系统需求分析文档Word文档下载推荐.docx
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1.3定义
TPSS：
台风预警与搜救系统
DBMS：
数据库管理系统
API：
应用编程接口
系统：
若未特别指出，则文档中的系统指《基于GPS/3G/GIS的宁德海上台风预警与搜救系统》
1.4参考资料
1.RogerS.Pressman.黄柏素，梅宏译.软件工程－实践者的研究方法.机械工业出版社.1999.10
2.JosephSchmuller.李虎，赵龙刚译.UML基础、案例与应用.人民邮电出版社.2004.10
3.IanSommerville,PeteSawyer.赵文耘，叶恩译.需求工程.机械工业出版社.2003.8
4.ScottW.Anbler.车浩阳，刘锐译.面向对象软件开发过程.机械工业出版社.2003.6
5.郑人杰.实用软件工程.北京:
高等教育出版社.2002
6.阮群生、李豫颖等.宁德台风预警与搜救系统的可行性研究报告.2009
7.齐治昌，潭庆平，宁洪.软件工程（第二版）.高等教育出版社.2004.4
2任务概述
2.1待开发软件的一般描述
本项目是以宁德近海域的船舶定位、信息通讯等为研究内容，实现3G模拟终端在3G无线网络环境下同陆地上的服务端进行视频、图片、文字和定位信息的互通功能，主要解决的科学问题是3G无线网络下的视频的安全、快速的传输，探索符合宁德海域实际情况的遇险船舶的搜救方案自动形成的方法。
2.2待开发软件的功能
（1）模拟终端用户层功能。
终端用户层是位于船舶上的移动终端，该部分主要实现视频信号的采集与上传、GPS定位数据采集与上传、报警信息的处理与上传和其它辅助性的功能。
（2）通信层的功能。
该部分是整个系统的沟通核心，实现每个移动船舶的位置信息、状态信息、报警信息向中心的发送以及中心向移动船舶发送指示、控制命令的发送。
（3）服务中心监控层。
该部分是系统的门户，其内部通过千兆局域网将通信服务器、数据库服务器和监控台互连，实时接收处理来自受控船舶的各种信息，并提供友好的人机界面。
监管中心系统包括通信接口、GIS地理信息模块、中心数据库服务、电子地图数据等多个子系统。
监控层的功能主要有电子地图的显示和操作、船舶跟踪显示、船舶数据查询、船舶数据管理等。
2.3用户特征
模拟3G手机终端用户：
用户的文化水平多样化，对电子设备了解甚少，所以要求系统的操作要简单，设备运行健壮性好。
中心服务监控端用户：
海事相关行政管理部门，有专门的系统操作和管理员，用户的文化素质较高，有些人员具有良好的计算机专业理论和较高的操作水平。
2.4运行环境
本信息管理系统中的各个子系统的硬件和软件的配置如下：
1、客户端
①WINDOWSMOBILE6
②WINDOWSXP
③．NETFRAMEWORK3.0
2、服务器端
①Windows2000/XP/2003
②ARCGIS9.3
③．NETFRAMEWORK2.0或以上
2.5条件和限制
1、具备完整的软件开发的相关文档
须包括系统可行性研究报告、软件需求规格说明、系统设计文档、测试文档和系统使用手册。
其中：
可行性研究报告软件需求规格说明必须在2009年12月30日以前完成；
系统设计文档、测试文档在2010年10月30日以前完成；
系统使用手册在2011年10月30日以前完成。
2、小组成员完成各自的规定工作量，小组内的工作按照小组内定的计划进行。
3、系统测试时必须在真实的３Ｇ无线网络环境下进行。
4、采用组件化的设计模式，保持各个子模块的相对独立性，便于后期的改进和维护。
5、人力、资金、时间的约束
系统的开发时间和资金有限，所有在开发过程中要考虑到人力、资金和时间的约束。
