（计算机应用技术专业论文）工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用.pdf

大连理工大学硕士学位论文 摘要 传统的土地信息系统主要是针对图形及相关信息进行管理，侧重点在空间数据库或 者在满足制图的要求方面。随着土地管理部门业务的扩展及新一轮土地利用规划修编工 作的开始，传统的土地信息系统已经不能满足当前要求。新形势下土地利用规划管理系 统的建设，不仅要进行土地利用规划编制的管理，同时还需要一个完善的办公自动化系 统作支持。因而把工作流技术应用到实际的土地利用规划管理系统中是一个必然的发展 趋势。 本文首先介绍了工作流技术与地理信息系统( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 的研究现状及发展趋势，分析了现有的土地利用规划管理系统的不足，探讨当前缺乏工 作流技术支持的土地利用规划管理系统存在的不足之处，进而提出工作流技术与g i s 相 结合的必要性。 其次对现有的工作流技术建模方法进行深入研究，结合对土地利用规划过程中相关 业务流程进行分析，给出了土地利用规划业务过程中存在的工作流模型，并且利用现有 的工作流建模方法分别对不同的模型进行了建模。 然后定义了土地利用规划管理系统中的对象、工作项。在给出了顺序流、分支流、 汇合流的控制逻辑表示的基础上，对地利用规划管理系统中的业务流程作了形式化描 述，说明了这种描述方法是可行的；随后论述了基于工作流技术的土地利用规划管理系 统的项目背景，设计目标，功能特点等，重点详述了系统中工作流管理子系统及公文流 转子系统的设计与实现，并且给出了相应的系统运行的效果图。通过实际系统的开发部 分实现了理论研究的成果。 最后，结束语对全文工作进行总结，对今后的研究方向做了展望。 关键词：土地利用规划；g i s ；工作流技术；工作流建模 大连理工大学硕士学位论文 t h ea p p l i c a t i o no fw o r k f l o wt e c h n o l o g yi nl a n du s e p l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m a b s t r a c t t h et r a d i t i o n a ll a n di n f o r m a t i o ns y s t e ma i m sa tm a n a g i n gg r a p h i c sa n dc o r r e l a t i v e i n f o r m a t i o n ，e m p h a s i z i n gp a r t i c u l a r l yo ns p a c ed a t a b a s eo rs a t i s f y i n gt h ed e m a n do fd e s i g n w i t ht h ee x p a n s i o no fb u s i n e s si nl a n dd e p a r t m e n ta n dt h eb e g i n n i n go fn e wl a n du s e p l a n n i n g ，t h et r a d i t i o n a ll a n di n f o r m a t i o ns y s t e mc a nn ol o n g e rm e e tc u r r e n tr e q u i r e m e n t s n o w a d a y s ，t h ee s t a b l i s h m e n to fl a n du s ep l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e mi nn e ws i t u a t i o n ， d e m a n d su sn o to n l yt om a n a g el a n dp l a n n i n g ，b u ta l s ot ob u i l dac o n s u m m a t eo as y s t e m ，s o i ti sa ni n e v i t a b l et r e n dt oa p p l yw o r k f l o wt e c h n o l o g yt ol a n du s ep l a n n i n gm a n a g e m e n t s y s t e m f i r s t l y ，t h i sp a p e ri n t r o d u c e sw o r k f l o wt e c h n o l o g ya n dt h ea c t u a l i t ya n dt r e n do fg i s ， a n da n a l y z e st h ed e f i c i e n c yo fc u r r e n tl a n du s ep l a n n i n gs y s t e m ，e s p e c i a l l yt h a tw i t h o u tt h e s u p p o r to fw o r k f l o wt e c h n o l o g y t h e ni tp o i n