（计算机软件与理论专业论文）基于服务流的一站式电子政务平台的研究.pdf

哈尔滨工程大学硕士学位论文 摘要 我国政府从2 0 世纪8 0 年代末开始重视电子政务的发展，逐步在各个政 府职能部门建立了政务系统。但是我们应该看到，政府各部门的信息化建设 条块分割，缺乏标准化和规范化。当务之急是解决电子政务中跨部门服务的 问题，建立一个方便用户使用、业务互通、标准统一、安全隔离的电子政务 综合平台。 本文首先介绍了电子政务的概念、组成和行为主体及行为主体之间的关 系，介绍了国内外电子政务的发展现状和当前我国电子政务的研究热点，介 绍了一站式电子政务提出的背景、平台的结构及其提供服务的方式。然后本 文研究了把服务流管理应用到电子政务领域中，构建一站式电子政务平台， 解决电子政务中跨部门服务的问题，加强政府各职能部门之间的信息共享和 业务互通，使得政府各职能部门以统一的门户协同为公众和企业提供服务。 本文对经典p e t r i 网进行了扩展，并利用扩展的p e t r i 网建立了服务流程模型， 给出了完整的服务流管理过程表示的x m l 模式。介绍了三种服务流管理方 式，并给出了每种管理方式下服务提供者的结点结构。最后本文介绍了w e b 服务及其整合语言，研究了利用w e b 服务实现集中式服务流管理来构建一站 式电子政务平台，介绍了实现的可行性并且描述了实现的过程。 关键词：电子政务；一站式：p e t r i 网；服务流；w e b 服务 a b s t r a c t s i n c et h ee n do ft h ee i g h t i e so ft h e2 0 t hc e n t u r y , o u r g o v e r n m e n th a sp a i d a t t e n t i o nt ot h e d e v e l o p m e n to ft h ee g o v e r n m e n ta n dh a sg r a d u a l l ys e t u p g o v e r n m e n ta f f a i r ss y s t e m si ne a c hg o v e r n m e n tf i a n c t i o n a ld e p a r t m e n t b u tt h e i n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o ni no u rg o v e r u m e n td e p a r t m e n t si s s e p a r a t e da n dl a c ko f s t a n d a r d i z a t i o na n d s p e c i f i c a t i o n t h eu r g e n ta f f a i ri st os o l v et h ep r o b l e mo f c r o s s d e p a r t m e n t s s e r v i c ei nt h e e - g o v e r n m e n t a n dt oc o n s t r u c tac o n v e n i e n t b u s i n e s s a s s o c i a t e d ，s t a n d a r d i z e da n ds a f ee g o v e r n m e n ti n t e r g r a t e dp l a t f o r m f i r s t ，w e i n t r o d u c et h e c o n c e p t a n de l e m e n to f e g o v e r n m e n t ，t h e n w e i n t r o d u c et h ec u r r e n td e v e l o p m e n ts i t u a t i o no fe - g o v e r n m e n ta n dt h ec u r r e n t r e s e a r c hh o t s p o ti ne g o v e r n m e n td o m a i ni no u rc o u n t r y w ei n t r o d u c et h eo r i g i n o fo n es t o pe g o v e r n m e n ta n di t ss t r u c t u r e s e c o n d ，i ti sp u tf o r w a r da p p l y i n gt h e s e r v i c e f l o w m a n a g e m e n t t o e g o v e r