因此，要求小组各成员必须每周拿出足够的时间从事该系统的设计，尽量利用网络解决碰到的一些难题，降低开发过程中产生的支出，节约项目开发成本。
6、技术发展规律的约束
计算机技术和产品的发展日新月异，将会给信息处理带来更多的手段，同时也会带来更加丰富的信息表达形式。
例如图象和语音技术的进步，多媒体技术的发展，这些都要求系统在设计时考虑技术变化的可能性，为可能的变化预留一定的系统处理能力。
7、项目开发过程中采用面向对象的主流技术方法，完成系统的对象建模和行为建模等分析。
3功能需求
3.1功能划分
本项目是隶属于福建省科技厅科研项目，业务需求用户主要是海事相关部门和船主两大类，结合项目申请书和通过实际调研，对于海事部门的业务需求划分为如下几个部分：
（1）整个系统包括3G模拟终端和海事监控中心服务器端两部分，两部分的用户对系统分别有着不同的要求，系统总体业务用例图如图1所示：
图1系统总体用例图
（2）台风来临之前，根据气象局、海洋局收集台风资料生成台风预警视频、文字或图片信息，并能够将此信息及时、准确地发给船舶上的3G手机终端，当在海域中航行的两只或多只船舶相隔的直线距离达到警报范围时，系统能够自动发出警报，并能给处于危险的船只发出警告。
该业务用例如图2所示：
图2服务器端预警业务用例
（3）险情发生后，在输入一些必要的参数和调用相关部门的数据后，系统能够根据数据库中相当的历史信息，自动生成搜救方案以提供实施搜救的辅助决策，其业务用例图如图3所示：
图３服务器端搜救方案形成业务用例
（4）监控中心服务端可查询船只运行状态参数、所属船主等属性，能够查询系统操作员的相关信息，海面范围内的船只信息等，信息查询业务用例图如图4所示：
图4服务器端信息查询业务用例
（5）系统登录管理。
对系统操作用户设置用户名和密码，通过登录名和密码验证用户的系统登录操作，并且根据用户的角色权限分配相应的操作权限，业务用例图如图5所示：
图5服务器端登陆业务用例
（6）距离量算。
.可以对电子海图中两船舶之间距离或海平面两点间距离进行量算操作，业务用例图如图6所示：
图6服务器端用户距离量算业务用例
（7）船舶监控。
可通过视频方式对某一个或几个船只进行动态实况监视，也可通过定位信息观察船只在海平面的运行位置，业务用例图如图7所示：
图7服务器端用户船舶监控业务用例
（8）资料维护。
服务器端操作员可对船舶资料、电子海图资料和系统管理员资料等信息进行增、删、改的维护操作，其业务用例图如图8所示：
图8服务器端资料维护业务用例
（9）视频处理。
能够查看来自于某个或几个终端上传的视频，并且能够保存或者按照某种格式导出视频。
其业务用例图如图9所示：
图9服务器端视频处理业务用例
（10）数据维护。
操作员能够对服务器端的数据进行备份、恢复等数据维护性的操作，业务用例图如图10所示：
图10服务器端数据维护业务用例
3G定位模拟手机终端的需求分析如下：
（1）当船只遇到紧急情况时，船员可按一下这键，即可向服务监控中心报警。
其业务用例图如图11所示：
图11终端用户报警业务用例
（2）3G手机终端能打开并播放来自于监控中心下发的台风预警图片和其它内容，其业务用例图如图12所示：
图12终端用户信息查询业务用例
（3）终端登录。
用户输入用户和密码验证登录，其业务用例图如图13所示：
图13终端登陆业务用例
3.2功能描述
系统包括3G模拟终端子系统和海事监控中心服务器端子系统两大部分，两部分的用户对系统分别有着不同的要求，服务器端子系统的功能较多，而终端子系统的功能比较少。
3.2.1服务中心端子系统
服务中心端子系统主要是对终端实施监控和相关信息管理的部分，需要完成的任务有：
终端移动目标定位和跟踪；