t so u tt h en e c e s s i t yt oc o m b i n i n gw o r k f l o w t e c h n o l o g ya n dg i s s e c o n d l y ，t h i sp a p e rs t u d i e st h em o d e l i n gm e t h o do fw o r k f l o wt e c h n o l o g y ，g i v i n gs o m e m o d e l se x i s t si nt h ep r o c e s so fl a n du s ep l a n n i n ga f t e ra n a l y z i n gl a n du s ep l a n n i n go p e r a t i o n f o w s ，a n db u i l d sd i f f e r e n tm o d e l su s i n gt h em o d e l i n gm e t h o d so fw o r k f l o w t h i r d l y ，t h i sp a p e rd e f i n e st h eo b j e c ta n dw o r ki t e mi nt h es y s t e m a f t e rs h o w i n gt h e o r d e rf l o w ，b r a n c hf l o wa n dj o i nf l o wl o g i c a l l y ，t h i sp a p e rg i v e st h ed e s c r i p t i o n so fs o m e o p e r a t i o nf l o w si nt h es y s t e m ，s h o w i n gt h i sk i n do fd e s c r i b i n gm e t h o di ss u i t a b l e t h e nt h i s p a p e rd i s c u s s e sp r o j e c tb a c k g r o u n d ，d e s i g nt a r g e ta n dc h a r a c t e r i s t i c so ff u n c t i o no fl a n du s e p l a n n i n gm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nw o r k f l o wt e c h n o l o g y ，e m p h a s i z i n gt h ed e s i g na n d r e a l i z a t i o no ft w om a i ns u bs y s t e m ，a l s og i v e ss o m ep i c t u r e so ft h es y s t e mi nr u n n i n gs t a t e ， i m p l e m e n t i n gt h et h e o r yp a r t l yt h r o u g ht h ed e v e l o p i n gar e a ls y s t e m f i n a l l y ，t h i sp a p e rs u m m a r i z e sa n di n d i c a t e st h ep r o s p e c to f r e s e a r c h k e yw o r d s ：l a n du s ep l a n n i n g ；g i s ；w o r l d l o wt e c h n o l o g y ；w o r k f l o wm o d e l i n g 独创性说明 作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工 作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得大连理 工大学或者其他单位的学位或证书所使用过的材料。与我同工作的同志 对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：沙畦。a 心 大连理工大学硕士学位论文 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者及指导教师完全了解“大连理工大学硕士、博士学位论文版权使用 规定”，同意大连理工大学保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大连理工大学可以将本学位论文的全部或部分内 容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论 文。 作者签名：嵌占溯作者签名：映p ，。j 导师签名： 大连理工大学硕士学位论文 引言 工作流技术是实现企业业务过程建模、业务过程仿真分析、业务过程优化、业务过 程管理与集成，从而最终实现业务过程的自动化的核心技术。