之与外部发生联系。这主要是指对象的外部不能直接的存取对象的属性，只能通过几个允许外部使用的操作与对象发生联系。封装就是把对象的属性和操作结合成一个独立的系统单位，并尽可能隐蔽对象的内部细节4。1.4 继承继承是OO方法中的一个重要概念，并且是OO技术可提高软件开发效率的重要原因之一，它的定义是：特殊类拥有其一般类的全部属性与操作，称为特殊类对一般类的继承。继承意味着“自动的拥有”，或曰“隐含的复制”。特殊类不必重复的定义已经在它的一般类中定义过的属性和操作，而它却能自动地、隐含地拥有这些属性与操作。OO方法的这种特性被称为对象的继承性。从一般类和特殊类的定义可

7、以看到，后者对前者的继承在逻辑上是必然的。继承的实现则是通过OO系统的继承机制来保证的5。继承关系见图1.2。图1.2 类之间的继承关系1.5 聚合聚合是面向对象方法的基本概念之一。它是一种系统的构造原则，即由比较简单的对象构成比较复杂的对象。同时它也是对象之间的一种关系，即整体对象和部分对象之间的关系。整体对象和部分对象也是相对而言的，前者描述了一个复杂事物的整体，后者则描述复杂事物中的一个相对独立的局部。整体对象和部分对象之间的关系便是聚合关系。类之间的聚合关系图见图1.3。图1.3 类之间的聚合关系1.6 关联在现实世界中，两类（或者多类）事物之间可能存在着某种具有特定含义的关系信息。在

8、面向对象方法中，用关联（association）来表示两个（或者多个）类的对象实例集合之间的这种关系。关联是两个或者多个类上的一个关系（即这些类的对象实例集合的笛卡儿积的一个子集合），其中的元素提供了被开发系统的应用领域中一组有意义的信息。关联关系见图1.4。类B角色数量类A角色数量名称图1.4 类之间的关联关系1.7 消息对象通过它向外提供的操作在系统中发挥自己的作用。当系统中的其他对象（或其他系统成分）请求这个对象执行某个操作时，它就响应这个请求，完成指定的操作所应提供的功能。在OO方法中把向对象发出的服务请求称为消息。通过消息进行对象之间的通信是OO方法的原则之一，它与封装的原则有密切的

9、关系。封装使对象成为一些各司其职、互不干扰的独立单位；消息通信则为它们提供了唯一合法的动态联系途径，使它们的行为能够互相配合，构成一个有机的、运动的系统6。类之间的消息传递见图1.5。类B类A类D类C图1.5 类之间传递消息1.8 多态性在计算机语言学中，多态性的一般含义是一个命名在不同的语境下有不同的语义。在面向对象技术中，对象的多态性通常是指一般特殊结构中对象所体现的多态性，即在一般类中定义的属性或操作被特殊类继承后，可以具有不同的数据类型或者表现不同的行为7。类的多态性见图1.6。图1.6 类的多态性2.缺陷管理信息系统面向对象的系统分析2.1 缺陷管理子系统简介缺陷管理是需要多人协同工

10、作的复杂的工作流程，缺陷管理应用中除了在对象管理器中建立缺陷管理表单所必须的对象类的对象模型外，还必须建立动态的流转模型，其流程图见图2.1。缺陷管理的具体功能如下：图2.1 缺陷管理流程图1缺陷管理分4个步骤：缺陷的发现和登记、缺陷的受理和工作安排、缺陷的消除、验收。2设备缺陷包括运行人员在日常运行工作中（如设备巡视、运行监视、设备操作和测试维护等工作）发现的缺陷，专业人员在设备修、试、校工作中（如设备试验不合格）发现的缺陷，以及其他人员在进行监督性检查、巡视过程中发现的缺陷。3每个缺陷应包括发现日期、发现人、缺陷设备、缺陷类别、缺陷内容、处理情况等信息，尚未处理完的缺陷将直接影响到设备的级