n m e n t t o d e s i g n o n e s t o pe g o v e r n m e n t p l a t f o r m o n c e w es o l v ef i l e p r o b l e m o fc r o s s d e p a r t m e n t ss e r v i c e s ，t h e g o v e r n m e n td e p a r t m e n t sc a nc o o p e r a t ee a c ho t h e rt op r o v i d es e r v i c e st oc i t i z e n s a n dc o r p o r a t i o n s i nt h i sp a p e rt h ec l a s s i cp e t r in e ti se x p a n d e da n dw ee s t a b l i s h t h es e r v i c e f l o wm o d e lb a s e do nt h ee x p a n d e dp e t r in e t a n dt h e nt h ei n t e g r a t e d x m ls c h e m ao ft h e p r o c e s sl a n g u a g e o ft h es e r v i c e f l o w m a n a g e m e n t i s p r e s e n t e d ，w ei n t r o d u c et h r e es e r v i c e f l o wm a n a g e m e n tt y p e sa n d t h es e r v i c e p o i n t s t r u c t u r ei ne v e r y t y p e a tl a s t ，a f t e rt h ei n t r o d u c i n go f w e bs e r v i c ew e p u tf o r w a r d t oa p p l y i n gw e bs e r v i c et od e s i g no n e s t o pd e v e l o p m e n tp l a t f o r ma n dp d e s e n tt h e f e a s i b i l i t ya n dp r o c e s so f r e a l i z a t i o n k e y w o r d ：e g o v e r n m e n t ；o n es t o p ；p e t r in e t ；s e r v i c e f l o w ；w e b s e r v i c e 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导 下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文 献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已 注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已 经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个 人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到 本声明的法律结果由本人承担。 作者( 签字) ： 名；焉 目期：细0 4 年z 月18 日 哈尔滨工程大学硕士学位论文 第1 章绪论 1 1 课题研究的目的和意义 随着信息技术的普遍应用和互联网的迅速发展，从世界范围来看，推进 政府部门办公自动化、实现政务电子化、网络化已是大势所趋。在世界各国 积极倡导的“信息高速公路”的五个应用领域中，“电子政务”被列为第一位， 其它四个领域分别是电子商务、远程教育、远程医疗、电子娱乐，可以说政 府信息化是社会信息化的基础，电子政务是政府信息化的重要体现。概括的 说，电子政务是借助电子信息技术而进行的政务活动，它主要包括三个组成 部分：一是政府部门内部的电子化和网络化办公；二是政府部门之间通过计 算机网络而进行的信息共享和实时通信；三是政府部门通过网络与民众之间 进行的双向的信息交流。一个完整的电子政务系统，应当是上述这三个子系 统的有机结合。 我国的电子政务建设尚处于起步和探索阶段，政府各部门的信息化建设 条块分割，类似一个个的信息孤岛，而且缺乏标准化和规范化，政府各部门 之间、政府与公众之间的各种系统很难兼容，信息资源不能共享。