对企业利用工作流方法进 行业务过程的建模和深入分析，不仅可以规范化企业的业务流程，发现业务流程中不合 理的环节，进而对企业的业务过程进行优化重组，而且所建立的业务过程模型本身就是 企业非常重要的知识库和规则库，可以成为指导企业实施计算机管理信息系统的模型， 对于提高企业的信息化程度、运行效率以及竞争能力都有着重要的意义。 工作流管理技术作为一种过程建模和过程管理的核心技术，可以和其他应用系统有 效地结合，生成符合多种业务需求的各种业务管理系统，它广泛应用于生产制造、办公 自动化、并行工程等领域。 土地利用规划管理部门使用、处理的信息中，除了一般的文档信息外，还包括大量 的空间信息，如现状图、规划用地、项目图等，这就需要g i s 技术的有力支持。同时在 土地利用规划部门的日常办公过程中以及土地利用规划行政审批过程中，都涉及到业务 流程的操作，传统的土地办公系统不能对之进行有效的管理，因此建立一个完整的土地 利用规划管理系统不仅要用到g i s 技术，还应该融入工作流技术。工作流技术具有良好 的文档管理和事务处理能力，g i s 技术具有较强的空间分析和数据采集、处理、显示能 力，这二种技术在土地利用规划管理中缺一不可，无法互相取代。 当前对工作流技术的研究和对g i s 技术的研究还是分离的，对具有g i s 功能节点的 工作流的研究还不够充分，为了适应土地利用规划业务流程在系统运行过程中的调整， 增加系统的灵活性，针对土地利用规划行政审批领域的日常工作中的办公流程和活动， 工作流技术依托计算机网络整合企业内部的各种资源，提出通过将工作分解成定义良好 的任务，角色和参与者，按照一定的规则和过程来执行这些任务，实现业务过程的明确 定义，使业务过程得以自动或半自动化地完成。同时，工作流管理系统还提供对过程执 行的管理，跟踪和监控，并可根据业务需要重组流程，为实现该过程而提供的一个软件 支撑环境，达到提高办事效率，降低工作成本，提高企业管理水平的目标。 本文中，在对土地利用规划过程中存在的业务流程进行深入分析的基础上，通过对 业务流程的建模，实地调研和开发测试工作，最终实现了一个具有很强的图形处理能力， 同时又具有业务流程自动控制管理的土地利用规划管理系统，充分说明了工作流技术在 土地利用规划领域的可用性，先进性和高效性。 吴占洲：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 1 工作流技术与g ls 综述 1 1 工作流技术综述 11 1 工作流技术的起源与发展 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域。它是针对日常工作中具有固定程 序的活动而提出的一个概念。目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一 定的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高办事效率、降低生产成本、 提高企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标【2 j 。 8 0 年代初期在p c 机尚未作为信息处理工具出现的时候，纸张是各行各业中进行日 常业务活动所不可代替的载体，包括表单、文件、信函、技术资料等在内的各类与企业 密切相关的文档都是以纸张的形式在各个部门之间进行传递的。这在信息的处理组织存 储以及查询检索方面都是低效的，因此人们希望出现一种物质化的、计算机化使能的工 作环境。于是一些公司企业建立了自己专用的或者可商品化的表单传递应用系统，通常 运行在大型机或小型机上，用于实现日常表单处理的电子化与自动化。这种系统可以看 成是现代工作流管理系统的个雏形。 8 0 年代中期，f i l e n e t 和v i e w s t a r 等公司率先开拓了工作流产品市场，成为最早的 一批工作流产品供应商。他们把图像扫描、复合文档、结构化路由、实例跟踪、关键字 索引以及光盘存储等功能结合在一起，形成了一种全过程支持某些业务流程的集成化的 软件包，这便是早期的工作流管理系统。比较典型的有f i l e n e t 于1 9 8 4 年推出的w o r k f l o b u s i n e s ss y s t e m ，v i e w s t a r 于1 9 8 8 年推出的v i e w s t a r 。很显然，这种增值性质的集成 化软件系统为企业简化与重组自己的关键业务流程提供了一种非常合适的方案：而且， 由此还可以看出，工作流从最初的诞生之日起就是作为一种面向过程的系统集成技术而 出现的，只不过限于当时的计算机发展水平，它所集成的功能较为简单而己。 进入9 0 年代，随着计算机的普及、网络的延伸，现代企业的信息资源越来越表现 出一种异构分布松散耦合的特点。企业的分散性、决策制定的分散性、对日常业务活动 详尽信息的需求以及c l i e n t s e r v e r 体系结构分布式处理技术的日益成熟，都说明了这样 一个事实：集中式信息处理的时代已经过去，实现大规模的异构分布式执行环境，使得 相互关联的任务高效运转并接受密切监督已成为一种趋势。在这种技术背景下，工作流 管理技术也由最初的无纸化办公环境转而成为同化企业复杂信息环境实现业务流程自 动执行的必要工具。这样的一个转变把工作流技术带入了一个崭新的发展阶段。 大连理工大学硕士学位论文 工作流技术的标准化组织工作流管理联盟于1 9 9 3 年成立，它的成立标志着工 作流技术在计算机应用研究领域之中被明确的划分出了自己的一席之地，相应的概念与 术语也得到了人们的承认。