目标点视频、图像等信息的实时查看和采集；
船舶、管理员、电子海图等资料的维护与查询及输出；
台风预警处理；
其他辅助功能，该子系统包含的功能及介绍如下：
（1）预警处理。
该模块完成两个功能，分别是台风预警信息的生成与下发功能和船舶碰撞预警功能。
台风预警信息处理的过程是操作员先执行气象局、海洋局的台风、海洋等资料的采集操作，生成台风预警视频、文字或图片信息，并能够将此信息及时、准确地发给船舶上的3G手机终端；
船舶碰撞预警的处理过程是系统定时巡检海域中航行的两只或多只船舶相隔的直线距离是否达到警报值，如果满足警报条件，系统应能够自动给处于危险的船只发出警告。
预警处理功能时序图如图14所示：
图14服务器端预警处理功能时序图
（2）搜救方案生成。
险情发生后，在输入一些必要的参数和调用相关部门的数据后，系统根据数据库中的历史信息，结合船舶失去动力后的海面漂移算法，自动生成搜救方案为实施搜救提供辅助决策。
搜救方案生成功能时序图如图15所示：
图15服务器端搜救方案生成时序图
（11） 信息查询。
海事监控中心服务端可查询船只运行状态参数、所属船主等属性，能查询系统操作员的相关信息，海面范围内的船只信息，有些信息能够被导出或打印，信息查询功能业务时序图如图16所示：
图16服务器端信息查询功能时序图
（12）距离量算。
可以对电子海图中两船舶之间距离或海平面两点间距离进行量算操作，距离量算功能业务时序图如图17所示：
图17服务器端距离量算功能业务时序图
（13）船舶监控。
可通过视频方式对某一个或几个船只进行动态实况监视，获得船舶的运行状态、船况等信息，也可通过定位信息观察船只在海平面的运行位置，船舶监控功能业务时序图如图18所示：
图18服务器端船舶监控功能时序图
（14）资料维护。
服务器端操作员可对船舶资料、电子海图资料和系统管理员资料等信息进行增、删、改的维护操作，信息增加的操作步骤为：
按照要求填写资料或者从下拉列表框中选择项，然后点击保存，如果返回错误，纠正填写的内容项，否则操作成功，删除和修改的操作步骤类似添加操作，其业务功能时序图如图19所示：
图19服务器端资料维护功能时序图
（15）视频处理。
查看来自于某个或几个终端上传的视频，能够执行保存或者按照某种格式导出的操作。
其功能业务时序图如图20所示：
图20服务器端视频处理功能时序图
3.2.２3G模拟终端子系统
（1）一键报警。
当船只遇到紧急情况时，船员可按一下这键，即可向服务监控中心报警。
其功能业务时序图如图21所示：
图21终端一键报警功能时序图
（2）信息接收和查看。
3G手机终端能打开并播放来自于监控中心下发的台风预警图片和其它内容，其业务功能时序图如图22所示：
图22终端用户信息查询业务功能时序图
（3）视频处理。
当遇到特殊情况或船主需要把实况告知海事部门时，则可执行视频上传操作，操作过程为：
按下“视频开启”按钮，打开终端的摄像头进行摄像，然后按下“视频上传按钮”即可把摄像信息实时上传服务器端。
业务功能时序图如图23所示：
图23终端视频处理业务功能时序图
4外部接口需求
4.1用户界面
本系统包括服务器端和终端两大块，由于终端的虚拟用户对象为广大海上航行的船主，因些对人机界面要求很高，系统总体界面以及各个子系统的界面风格必须大众化，便于用户操作，易于提高工作效率和服务质量。
4.2硬件接口
4.2.1体系结构方案选择
系统体系由3G模拟终端与海事搜救中心服务端所组成，终端的分布范围宽广，具有不固定性的特点，终端与服务器端的通讯网络依赖于3G无线网，依据实际情况和系统的特点，服务端项目的各子系统的工作模式采用C/S和B/S混合的模式，体系网络总体拓扑结构采用如图24所示的方式：
图24系统网络总体拓扑结构图
4.2.2硬件选择