当务之急 是建立一个方便用户访问和使用、业务互通、标准统一、安全隔离的电子政 务综合平台。 为了实现政府各个职能部门之间的信息资源共享和业务互通，为用户提 供跨部门服务，提出了以服务流程为主线的一站式电子政务。这里所说的服 务流程是指能够为公众或企业完成一定生活事件或者商业事件的单一服务的 序列。一站式电子政务具有新型的体系结构，并以一种全新的方式为用户提 供服务。在平台的入口按类别列出了所有提供的服务，用户可以从中选择并 开始一个服务。即使用户所要求的服务涉及到几个不同的政府职能部门，他 们不需要知道具体涉及到哪几个部门、每个部门完成的具体功能、这几个部 门以怎样的工作顺序提供服务，而只需要访问一站式电子政务的入口、在系 统提示下与系统进行交互即可得到满意的服务。 当初把_ 工作流的技术应用到了政府部门内部的电子化和网络化办公中， 实现了内部办公的真正的自动化，提高了工作效率和安全可靠性。如果我们 把服务流管理应用到政府为公众和企业提供服务中，并用w e b 服务及w e b 服 务整合技术来实现服务流程，将会大大提高政府提供服务的质量和效率。 1 2 国内外电子政务的发展情况 1 2 。1 国外电子政务的发展情况 电子政务是现代政府管理观念和信息技术相融合的产物。面对全球范围 内的国际竞争和知识经济的挑战，许多国家政府都把电子政务作为优先发展 战略。美国是较早发展电子政务的国家，也是电子政务最发达的国家。自1 9 9 3 年起美国就把构建“电子政府”当成政府改革的一个重要方向，努力建立以 客户为导向的电子政务。目前，美国的政府网站建设已经相当完善和成熟。 联邦政府一级机构已经全部上网，州一级政府机构也已全部上网，几乎所有 的县、市都建立了自己的网站。目前，美国政府正考虑将一个个独立的网站 连接起来，使其能够更有效地利用和管理。据统计，由于实现了政府信息化， 美国政府的员工减少了近3 0 万，关闭了2 0 0 0 多个办公室，减少政府开支近 2 0 0 0 亿美元。美国政府各级网络的建立不仅节省了大量人力、财力和物力， 而且提高了政府的透明度，堵住了徇私舞弊的渠道。 加拿大号称是全球联网率最高的国家，在信息基础设施方面的巨大优势 为其发展电子政务打下了坚实的基础。在电子政务方面，加拿大政府大力推 广s n 2 n 大电子政务在各行业的应用，不仅实现了教育、就业、医疗、电子采 购、社会保险等领域的政府电子化服务，而且根据需要不断增加和集成了加 拿大出口资源网、加拿大青年网等诸多新的政府门户网站。 在欧盟诸国中，英国的电子政务建设走在前列u 1 。英国从1 9 9 4 年开始着 手于电子政务建设，目标是建立“以公众为中心的政府”。为了能加快电子政 务的发展，让尽可能多的英国家庭能够通过网络与政府进行交流，英国首相 布莱尔在信息时代特别内阁会议上提出，英国政府机构服务上网率要在2 0 0 2 哈尔滨工程大学硕士学位论文 年到达2 5 ，并且计划到2 0 0 5 年，政府所有服务都能上网。 1 2 ，2 我国电子政务的发展情况及当前的研究热点 我国政府对电子政务的发展非常重视，通过广泛借鉴国内外的成败经验， 目前我国的电子政务正在沿着一条健康的道路迅速发展。2 0 世纪8 0 年代末 期，中央和地方政府桃关开展了办公自动化工程；1 9 9 3 年底启动了三金工程： t 9 9 9 年启动了政府上网工程，从而使中国电子政务建设的基础构架初步形 成。2 0 0 1 年，中国电子政务的重心集中在政府专网建设、政府信息收集、交 换和发布的改革等方面，到2 0 0 1 年末，已有接近5 0 的政府机构建立了自 己的网站。国务院的2 9 个部委中有2 6 个建立了自己的网站。在各地政府网 站上发布了大量信息用于社会共享，以成为承载当地政府信息资源的主要媒 体。目前电子政务开始向政府部门之间、政府与公众之间信息网络互动的 更高层次发展。 电子政务的发展是一个极其复杂的过程，不可能一蹴而就，必须有重点、 分步骤实施。2 0 0 2 年7 月3 曰召开了国家信息化领导小组第二次会议提出， “十五”期间我国电子政务建设的目标是：初步建成标准统一、功能完善、 安全可靠的政务信息网络平台：重点业务系统建设、基础性、战略性政务信 息库建设取得实质性成效，信息资源共享程度有较大提高；初步形成电子政 务安全保障体系，人员培训工作得到加强，与电子政务相关法规和标准的制 定取得重要进展。 针对我国电子政务的建设目标，当前我国在电子政务领域中的研究热点 集中在以下几个方面。 1 电子政务的标准的研究。制定我国的电子政务标准是所有问题的基础t 经过国家电子政务标准化总体组研究，并报国家标准化管理委员会和国 务院信息化工作办公室标准，我国已于2 0 0 2 年6 月2 8 日启动以下六项 电子政务标准制定项目，电子政务数据元、基于x m l 的电子公文格式、 电子政务业务流程设计方法通用指南、电子政务主题词表、x m l 在电子政 务中的应用指南、信息化工程监理规范。 