在全球范围内对工作流技术的研究以及相关产品的开发进入 了更为繁荣的阶段，更多、更新的技术被集成进来，文件管理系统、数据库、电子邮件、 移动式计算i n t e m e t 服务等都被容纳n - c 作流管理系统之中。市场上工作流产品极为丰 富，据统计1 9 9 7 年市场上约有7 0 多种工作流产品在相互竞争，多家供应商纷纷看好这 块渐趋热点的i t 市场，1 9 9 7 年工作流产品的市场增长率超过3 5 3 1 。 纵观工作流软件产品由8 0 年代的萌芽到9 0 年代的繁荣，可以把它总结为3 个阶段： 第1 阶段，主要为应用于某些特定领域的相对独立的应用系统比如图像、文档管理系统； 第2 阶段，主要表现为具有底层的通信基础结构、能够实现任务协作的应用系统，比如 具有消息传递功能的工作流管理系统；第3 阶段，具有图形用户界面的过程定义工具、 用户定义与任务执行完全分离的工作流系统，其体系结构基本上符合工作流管理联盟所 提出的标准结构。经历了这3 个阶段的发展，工作流产品基本上确定了它在计算机应用 软件市场上的独立位置。 1 1 2 工作流技术相关概念及关系 ( 1 ) 工作流定义 十几年来，不同的研究者和工作流产品供应商分别从不同角度对工作流提出了不同 的定义。到目前为止，对于工作流仍没有完全统一的定义。下面列举一些有代表性的定 义，以供参考： 工作流管理联盟的定义1 4 j ：工作流是一类能够完全或者部分自动执行的经营过程， 它根据一系列过程规则，文档、信息或任务能够在不同的执行者之间传递、执行。 g i g a g r o u p 的定义【5 1 ：工作流是经营过程中可运转的部分，包括任务的顺序以及由 谁来执行、支持任务的信息流、评价与控制任务的跟踪、报告机制。 p e o p l e s o f t 公司的定义：工作流是一个用来实施经营过程实践的机制。 i b ma l m a d e n r e s e a r c h c e n t e r 的定义【6 l ：工作流是经营过程中的一种计算机化的表示 模型，定义了完成整个过程所需用的各种参数。这些参数包括对过程中每一个单独步骤 的定义、步骤间的执行顺序、条件以及数据流的建立、每一步骤由谁负责以及每个活动 所需要的应用程序。 本文对工作流的定义：工作流是针对企业的功能和运行规则，通过与组织机构岗 位角色的对应关系，用图形化的方式，来描述企业的运行过程，并对过程的运行提供办 理、监督、控制和跟踪的手段，规范企业的业务过程，提高工作效率。 吴占洲：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 以上这些对工作流的定义是用非形式化语言对工作流所进行的描述，虽然各有不 同，但基本上都达成了这样的一个共识：工作流是经营过程的一个计算机实现，而工作 流管理系统则是这一实现的软件环境。这些工作流的定义分别反映了经营过程如下几个 方面的问题，即经营过程是什么( 由哪些活动、任务组成，也就是结构上的定义) 、怎么 做( 活动间的执行条件、规则以及所交互的信息，也就是控制流与信息流的定义) 、由谁 来做( 人或者计算机应用程序，也就是组织角色的定义) 、做得怎样( 通过工作流管理系 统进行监控) 。 ( 2 ) 工作流相关概念【7 1 图1 1 给出了几个概念之间的相互关系。 图1 1 工作流基本概念之间的关系 f i g 1 1t h er e l a t i o n b e t w e e n b a s i cc o n c e p t so f w o r k f l o w 业务流程( b u s i n e s s p r o c e s s ) ：在功能确定的组织结构中，能够实现业务目标和策略 的相互连接的过程和活动集。例如：公文处理过程、项目开发过程等。 活动( a c t i v i t y ) ：指的是工作流中的一个逻辑步骤或称环节。它包含的信息有：开始 和结束条件、可参与到此环节中的用户、完成此活动所需的应用程序或数据以及关于此 活动应如何完成的一些限制条件如时间上的限制等。 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：过程定义即过程建模，它定义的是过程运行中涉及 到的各种参数。如业务过程的开始和终止条件、各个工作环节及相互之间的控制流动关 系等。由过程定义得到的不同的过程模型各有其不同的特点，一个好的模型应该有比较 强的描述能力、易于使用、易于修改以便能够适应不断变化的工作环境的要求。 过程活动实例( p r o c e s s a c t i v i t yi n s t a n c e s ) ：指的是某个工作流过程的一次执行。在 实例的执行过程中，w f m s 将解释相应的过程定义，生成有关的活动并根据过程定义中 4 大连理工大学硕士学位论文 的控制规则协调这些活动实例之间的顺序关系，同时根据数据流动关系的定义完成活动 实例之间的数据传送。一般情况下每一个活动实例都将表现为一个工作项( w o r k i t e m ， 它将由某个或某组用户负责完成) 。因此从用户的角度来说实例的执行实际上是由用户 调用相应的应用程序对他所涉及的那个环节有关的数据进行处理，处理完之后由w f m s 根据相应的结果决定激活后续的那个环节并生成相应的工作项，同时通知与此有关的那 些用户对之进行处理。