公安交通指挥系统建设需求内容模型研究

1.引言

目前,全国许多省市的公安交通指挥系统的新建、改建、扩建工程越来越多，建设投资规模也将随着各地经济发展和政府对交通管理重视而越来越大，系统建设技术要求、层次越来越高，各地对系统建设的设计工作也日益重视。要高质量的完成公安交通指挥系统的设计，在设计过程中的需求分析阶段的工作是十分关键步骤，要做好这项工作的前提是要理清需求内容的几个方面、几个层次的关系，通过建立需求内容的关系模型才能比较全面地对公安交通指挥系统的需求进行全面的调查和分析，本文的目的就在于此。

2.公安交通指挥系统需求内容划分方法

公安交通指挥系统需求的内容模型描述了系统需求的组成、分类及层次关系。按照不同的分类层次和分类方法，公安交通指挥系统的需求内容可以作不同类型的划分，通常有三种分类方法。

（1）按维度划分。公安交通指挥系统需求内容可从领域、层次、业务、过程和演化多个维度进行分类。领域维是指需求所属的信息化领域，如日常办公自动化系统、指挥系统等；层次维指需求所属的层次，如宏观层次、中观层次、微观层次等；业务维是指需求所属的领域，如交警、建设、城管、交通、公交等；过程维指需求所属的实施阶段，如开发阶段、验证测试阶段、运行阶段、维护阶段等；演化阶段维是指需求所处的变更和版本状态，如1.0版、2.1版等。

这是一种较为抽象、层次较高的分类，这种方法并非对需求内容的具体划分，通常情况下是选择其中一个或几个维度对需求进行分类，主要用于需求模型的组织和管理。

（2）按层次划分。公安交通指挥系统的需求具有层次性，这种层次性体现了需求获取与分析过程的逐层递进和精细，由初始的项目规划机构提出比较抽象、职责性的总体要求，再由公安交通指挥人员提出系统的业务需求，然后经过需求分析人员或设计单位人员的建模与分析，得到目标系统各项外部特征的功能要求、性能指标和其他非功能需求；再进一步导出各子系统需求以及部件需求；最终得到关于目标系统较为完整、详细、一致的各项特性的需求描述。

基于层次的需求分类方法有多种：一种是将公安交通指挥系统需求分为三个层次，从上到下依次是：业务需求、用户需求和系统需求。不同领域可以根据具体领域的系统复杂程度，在上述三层需求层次的基础上，增加或减少若干层次。例如，进一步把公安交通指挥系统需求细分为子系统需求和部件需求。如果业务复杂，可以将业务需求划为两个层次：职责层需求和任务层需求。相邻层次的需求之间不是相互独立的，存在明显的因果关系或"目的--手段"关系；不同层次的需求容许有交叉和重叠。不同系统根据实际需要，可以给不同层次的需求定义与实际领域更为贴切的名称。

还有一种分类方法是将公安交通指挥系统需求划分为两大层次：业务需求层和系统需求层。其中，业务需求是对公安交通指挥系统的职责、行动、任务和活动描述，以及与这些活动相关的能力要求、信息交互需求、运行或操作需求和其他要求、约束等。系统需求定义公安交通指挥系统本身必须实现的系统功能，使得用户在其支持下完成业务活动和任务。系统需求除系统功能需求，还包括性能需求、约束条件和其他非功能需求，如系统必须遵从的标准、规范和相关合约，外部界面的具体细节，性能要求，设计或实现的约束条件及质量属性，如可靠性需求、安全保密性需求、可用性需求、效用需求等。

业务需求又可分为职责需求、任务需求和活动需求三个层次，系统需求分为系统需求、子系统需求和部件需求三个层次。再按照需求本质（能力和约束）分类，得到如表1所列公安交通指挥系统需求层次与类别框架。

表1公安交通指挥系统需求层次分类

（3）按角色划分。随着公安交通指挥系统软件规模的不断扩大，涉及的人员越来越多，基于角色对需求进行分类的方法在软件需求工程领域已得到广泛的应用，这种方法是根据不同角色人员所关心的问题不同，分别从不同的角度对系统需求进行分析与描述。相对于软件需求而言，公安交通指挥系统需求具有涵盖领域广泛、包含内容复杂以及涉及人员众多等特点，这些特点决定了多视角的需求分类方法更适用于公安交通指挥系统需求分类。

公安交通指挥系统需求的开发涉及到交通管理的多个部门及各部门各类相关人员，这些相关人员主要包括交警部门领导、指挥中心指挥决策参谋业务人员、信息规划管理人员、系统专业分析研判人员、技术保障人员、项目管理人员、系统设计与实现人员以及系统测试与维护人员等。这些不同类型人员在公安交通指挥系统的需求开发过程中，职责各不相同，分别从不同的角度关注公安交通指挥系统需求。根据公安交通指挥系统需求开发实践可知，其中指挥决策参谋业务人员、信息规划管理人员、系统分析研判人员、技术保障人员是公安交通指挥系统需求的提出人员，这四类人员分别从不同角度提出公安交通指挥系统的需求。