在硬件的选择过程中，我们考虑到了用户单位已有的计算机设备，在充分利用已有设备的同时，选择性能/价格比好的设备，从而建成一费用适中而性能卓越的网络系统。
1.服务器端的服务器选型:
服务器系统是整个计算机信息系统的核心部位，采用先进有效合适的服务器系统才能满足视频处理对硬件设备的性能要求。
主服务器应具有以下特点：
（1）硬件水平高，较长的时间内不落后。
（2）数据总线速度快。
（3）硬盘速度快，容量大。
（4）网络频宽高，应在100M以上。
（5）可靠性高，安全性好。
2.3G模拟终端ＰＣ机选型
该端对计算机的性能要求不高，只要求能够正常运行MOBILE6仿真器软件和兼容3G接口卡、蓝牙等通讯设备即可。
4.2.3网络设计及网络设备选择
1.网络建设目标
根据本项目的总体设计目标，应该在现有计算机网络系统的基础上，建立一个先进、开放的结构化计算机网络体系，能够有效地连接３Ｇ模拟终端与服务器端系统。
2.网络方案选择
服务器端通过Internet接入万维网，终端通过３Ｇ网能够访问Internet指定的网关，方案要求如下：
满足一定的速度：
3G网的传输速度应保持在36Ｋ以上，服务器端的通讯速度应保证在2M以上，以此来保证实时图象与声音的正常传输。
价格性能比高：
3G网络建设成本要低，可靠性要求比较高，适应性好。
适应系统终端对网络的要求。
4.3软件接口
4.3.1服务器操作系统
网络操作系统应具有C2级的安全标准，可靠的加密保证，强的互连性，长时间的可靠运行保证，目前流行的服务器操作系统主要有三大类：
一类是Windows，其代表产品就是WindowsServer2003；
一类是UNIX，代表产品包括HP-UX、IBMAIX等；
还有一类是Linux。
建议选择WindowsServer2003操作系统。
4.3.2工作站操作系统
由于客户端为各档次的微机，因而其操作平台选择非常灵活，可选用的操作系统有WINDOWS98、WINDOWS2000、WINDOWSNT、WINDOWSXP、Linux等，但从系统的功能，易学易用，开放性、安全性等方面来考虑，我们建议选择WINDOWSXP系统作为客户端软件平台。
它具有以下特点：
（1）良好的图形化界面，操作简单
（2）非常全面的设备支持，多媒体，网络，输出等设备
（3）丰富的开发工具
4.3.3数据库
数据库的选择主要考虑其性能是高可伸缩性，大吞吐量和快速响应的组合。
可伸缩性意味着随着资源的增加，吞吐量线性增长。
大吞吐量指在一个固定的时间内所能处理的事务的量。
吐量越大，系统所能完成的工作越多。
快速响应就是完成一个处理查询并将结果返回给用户所用的时间快。
综合本项目自身特点和以上要求，在对世界几大数据库厂商Oracle，Sybase，Informix，IBM，微软等的产品进行比较分析后，采用微软件公司生产的MICROSOFTSQLSERVER2000即可满足系统的对数据处理的基本要求，数据库维护相对比较简单。
5性能需求
5.1数据精确度
软件设计的数据精确度满足海事部门关于台风预警与搜救业务的各类数据精度要求。
5.2时间特性
指系统的响应时间、更新处理时间、数据转换与传输时间、运行时间等符合用户单位要求。
本系统在日常处理中的响应速度为秒级，达到实时要求，以及时反馈信息。
在进行统计分析时，根据所需数据量的不同而从秒级到分钟级，原则是保证操作人员不会因为速度问题而影响工作效率。
5.3适应性
当系统服务器或客户机操作方式、运行环境、硬件配置发生变化时（变为与所设计相兼容即可），具有相应的适应能力。
同时采用容错技术，即对某些无法避开的差错，使其影响减至最小的技术。
6.软件属性要求
为了保证系统能够长期、安全、稳定、可靠、高效的运行，系统应该满足以下的性能需求：