由此依次反复进行，直至整个过程的完成。某个用户所负责的所 有工作项将构成其工作项列表( w o r l d i s t ) 。那些被称作是工作流应用数据的，其中有一 部分将同工作流过程定义一道用于控制工作流的执行。这部分数据般被称作是工作流 相关数据。 工作流模型( w o r k f l o wm o d e l ) ：工作流模型是对工作流的抽象表示，也就是对企业 业务流程的抽象表示。工作流模型包括过程的开始和完成条件、构成过程的活动以及进 行活动间导航的规则、用户所需要完成的任务、可能被调用的应用、工作流的引用关系， 以及所有与工作流相关数据的定义。 工作流管理系统( w o r l d l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ，w f m s ) ：一种能定义、创建和管理 工作流执行的系统。就是将现实世界中的业务过程转化为某种计算机所能识别的形式表 示( 工作流逻辑) ，并在此形式表示的驱动下完成工作流的执行和管理。使用它可以充分 利用企业资源，有效地跟踪工作过程，提高工作过程定制的速度与质量。 代理( a g e n t ) ：2 1 2 作流系统中，一个独立的处理实体被定义为代理，它由所包含的 个体、团队成员、工具及他们相应的职责所构成。在组织模型中代理包括以下两种实体： 参与者( a c t o r ) ：一个参与者是个体处理单元，它可以是员工和自动工具。与参 与者相关的有工作时间表、身体状况或故障等因素，这些因素可以综合确定个参与者 的当前状态。 组( g r o u p ) ：一个组是参与者的集合组成，其具有所有参与者的公共特征。 1 2 工作流管理系统参考模型 1 2 t 工作流管理系统体系结构 工作流管理系统的体系结构给出了抽象的工作流管理系统的功能组成部件和结构， 它能够满足工作流管理系统和产品应该具有的主要功能特征，可为实现工作流产品问的 互操作提供公共的基础【8 】。 从图12 可必看出，工作流管理系统主要由三类构件组戒： f 1 ) 软件构件：完成工作流管理系统不同组成部分功能的实现： 吴占辨f ：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 ( 2 ) 系统控制数据：工作流管理系统中的一个或多个软件构件使用的数据； ( 3 ) 应用与应用数据：对于工作流管理系统来说，他们不是工作流管理系统的组成 部分，而是属于外部系统和数据，他们被工作流系统调用来完成整个和部分工作流管理 的功能。 图1 2 工作流管理系统的体系结构模型 f i g ，1 2w t m s s t r u c t u r em o d e l 工作流管理系统中主要部件和数据的作用如下： f 1 ) 过程定义工具：过程定义工具是给用户提供一种对实际业务过程进行分析、建 模的手段，并生成可被计算机处理的业务过程形式化描述( 过程定义) 。它可以是形式化 的过程定义语言或对象关系模型，也可以是简单地规定用户间信息传输的一组路由命 令。 ( 2 ) 过程定义：过程定义( 数据) 包含了所有使业务过程能被工作流执行服务执行的 必要信息。这些信息包含起始和终止条件、各个组成活动、活动调度规则、各业务的参 与者需要做的工作、相关应用次序和数据的调用信息等。 大连理工大学硕士学位论文 ( 3 ) 工作流执行服务( w e s ) 和工作流引擎：工作流执行服务也称为( 业务) 执行环境， 包括一个或多个工作流引擎。工作流引擎是工作流管理系统的核心软件组元。它的功能 包括：解释过程定义、创建过程实例并控制其执行、调度各项活动、为用户工作表添加 工作项、通过应用程序接口( a p i ) 调用应用程序、提供监督和管理功能等。工作流执行 服务可以包括多个引擎，不同工作流引擎通过协作共同执行工作流。 ( 4 ) 工作流控制数据：指被工作流执行服务( w e s ) 和引擎管理的系统数据，例如工 作流实例的状态信息、每一活动的状态信息等。 ( 5 ) 工作流相关数据：指与业务过程流相关的数据。工作流管理系统( w f m s ) 使用 这些数据确定工作流实例的状态转移，例如过程调度决策数据、活动间的传输数据等。 工作流相关数据既可以被工作流引擎使用，也可以被应用程序调用。 f 6 ) 工作表和工作表处理程序：工作表列出了与业务过程的参与者相关的一系列工 作项，工作表处理程序则对用户和工作表之间的交互进行管理。工作表处理程序完成的 功能有：支持用户在工作表中选取一个工作项重新分配工作项，通报工作项的完成，在 工作想被处理的过程中调用相应的应用程序等。 f 7 ) 应用程序和应用数据：应用程序可以直接被工作流管理系统( w f m s ) 调用或通 过应用程序代理被间接调用。通过应用程序调用，w f m s 部分或完全自动地完成一个活 动，或者对业务参与者的工作提供支持。与工作流数据和相关数据不同，应用数据对应 用程序来讲是局部数据，对w f m s 的其他部件来说是不可见的。 1 2 2 工作流执行服务和工作流引擎 工作流执行服务是工作流系统的核心。实际上它是企业经营过程的任务调度器，在 某种程度上还是企业资源分配器。在采用工作流技术支持经过程运行的企业中，工作流 执行服务可以看成企业的业务操作系引9 】。企业的业务过程在它的管理、监控和调度下 执行，因此，工作流执行服务系统的性能和可靠性就直接决定了经营过程的运行效率和 安全性。