2 利用先进的网络信息技术实现为用户提供跨部门服务。目前政府各职能 部门孤立地建立了各自的信息系统，并未建立系统间的有效连通，造戍 哈尔滨工程大学硕士学位论文 需要信息的时候无法顺畅地获取和使用信息。这样在不推倒现有系统重 来的前提下，实现各部门的信息共享和业务互通是电子政务的另一一个研 究热点。 3 电子政务安全性的研究。政府部门的工作性质决定了其所涉及的信息大 都带有机密性和严肃性，所以电子政务的安全性问题就显得尤为重要。 目前对电子政务的安全性的研究主要包括：数字签名机制和操作的不可 否认机制等。 1 2 3 一站式电子政务的研究现状 2 0 0 1 年，欧洲五国德国、瑞士、芬兰、希腊、奥地利首先正式提出了一 站式电子政务的概念，成功申请了欧盟技术研究基金，并成立了致力于一站 式电子政务平台研究与设计的组织n 1 。他们的主要研究内容是g o v m l 和跨部 门服务流程等。该组织计划在2 0 0 4 年末完成一站式电子政务平台的设计，并 将在瑞士、奥地利、希腊等国分别进行部署和试用。 我国的一些研究机构与开发商也相继开始了一站式电子政务的研究与开 发工作。“中国电子政务应用示范工程( 南海) ”项目是国家“十五”科技攻 关计划项目，它包括一站式服务框架软件及工程实现、一站式服务架构下的 网上工商、网上税务、财政财务统一结算、网上社保、劳动就业管理、网上 统计、电子金融服务、办公信息流处理和w e b 服务技术等十个子课题，共同 形成一个电子政务的整体架构。现在全南海的所有政务业务系统的建设都在 围绕着一站式服务框架进行。 一站式电子政务正处于其初期发展阶段，但是它具备了现存电子政务所 没有的很多优点，所以正在不断地得到各国政府及软件研究与开发商的重视。 随着x m l 、工作流、服务流、w e b 服务等相关技术的不断发展，基于这些技术 的一站式电子政务一定会得到很好的发展。 1 3 本文的主要研究内容 本文提出了把服务流管理应用到电子政务平台中，解决电子政务中跨部 门服务流程的问题，构建一站式电子政务平台。并给出了利用w e b 服务来实 哈尔滨工程大学硕士学位论文 现一站式电子政务的解决方案。总的来说，本文做的主要工作包括以下几点。 1 介绍了电子政务的国内外发展情况和一站式电子政务的研究现状。介绍 了一站式电子政务提出的背景，给出了它的基础构架，并在提供服务方 式等方面与传统电子政务进行了比较。 2 提出了利用服务流管理来解决一站式电子政务中的跨部门服务的问题。 本文对经典p e t r i 网进行了扩展，并利用扩展的p e t r i 网建立了服务流 模型，给出了完整的服务流管理的过程表示的x m l 模式。给出了三种基 于这种过程表示的服务流管理方式并分别给出了三种管理方式下的服务 结点结构。 3 w e b 服务的介绍。介绍了w e b 服务的体系结构、协议栈层次结构、相关标 准，还有两种适合应用到电子政务系统中的w e b 服务整合语言。 4 提出了利用w e b 服务实现一站式电子政务平台。实现的是在第三章中提 出的三种服务流管理方式中的集中式管理方式。对实现的可行性进行了 说明，并给出了具体的实现过程：创建、发布与发现、整合。讨论了利 用w e b 服务实现一站式电子政务的一些相关问题。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 2 1 电子政务 第2 章电子政务概述 电子政务是近年来伴随着互联网、电子商务等新事物而出现的新概念， 它是由英文“e - g o v e r n m e n t ”翻译而来的，而“e - g o v e r n m e n t ”的字面意思 是电子政府，只不过为了与电子商务概念相对应，国内的媒体基本上都用了 电子政务这一名称。 2 1 1 电子政务的概念和组成 为了理解电子政务的概念，我们首先分析一下政务的概念。政务是指有 关政治方面的事务，泛指国家和地方政府的管理工作。在我国，政务的概念 可以从广义和狭义两个角度来理解，狭义的政务则是指政府部门所开展的行 政管理活动和社会服务活动；广义的政务泛指各类行政管理事务，包括党政、 人大、政协、军队等系统所从事的行政管理活动，如党务、检务、军务等。 本文中的政务是从狭义的角度出发的。 所以可以这样定义电子政务，电子政务是借助电子信息技术而进行的政 务活动，是电子信息技术与政务活动的交集，它将政府内部和外部的管理和 服务职能通过精简、优化、整合、重组后到网上实现，为社会公众以及自身 提供一体化的高效、优质、廉洁的管理和服务。电子政务包括内部办公和管 理、社会管理、社会服务三个方面的网络化。是政府内部工作和对外职能的 全面信息化。 根据上述的狭义电子政务定义，电子政务主要包括三个组成部分。