1.安全性、可靠性、容错性
安全可靠是一个应用系统的灵魂，一个极小的差错，可能会造成整个系统的瘫痪，甚至可能造成企业的巨大损失。
签于系统的网络具有开放性的特点，所以对终端与服务器端某些传输的信息应采取较高的安全措施，力保数据不被破坏或窃取，网络、服务器系统的安全、可靠性也是整个系统构建的关键要素。
因此系统设计和数据加密处理必需把安全性、可靠性、容错性放在首位。
2.准确性和及时性
系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能。
在系统设计和开发过程中，要充分考虑系统当前和将来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间能够满足使用单位对信息处理的需求。
由于信息管理系统的查询功能和统计功能对于整个系统的功能和性能完成举足轻重。
3.开放性、可扩充性
从发展的眼光看，一个综合的计算机管理系统要实现各环节的信息共享，完成不同制造厂商的设备和计算机软硬件资源的数据交换。
在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性，同时又能适应今后新技术的引进、开发和推广。
4.标准性
系统在设计开发使用过程中都要涉及到很多计算机硬件、软件。
所有这些都要符合主流国际、国家和行业标准。
例如在开发中使用的操作系统、网络系统、开发工具都必须符合通用标准。
如规范的数据库操纵界面、作为业界标准的TCP/IP网络协议及ISO9002标准所要求的质量规范等；
同时，在自主开发本系统时，要进行良好的设计工作，制订行之有效的软件工程规范，保证代码的易读性、可操作性和可移植性。
5.先进性、成熟性
我们所处的时代是信息时代，通信和计算机技术的发展日新月异。
因而，应用系统的建设不仅应适应新技术发展方向，保证其先进性，同时兼顾成熟的计算机技术、保证系统的可靠。
7．其它需求
7.1具体要求
7.1.1信息资源的共享与利用
数据力求高度共享，提供基本查询与分析决策功能，力求与相关系统衔接，实现网络化管理。
7.1.2输入输出要求
数据的输入是否准确是数据处理的前提，错误的输入会导致系统输出的不正确和不可用，从而使系统的工作失去意义。
数据的输入来源是手工输入。
手工输入要通过系统容错性检查。
在系统中，数据的输入往往是大量的，因此系统要有一定的处理能力，以保证迅速的处理大量数据。
数据的输出分为屏幕显示和打印输出两种方式。
输出要求即根据用户查询统计要求在规定时间内正确显示出来。
7.1.3数据管理能力要求
1.数据录入和处理的准确性和实时性
数据的输入来源是手工输入，为确保数据录入和处理的准确性和实时性，手工输入要通过系统界面上的安排系统具有容错性，并且对操作人员要进行系统的培训。
在系统中，数据的输入往往是大量的，因此系统要有一定的处理能力，以保证迅速的处理大量录入的数据。
2.数据的一致性与完整性
由于系统的数据是共享的，所以如何保证这些数据的一致性，是系统必须解决的问题。
要解决这一问题，要有一定的人员维护数据的一致性，在数据录入处控制数据的去向，并且要求对数据库的数据完整性进行严格的约束。
对于输入的数据，要为其定义完整性规则，如果不能符合完整性约束，系统应该拒绝该数据。
3.数据的共享与独立性
整个信息管理系统的数据是共享的。
然而，从系统开发的角度上看，共享会给设计和调试带来困难。
因此，应该提供灵活的配置，使各个分系统能够独立运行，而通过人工干预的手段进行系统数据的交换。
这样，也能提供系统的强壮性。
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