工作流执行服务有一个或多个工作流引擎( w o r k f l o we n g i n e ) 组成，它提供了过 程实例执行的运行环境，主要完成以下功能： ( 1 ) 实例化及执行过程模型：解释经营过程的过程定义，根据过程执行需要的初始 条件和执行参数生成过程实例，运行过程实例并管理其运行过程。这里需要指出的是， 一个过程模型实际就是经营过程的一个模板，它可以被执行多次，也可以有多个有关这 个过程模型的实例在同时运行。如发文处理时，发文单处理过程，每当来了一个新的法 文单时，它都启动一个新的工作流程，只不过每个流程处理的发文单不同而已。因此， 运行多个发文单处理过程模型的实力意味着有多个发文单在被处理。 吴占洲：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 ( 2 ) 为过程和活动的执行进行导航：根据过程定义和工作流相关数据，为过程实例 的运行进行导航【l 。如根据过程的进入合推出的条件启动和终止一个过程实例；根据活 动之间的关联和活动的执行条件，决定并行或串行执行后续活动；给用户提供需要操作 的工作流任务向信息；或者根据所需激活的应用程序信息启动相应的应用程序等。 ( 3 ) 与外部资源交互完成各项活动：工作流执行服务通过两种途径完成与外部资源 和用户的交互：客户应用接口和直接调用应用接口方式。对于客户应用方式，工作流引 擎通过任务项列表供用户进行选择，并记录监督工作项的完成情况。由用户完成任务项 列表管理器提供的任务项列表中选择相应的任务项，并在需要的时候调用应用工具完成 相应任务的执行，在任务执行完成后，用户需要修改相关任务项的状态，如置完成标志， 供任务项列表管理器使用。这些通过任务项列表任务管理器分发并管理的，需要用户操 作的活动，对应于工作流管理系统中用户手工完成的活动( 非自动化活动) ，如在完成对 一个产品招标书的评审后，由业务员向供应商发出竞标成功的通知，并与供应商签订供 货合同。 对于直接由工作流引擎启动的活动，由工作流引擎直接调用相应的应用来完成，这 些自动执行的应用同样需要将合适的预定义好的应用执行完成情况反馈给工作流引擎。 工作流引擎自动调用的应用主要是针对基于服务器的无需用户参与的应用，即自动化活 动u “。如公文件签发完成后，公文档的自动归档。 ( 4 ) 维护工作流控制数据和工作流相关数据：工作流在执行过程中要维护不同过程 和活动实例的内部状态信息，以及用于协调和恢复的各种检查数据和恢复重起信息， 还包括用户传送的必要的相关数据。 工作流引擎是一个为工作流实例的执行提供运行服务环境的软件或“引擎”。它是 工作流执行服务的核心，是执行经营过程的“业务操作系统”的内核，工作流引擎的一 个重要功能就是控制过程实例和活动实例的状态运行。从提供的功能上看，它主要完成 以下任务： 对过程定义进行解释。 控制过程实例的创建、激活、挂起、终止等。 控制活动实例间的转换，包括串行或并行的操作、工作流相关数据的解释等。 提供支持用户操作的借口。 维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关数据。 提供用于激活外部应用程序和访问工作流相关数据的接口。 提供控制，管理和监控工作流过程实例执行情况的功能。 大连理工大学硕士学位论文 1 2 3m 作流管理系统客户端功能 f 1 ) 工作流客户应用 工作流管理系统的客户端功能是指用户操作工作流管理系统分配的任务或者活动 的功能。它由工作流任务表管理器和用户操作共同完成。工作流任务表是指分配给一个 特定用户的( 或一组用户) 处理的由任务项组成的队列。工作流任务表管理器是一个软件 模块，负责管理工作流任务表，并完成与最终用户的操作进行交互。工作流任务表管理 器可以作为工作流管理系统的一部分提供给用户，以可以是用户自己编写的程序。 在实际应用中，经常需要将工作流管理系统集成到用户的应用( 如办公自动化系统) 环境中，从而为最终用户提供一个集成化的统一任务管理系统。在一般环境中，要求工 作流执行服务与工作流客户端应用之间的通信机制具有比较好的柔性，能够适应不同的 操作系统环境1 1 2 f 。 在工作流模型中，客户端应用与工作流引擎的交互通过定义良好的接口完成。这个 接口就是工作流任务表。在最简单的情况下，工作流引擎通过存取工作流任务表来完成 特定任务到特定用户的分发过程，而工作流任务管理器存取工作流任务表是为了获取任 务项，将它们提供给用户进行处理，并得到处理结果。 通过任务表管理器来进行任务处理的方式适用于需要人员参与的活动。这种情况 下，工作流引擎通过任务表管理器对活动进行控制工作流管理联盟提供了四种可能的通 过任务表来实现工作流客户与工作流引擎之间的通信方式。 基于主机方式的模型( h o s tb a s e dm o d e l ) ：这种方式适合于集中的情况。此时， 客户端应用程序、任务表管理器、任务表和工作流引擎都在中央的主服务器上，用户通 过终端来获得任务表。 共享的文件库模型( s h a r e df i l e s t o r em o d e l ) ：客户应用程序和任务表管理器为与 用户的工作站上，而工作流引擎位于中央服务器上。任务表位于一个客户应用和工作流 引擎都能够访问的共享文件系统中。 电子邮件模型( e l e c t r o n i c m a i l m o d e l ) ：用户应用和任务表管理器位于用户的工作 站上，工作流引擎位于中央主机上。