指挥决策参谋业务人员是交通管理业务、指挥关系的决策人员，主要负责提出有关任务、活动以及指挥关系等方面的需求，这些需求类似于软件需求中的业务背景；信息规划管理人员是对公安交通指挥系统中所需信息，从搜集、组织、处理、传输到指挥应用进行综合保障与管理的工作人员，主要负责提出确保公安交通指挥系统正常运行，对信息的标准、信息的内容、信息的关系和信息的传输方式等方面的需求；系统分析研判人员则是公安交通指挥系统中各子系统的实际操作人员，主要负责提出系统功能、系统性能指标、系统数据以及系统结构等方面的需求，这些需求和实际系统密切相关，相当于软件需求中的用户需求，但其包含的内容更加广泛；技术保障人员负责提出公安交通指挥系统开发过程中涉及的技术发展以及标准方面的需求，在软件需求中并不需要提出这些需求，这主要是公安交通指挥系统的技术体系的复杂性所决定的。

这四类人员分别从不同角度提出公安交通指挥系统的需求，从而形成了公安交通指挥系统需求的四个视图，即业务需求视图、信息需求视图、系统需求视图以及技术需求视图。

在认识领域，认为人们对事物通常有六个关注点，即"5W1H"。一些学着将多视图方法论和"5W1H"的思想进行结合，认为公安交通指挥系统需求的每个视图都是由相应人员的六个关注点组成的，这些视图中每个关注点对应一个需求输出，需求产品是指需求描述过程中所开发的图形、文字和表格等项目，每个需求输出代表了相应视图中一个关注点。所以，上述四个需求视图一共包含了15个需求输出，如表2所列。

表2公安交通指挥系统需求描述框架（略）

3.需求视图

这种基于多视图的需求分类方法虽然只是一种需求分类模型，但是这种需求内容模型的分类思想得到了普遍认可，并且得到了广泛应用。以下将分别介绍各类需求视图的需求输出组成及其定义。

3.1业务需求视图

业务视图主要描述业务人员对交通管理任务、活动、信息交换关系、指挥体系以及它们之间的关系等方面的需求信息。这些需求信息可归纳为该视图的六个需求输出：职责任务需求、业务活动需求、业务单元需求、指挥体制需求、业务时序需求以及业务规则需求，这些需求输出描述的信息都是业务人员对公安交通指挥系统提出的需求。

"职责任务需求"是该视图中其他需求输出的基础，主要描述公安交通指挥系统需要完成的职责任务是什么，包括了需要完成总体职责任务集合以及各子项需要完成的职责任务集合，说明交通管理指挥业务人员对所要完成的职责及其任务的要求。

"业务活动需求"说明了业务人员是如何完成各种交通管理业务或指挥任务的，主要描述为完成需求输出（职责任务）中描述的任务应该如何执行业务活动，包括了业务活动之间的层次分解关系以及活动之间的信息交换关系。

"业务单元需求"说明了业务人员对业务活动的执行位置要求，主要目的是描述"业务活动"中的业务活动在什么位置被执行，即将业务单元需求输出"业务活动"中的业务活动如何分配到业务单元上进行执行，其主要内容包括业务单元的层次分解关系、业务单元执行的业务活动以及业务单元之间完成的信息交换。

"指挥体制需求"说明了业务人员对业务活动的执行要求，主要描述公安交通指挥系统中各项业务活动的执行组织以及组织之间的各种关系，包括静态编成关系、隶属关系、指挥关系、协同关系等内容，这些组织被分配到各个业务单元上执行相应的活动。

"业务时序需求"说明了业务人员对业务单元执行业务活动在时间上的要求，主要描述在各种特定场景下，各业务单元之间事件交换的时间顺序以及业务活动执行的顺序。

"业务规则需求"说明了各业务单元在执行业务活动时必须遵循的业务规则。这些规则指导各业务过程如何从一个事件过渡到另一个事件，或是指导业务人员如何执行一个特殊的业务活动。业务规则与业务活动需求中的业务活动相关，特别用于说明不能或不需要再分解的活动，通过规则模型说明该活动的执行规则或过程。

3.2信息需求视图

信息需求视图主要描述信息规划人员对职责任务、业务活动、信息需求视图是从信息资源规划和管理角度，描述对信息资源的结构及其关系，业务节点之间、系统之间的信息交换等具体要求。这些信息需求可归纳为该视图的三个需求输出：信息组织需求、信息交换需求、信息节点需求。