11、别评定。处理完的缺陷进行存档保存，不得删除。4在每一环节处理人员处理完转发到下一环节前，该环节处理人员可以选择给下一环节用户发送手机短信进行提示，保证缺陷单及时进行处理。2.2 面向对象的分析需求分析的准确含义是指对用户需求进行分析，旨在产生一份明确、规范的需求定义。需求分析主要包括以下几个方面。1.确定系统边界系统边界是指系统内部的所有成分与系统以外各种事物之间的分界线。通过全面的了解和收集用户所要求的各项系统功能，确定系统边界。以缺陷管理为例，该子系统的系统边界情况如图2.2。缺陷管理子系统生产人员、管理人员缺陷单设备评级子系统设备管理子系统短信设备图2.2 缺陷管理子系统系统边界2.发现

12、参与者参与者是在系统之外透过系统边界与系统进行交互的任何事物。参与者可以是人员（生产人员），可以是设备（发送短信设备）和外系统（其它相关系统）。可以从接受系统服务以及为系统直接提供服务的各类人员中发现参与者。缺陷管理子系统的参与者包括运行人员、检修人员、管理人员、短信子系统、设备评级子系统、设备管理子系统6种类型。3.定义用况用况是对参与者使用系统的一项功能时所进行的交互过程的描述，其中包含由双方交替执行的一系列动作。把用户所提出的功能组织成适当的单位，即：一项功能完成一项完整而相对独立的工作，并且是通过参与者与系统的一次交互能够完成的；以穷举的方式考虑每一类参与者与系统的交互情况，找出每个参

13、与者要求系统提供什么功能，以及参与者的每一项输入信息将要求系统做出什么反映，进行什么处理，定义相应的用况；检查用户对系统的各项功能需求是否都通过相应的用况做了描述。缺陷管理的用况见图2.3。运行人员·填写缺陷单选择发生缺陷的设备，自动检索出设备所在杆、线信息及线路电压等级，自动生成缺陷单编号，填写缺陷内容、发现日期及发现人信息；传递给下一环节人员进行审核管理人员·审核if 缺陷单填写合格 then 将缺陷单流转给检修人员进行缺陷处理else 将不合格缺陷单退回给运行人员重新填写 end if；检修人员·填写缺陷单录入处理内容、处理日期、处理人信息 流转给管理人员审

14、核管理人员·审核if 缺陷单合格 then 流转给运行人员 终结缺陷单 if 缺陷单合格 对缺陷单文档进行存档 终结缺陷单 else 退回缺陷单给管理人员 重新审核 end ifelse 流转给检修人员 重新处理缺陷单 end ifor 流转给运行人员终结if 缺陷单合格 对缺陷单文档进行存档 终结缺陷单 else 退回缺陷单给管理人员 重新审核图2.3 缺陷管理用况4.建立用况之间的关系当把一个用况中描述的某项局部功能的动作组织到另外一个用况中，则建立它们之间的包含或者延伸关系。缺陷管理与短信系统存在延伸关系，见图2.4，与设备管理、评级管理存在包含关系，见图2.5。条件用户选择发

15、送短信延伸点：选择延伸点选择<<extend>>缺陷管理 发送短信图2.4 缺陷用况的延伸情况<<include>> <<include>>设备管理缺陷管理评级管理图2.5 缺陷用况的包含情况5.确定参与者与用况之间的关系根据每一类参与者将使用哪些用况描述的功能，确定它们之间的关系。一类参与者可参与一个或者多个用况，一个用况也可以有多类参与者参与。6. 绘制用况图 缺陷管理的用况图如图2.6。检修人员评级用况设备用况运行人员<<include>> <<include>>缺陷用

16、况<<extends>>管理人员短信用况图2.6 缺陷管理用况图类图1. 发现对象、定义它们的类研究问题域和系统责任是发现对象的根本出发点。缺陷管理的问题域是配电管理中发生缺陷的各种设备，缺陷管理的系统责任是对缺陷情况进行管理、流转等。所以在缺陷管理中的对象主要有设备、缺陷单等。由于设备在设备管理中已经抽象成了类，所以我们只需要把缺陷单进行抽象为类。我们对这个类进行命名为：pm_ud_pd_qxd。缺陷单类用来存储缺陷单对象。2. 定义对象的内部特征属性和操作通过以下7个方面定义类的属性：对一般常识的考虑；对问题域的考虑；对系统责任的考虑；从保存和管理的信息考虑；从实现