所有的通信都使用电子邮件。此时，任务表一般位 于客户端。 过程调用或消息传递模型( p r o c e d u r ec a l lo rm e s s a g ep a s s i n gm o d e l ) ：客户应用程 序和任务表管理器位于用户的工作站上，任务表和工作流引擎位于服务器端。用户通过 r p c ( 远程过程调用) 或其他消息传递机制活的任务表。 激活工作流任务表重任务项的过程可以由工作流客户应用或最终用户来进行控制， 激活的过程涉及启动应用程序、连接工作流相关数据等操作。为了实现新的任务项到工 吴占洲：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 作流任务表的加入、已经完成执行的任务项删除、未完成活动的挂起等操作，工作流管 理联盟定义了一系列过程规则来实现工作流执行服务和客户端应用程序之间的协作【l 。 在工作流任务管理器激活某些应用时，必须提供一些与任务项相关的信息，如应用 程序的名称等。这些信息可以采用不同的方式得到，如可以直接存放在工作流任务表中， 还可以通过工作流引擎和工作流任务表管理器之间提供的交互接口来传递。在最后一种 情况下，工作流客户应用还可以编制一个接口函数通过直接调用的应用来获取必要的信 息。 在实际的应用环境中，工作流管理系统在设计和实施中必须提供足够的柔性以满足 不同的应用需求和不同的用户操作方式存在的差别。如在实际应用中，一个工作流任务 表可能包含一个过程实例产生的多个任务项，也可能包含多个过程实例产生的多个任务 项。一个工作流任务表管理器可能与多个不同的工作流引擎和工作流执行服务进行交 互。这些工作流引擎和工作流执行服务可能采用完全不同的实施方式。因此，连接工作 流引擎和工作流客户应用之间的接1 3 定义必须具有足够的柔性，能够给实现不同工作流 引擎和应用程序之间交户提供支持。这些工作流引擎与应用程序可能使用不同的参数、 术语和不同的数据结构表示方式，不同的表示方式反映在以下具体的形式上1 1 4 1 。 ( 2 1 工作流客户应用接口 解决上述不同表示方式问题的方式之一，就是定义一组标准化的a p i 来评比这些不 同的工作流引擎和应用实施中出现的差别。在与某个具体的工作流系统进行连接时，使 用标准化的a p i 接口中的函数实现应用参数到工作流系统的映射，通过不同通信机制来 实现参数的传递和连接。以一个使用邮件为通信手段的工作流系统为例，工作流任务管 理器可以使用普通的本地邮件箱来接收到达的邮件，而不是去开发一个专用的邮件接收 箱。在这种情况下，工作流任务管理器需要采用合适的方法来过滤掉所有非工作流系统 产生的邮件项。同样采用类似的方法，工作流任务管理器可以将工作流应用产生的电子 邮件添加到本地电子邮件发送箱中。这样，个简单的互操作场景就可以通过使用标准 的电子邮件交换格式实现。 客户端应用接口提供的一些基本操作包括：建立连接、工作流定义、过程控制、过 程状态查询、任务表任务项处理、过程监控、数据处理与管理。 这些功能为实现由工作流任务管理器启动客户端应用提供了良好的基础，并为存取 过程、活动、任务项的属性以及工作流相关的数据提供了操作手段。图4 3 即客户端应 用接口的示意图。 大连理工大学硕士学位论文 工作流执行服务 正三司 工作流引擎u 。 标准化的a p i 和交换接口 命令集 连接斯开 过程与活动控制函数 过程状态函数 任务表操作命令 图1 3 客户端应用接口 f i g 1 3c l i e n ta p p l i c a t i o ni n t e r f a c e ( 3 ) 直接启用应用 这种情况适合于不需要人员参与的活动。再简单的情况下，工作流引擎通过过程模 型中定义的活动信息、应用程序类型和所需要的数据来激活应用程序。被激活的应用程 序可以与工作流引擎位于一台计算机上，可以位于相同运行平台上，也可以位于通过网 络可以访问的不同计算机平台上。模型定义为应用启动提供了有关应用程序的类型、地 址等足够的信息，因而允许工作流引擎激活该程序并执行相应的动作。 一般情况下，企业的应用系统具有分布性和异构性，大部分应用分布在不同硬件环 境下，采用不同软件平台开发环境和运行环境。更为关键的是这些应用是不同的软件厂 商提供的产品，在接口参数、相关数据结构和通信机制上存在非常大的区别，工作流管 理系统不可能提供对所有应用的直接启动功能。但是，也有许多应用可以紧密地集成到 工作流管理系统中，完全由工作流引擎来进行启动并控制其执行，如文字处理系统。在 更广泛的应用场合，采用应用代理的方式来启动应用是一种具有较好柔性的方法 ”】。图 1 4 给出了直接启动应用的接口。 通过应用代理来进行直接应用启动为工作流管理系统的开发、应用系统的集成都带 来很大的方便。应用代理与工作流引擎之间的数据交互和消息传递可以采用标准化的 a p i 和数据格式完成。而应用代理与直接启动的应用之间的数据交互和消息传递通过定 义与开发面向特定应用的专用集成接口来完成。当用户的应用系统发生变化。或者需要 自己开发新的应用时，无需改变工作流管理系统的结构与操作模式，也无需修改应用代 理与工作流引擎的接口，用户仅需要修改应用代理与这个特定应用之间的接口。 w f m c 关于工作流管理系统的定义是：工作流管理系统是一个软件系统，它完成工 作流的定义和管理，并按照在计算机中预先定义好的工作流逻辑推进工作流实例的执 行。 