"信息组织需求"说明了对业务单元间以及业务活动间交换信息逻辑结构的要求，包括信息名称、属性或特征以及它们之间的相互关系等内容。

"信息交换需求"说明了业务活动或业务单元之间交换的信息元素及其要求。信息元素是信息交换的具体内容，多个信息交换中可以交换相同的信息元素。该需求主要描述信息交换的细节，确定谁与谁交换信息、为什么交换信息、如何交换信息。

"信息分布需求"说明了完成业务活动所需的信息资源以及相互关系，信息资源的组织分布，信息访问的方式以及共享机制等方面的要求。

3.3系统需求视图

系统需求视图主要描述分析人员为支持指挥职责、任务和活动的完成，而对系统的设计与建设提出了一系列要求，主要包括系统的组成要素以及相互之间关系的要求、系统应具备的功能、性能指标等方面的要求。这些要求可归纳为该视图的四个需求输出：系统功能需求、系统结构需求、系统时序需求以及系统指标需求。

"系统功能需求"说明了系统分析人员为支持作战活动的完成而提出的功能要求，主要描述了功能的层次分解关系以及功能与活动之间的支持隐射关系。该需求输出是该视图其他需求输出的基础，也是与交通指挥需求视图联系的纽带。

"系统结构需求"说明了系统分析人员对系统功能执行位置要求，其目的是描述系统功能需求中的功能如何被分配到系统实体上，根据系统功能到系统实体分配关系的要求从而形成了对系统结构的要求以及系统之间的数据交换要求，其主要内容包括系统实体的层次关系、系统实体被分配的功能以及系统实体之间的数据交换关系。

"系统时序需求"说明了系统分析人员对系统实体执行系统功能在时间上的要求，主要描述在各种特定的指挥调度昌景下，各系统实体之间事件交换的时间顺序以及系统功能执行的顺序。

"系统指标需求"说明了系统分析人员为支持各项指挥活动的完成二对各子系统在性能、安全性、可靠性、可用性等方面的指标需求。

3.4技术需求视图

技术需求视图描述技术保障人员在公安交通指挥系统建设和使用过程中对于技术发展和标准方面的要求，主要包括系统采用的技术标准以及技术发展方面要求的描述，以反映在技术上是如何支持系统研制与建设的。技术保障人员的需求主要包括两个需求输出：技术发展需求以及技术标准需求。

"技术发展需求"说明了技术保障人员对系统实体所采用的技术及其标准在时间上的发展要求，即预测系统未来可能采用的技术及技术标准，以保证系统在技术上的兼容性，该需求输出主要描述了各子系统在未来短期、中期和长期三个时间段内可能采用的新技术或新标准。

"技术标准需求"说明了技术保障人员为支持各子系统之间的兼容性对各个子系统（主要是原子系统）所采用的技术及其标准所提出的需求，从技术体制上规范和约束了系统的设计，该需求输出主要描述各个子系统所采用的技术及其相应的标准。

4.需求分类模型

上述四个需求视图从不同角度，不同视点描述了公安交通指挥系统需求，较客观地反映各类相关人员的整体需求和愿望，四个需求视图之间及视图中的各类需求输出之间具有严密复杂的逻辑关系，需求内容分类模型及相互关系如图1所示，形成公安交通指挥系统需求的整体描述。

图1需求内容分类模型及相互关系图

业务需求是信息需求、系统需求和技术需求分析的基础，明确了系统需要完成的任务、活动与位置，系统需求则是业务需求的物化，明确了系统执行各业务的功能以及达到的功能。业务需求明确了完成职责任务和活动对信息的要求，信息需求则需要理清信息组织与信息内容对完成业务的支持。系统需求是信息需求分析的基础，它明确了系统对信息组织与交换等方面的要求；而信息需求是系统需求分析的补充，规范了信息组织与交换对于系统功能和结构的要求。信息需求明确了技术需求在信息层面对技术与标准的要求，技术需求分析的结果则为信息需求分析明确了信息方面的技术与标准。系统需求为技术需求提供了实现或获得系统能力的技术与标准要求，而技术需求则为系统需求分析提供了满足系统使用要求的技术与标准支持能力。

5.结语

在公安交通指挥系统建设中，需求分析是工程建设成功的基础和关键，是系统建设与实际应用是否紧密结合的关键。本文重点研究了从全面、明确的业务需求，通过模型化、规范化的科学分析，得出信息需求、系统需求和技术需求的方法，为各地开展公安交通指挥系统建设提出了建设工程需求分析的理论方法和参考依据，根据各地特点开展目的性、针对性较强的系统建设。

作者信息：

缪建新男公安部交通管理科学研究所副研究员从事智能交通管理系统研究与设计

张铿男公安部交通管理科学研究所副研究员从事智能交通管理系统研究与设计

金锋男嘉兴市公安局交通警察支队工程师从事智能交通管理系统建设