17、操作的功能考虑；从描述对象的状态考虑；从表示关联和聚合的关系考虑。综上7个方面考虑，缺陷单类的属性如表2.1。表2.1 缺陷单类明细表序号属性名发现属性出发点属性规约1缺陷编号对一般常识的考虑应按年度、单位自动生成2发生缺陷设备名称从关联和聚合的关系考虑从设备树上选择3缺陷设备所在线路对一般常识的考虑自动获取设备所在线路信息4缺陷设备所在杆塔对一般常识的考虑自动获取设备所在杆塔信息5线路电压等级对一般常识的考虑自动获取线路电压等级6缺陷内容对一般常识的考虑7发现日期对一般常识的考虑下拉式选择8发现人对一般常识的考虑自动取得当前填写人9缺陷分类对一般常识的考虑下拉式选择10审核人对一般常识的考虑

18、自动取得当前修改人11处理日期对一般常识的考虑下拉式选择12处理内容对一般常识的考虑13处理人对一般常识的考虑自动取得当前修改人14验收意见对一般常识的考虑15验收日期对一般常识的考虑下拉式选择16验收人对一般常识的考虑自动取得当前修改人17根引用id从保存和管理的信息考虑编写脚本，自动获得单位信息18发现日期年月从实现操作的功能考虑不可见字段，自动生成19处理日期年月从实现操作的功能考虑不可见字段，自动生成20缺陷单文档从保存和管理的信息考虑定制缺陷单模板通过分析对象在问题域中呈现的行为以及它所履行的系统责任来发现和定义对象的每个操作。通过分析可以发现缺陷单类的操作有：新建缺陷单；保存缺陷单

19、；删除缺陷单；修改缺陷单；流转缺陷单；终结缺陷单；生成缺陷单文档；缺陷单定位到设备上；传递时短信通知下一环节用户；查询缺陷单；分类统计缺陷单11个操作。3. 定义对象的外部关系缺陷单与根类存在继承关系，与设备类存在聚合关系，与短信系统存在消息关系，与评级系统存在关联关系。用图表示如图2.7。根类名称实例id类型id新建保存修改删除查询分类统计缺陷单类* *1 *评级类短信系统设备类图2.7 缺陷单类外部关系1. 划分包，建立包图包是一种将其它模型元素组织起来，形成较大粒度的系统单位机制。缺陷管理的包图见图2.8。缺陷管理包引入了设备管理包中的设备元素，同时又引入了短信管理包，而评级管理包引入了

20、缺陷管理包中的缺陷单元素。生产厂家缺陷单<<import>>设备变压器评级开关评级线路评级评级管理缺陷管理<<import>>评级汇总配电室、箱变、环网柜、封闭变评级设备管理<<import>>短信管理图2.8 缺陷管理的包图2. 建立顺序图顺序图是一种详细地表示对象之间行为关系的图。一个顺序图通常描绘一组相互协作的对象在完成一项功能时彼此之间的交互情况。缺陷管理的顺序图见图2.9。：短信：评级类：设备类：缺陷单运行人员选择发送短信选择发送短信×选择发送短信选择发送短信×图2.9 缺陷管理顺序图3. 建

21、立活动图活动图（activity diagram）的作用是对系统的行为建模，它把系统中的一项行为表示成一个可以由计算机、人或者其它执行者执行的活动，通过给出活动中的各个动作以及动作之间的转移关系来描述系统行为。缺陷管理的活动图见图2.10。缺陷单不合格运行部 管理部 检修部缺陷单合格验收填写新建缺陷单合格审核传递缺陷单不合格缺陷单合格处理缺陷单不合格2.10 划分了泳道的缺陷管理活动图4. 建立其它模型图除上述几种图之外，其他任何有助于模型表达的图也都可以作为面向对象方法的辅助模型。如对象图、组合结构图、通信图、状态机图、构件图等。对面向对象方法而言，类图将永远是最重要的模型，而其它各种图只能是辅助模型。建立模型规约面向对象的基本模型（类图）和必要的辅助模型（包图、顺序图、活动图等）以可视化的方式给出了系统的主要构造信息和行为信息。但是，只靠这