吴占洲：工作流技术在士地利用规划管理系统中的应用 通常，工作流管理系统是运行在一个或多个称为工作流机的软件上的用于定义、实 现和管理工作流运行的一套软件系统，它和工作流执行者( 人、应用) 交互，推进工作流 实例的执行，并监控工作流的运行状态。在这里需要强调的是，工作流管理系统不是企 业的业务系统，在很大的程度上，工作流管理系统为企业的业务系统提供一个软件的支 撑环境，非常类似于单个计算机上的操作系统，只不过工作流管理系统支撑的范围比较 大、环境比较复杂而己，所以，也有人称工作流管理系统为业务操作系统( b o s ) 。在工 作流管理系统的支撑下，通过集成具体的业务应用软件和操作人员的界面操作，才能够 良好的完成对企业经营过程运行的支持。所以，工作流管理系统在一个企业或部门的经 营过程中的应用过程是一个业务应用软件系统的集成与实施过程。 图1 4 直接启动应用接口 f i g 1 4i n v o k e da p p l i c a t i o ni n t e r f a c e 工作流管理系统可以用来定义域执行不同覆盖范围( 单个工作者、部门、全企业、 企业间) 、不同的时间跨度( 分钟，小时、天、月) 的经营过程。这完全取决于实际应用 背景的需求。按照经营过程以及组成活动的复杂程度的不同，工作流管理系统可以采取 多种实施方式，在不同的实旖方式中，所应用的信息技术、通信技术和支撑系统的结构 会有很大的差别。工作流管理系统的实际运行环境可以在一个工作组内部或者在全企业 的所有业务部门。 虽然不同的工作流管理系统具有不同的应用范围和不同的实施方式，但它们还是有 很多共同的特征，从比较高的层次上来抽象的考察工作流管理系统，可以发现所有的工 作流管理系统都提供以下的三种功能： 工作流建立阶段功能：这期间，通过使用一种或多种系统分析、建模和定义工 具，把一个业务过程从现实世界转化为一个形式化的，计算机可以处理的过程模型或者 叫过程模板( t e m p l a t e ) 也可以称为过程定义。 1 2 大连理工大学硕士学位论文 运行阶段的过程控制功能：在运行阶段，过程控制功能相当于现实世界与模型 世界的桥梁。它解释业已定义完的模型，也就是说根据模型来调度一个过程中不同的子 任务( s u b t a s k ) 并且激活相应的人或i t 应用程序。 运行阶段与完成不同子任务的用户或i t 工具的交互：一个过程的子任务通常是 由参与人员通过使用一定的i t 工具( 比如填表) 或者涉及信息处理操作( 比如用一条新记 录更新一个定单数据库) 。如果要在不同的子任务之间传送控制信息以及其它的数据， 或者要激活一定的应用程序，就必须不断的与过程控制软件交互。 图1 5 描述了工作流管理系统的三个主要功能之间的关系。 1 3g i s 综述 过程设计与定义l 建模与定义工具 l 经营过程分析、 过程实例化与控制l 工作流执行服务 人机交互 软件工具 与应用 图1 5 工作流管理系统的三个主要功能之间的关系 f i g 1 5t h er e l a t m nb e t w e e nt h e e m a i nf u n c t i o n so f w o r k f l o w 1 3 1 g 1 8 简介 g i s 是能够收集、管理、查询、分析、操作以及表现与地理相关的数据信息的计算 机信息系统，能够为分析、决策提供重要的支持平台。它广泛地应用于地学、资源管理、 土地利用规划、环境监测、防灾减灾、电力行业、交通管理、城市规划、科研、教育和 国防等领域，在我国国民经济建设中发挥着越来越重要的作用。 地理信息系统技术是一门综合性的技术，它的发展是与地理学、地图学、摄影测量 学、遥感技术、数学和统计科学、信息技术等有关学科的发展分不开的。g i s 的发展可 分为四个阶段：第一个阶段是初始发展阶段，2 0 世纪6 0 年代世界上第一个g i s 系统由 加拿大测量学家r f t o m l i s o n 提出并建立，主要用于自然资源的管理和规划；第二个阶 段是发展巩固阶段，2 0 世纪7 0 年代由于计算机硬件和软件技术的飞速发展，尤其是大 容量存储设备的使用，促进了g i s 朝实用的方向发展，不同专题、不同规模、不同类型 吴占洲：工作流技术在土地利用规划管理系统中的应用 的各具特色的地理信息系统在世界各地纷纷付诸研制。如美国、英国、德国、瑞典和日 本等国对g i s 的研究都投入了大量的人力、物力和财力；第三个阶段是推广应用阶段， 2 0 世纪8 0 年代，g i s 逐步走向成熟，并在全世界范围内全面推广，应用领域不断扩大， 并与卫星遥感技术结合，开始应用于全球性的问题，这个阶段涌现出一大批g i s 软件， 如a r c i n f o ，g e n a m a p ，s p a n s ，m a p i n f 0 ，e r d a s ，m i c r o s t a t i o n 等；第四个阶 段是蓬勃发展阶段，2 0 世纪9 0 年代，随着地理信息产品的建立和数字化信息产品在全 世界的普及，g i s 成为确定性的产业。并逐渐渗透到各行各业，成为人们生活、学习和 工作不可缺少的工具和助手。 随着计算机和信息技术的快速发展，近年来g s 技术得到了迅猛的发展。g s 系统 正朝着专业或大型化、社会化方向不断发展着。“大型化”体现在系统和数据规模两个 方面：“社会化