一是 政府部门内部的电子化和网络化办公；二是政府部门之间通过计算机网络而 进行的信息共享和实时通信；三是政府部门通过网络与民众之间进行的双向 的信息交流。本文中讨论的主要是电子政务的后两个组成部分，政府部门之 间、政府与民众之间。具体地说，目前各级政府部门所广泛使用的办公自动 化系统，属于第一类电子政务的范畴国家最近建设完成的“三金”工程和 6 哈尔滨工程大学硕士学位论文 电子1 3 岸执法系统，是第二类电子政务的典型例子。政府部门通过自己的互 联网站以相互交流的方式为为用户提供各神政务服务，则属于第三类电子政 务的范畴。一个完整的电子政务系统，应当是上述这三类系统的有机的结合。 2 1 2 电子政务的行为主体 一般的，与电子政务相关的行为主体主要有3 个，政府、企业单位、居 民“。因此，政府的业务活动也主要围绕着这3 个行为主体展开，即包括政 府与政府之间的互动；政府与企业和单位的互动；政府与居民的互动。在信 息化的社会中，这3 个行为主体构成了电子政务、电子商务和电子社区这3 个信息化的主要领域。政府与政府、政府与企业、政府与居民之间的互动构 成了下面5 个不同的而又相互关联的领域。 政府对政府。政府与政府之间的互动是指政府部门之间的信息共享和业 务互通。这个领域涉及的主要是：政府内部的政务活动；政府之间各种业务 流所需要采集和处理的信息；政府之问的通信系统，包括各种紧急情况的通 报、处理和通信系统： 政府对企业。政府面向企业的活动主要包括政府向企、事业单位发布的 各种方针、政策、法规、行政规定，即企、事业单位从事合法业务活动的环 境。政府对企业的活动实质上是政府向企业提供的各种公共服务，如构造一 个良好的投资和市场环境，维护公平的市场竞争秩序，协助企业特别是中小 企业的发展，帮助企业进入国际市场和加入国际竞争，以及提供各种各样政 府信息的服务等。 政府对居民。政府对居民的活动实际上是政府面向居民所提供的服务。 政府对居民的服务首先是信息服务，让居民知道政府的规定是什么，办事程 序是什么，主管部门在哪里。出生、死亡的登记，迁徙和户口的管理，结婚、 离婚登记，白行车执照、驾驶执照的办理，车辆的登记，以及各种证件的管 理和防伪( 如身份证、毕业证、工作证) 等，也是政府面向居民服务的重要 内容。 企业对政府。企业面向政府的活动包括企业应向政府缴纳的各种税款， 按政府要求应该填报的各种统计信息和报表，参加政府各项工程的竞、投标， 向政府供应各种商品和服务，以及就政府如何创造良好的投资和经营环境、 哈尔滨工程大学硕士学位论文 如何帮助企业发展等提出企业的意见、希望和建议，向政府申请可能提供的 帮助等等。 居民对政府。居民对政府的活动除了包括个人应向政府缴纳的各种税款 和费用、按政府要求应该填报的各种信息和表格、缴纳各种罚款等外，还要 开辟居民参政、议政的渠道，使政府的各项工作不断得以改进和完善。政府 需要利用这个渠道来了解民意，征求群众意见，以便更好地为人民服务。 当前，世界各国电子政务的发展就是围绕着上述5 个方面展开的。其目 标除了不断地改善政府、企业与居民3 个行为主体之间的互动，使其更有效、 更友好、更精简、更透明和更有效率外，更强调在电子政务的发展过程中对 原有的政府结构以及政府业务活动组织的方式和方法等进行重要的、根本的 改造，从而最终构造出一个信息时代的政府形态。在电子政务的发展过程中 也产生了一些只有应用信息技术才可能获得新的政府概念，如“一站式服务”， 即居民或企业只要进入一个政府网站即可解决需要解决的问题，每周七天、 每天二十四小时不问断地向居民或企业提供政府的服务。 2 2 一站式电子政务 2 2 1 一站式电子政务的提出背景 政府各职能部门的信息系统的建立，给公众的生活带了很多的方便。然 而随着电子商务的不断成熟，人们逐渐习惯了电子商务那种为用户提供完整 服务的方式，对电子政务提出了更高的要求。给出一个电子商务的例子，一 个关于自助旅行的例子。旅游者把想去的全部地点、每个地点想呆的天数、 自助旅行的起始时间告诉自助旅行社；自助旅行社根据旅游者的要求制定旅 行路线，然后根据旅行路线和旅游者的要求为旅游者预定飞机票或者火车票： 最后自助旅行社把路线图交给旅行者，航空或铁路的售票处把票交给旅行者。 从这个例子我们可以看出，为旅游者服务的部门有两个：自助旅行社和售票 处。但是跟旅游者打交道的只有自助旅行社，这是因为自助旅行社和售票处 之间的协作关系，使得旅游者无需根据路线图亲自去售票处买票。这样自助 旅行社和售票公司提供的服务就形成了一个“服务流”。从这个例子我们可以 看出，虽然这个跨部门服务流程很简单，但是它的确给旅行者带来了很大的 方便。 相比之下，政府职能部门在这方面就要逊色一些，他们为用户提供的跨 部门的服务被机械地按照提供服务的部门分成几块，需要用户自己把这些零 碎的服务拼接成一个完整的服务。如果用户需要得到的服务涉及到的部门的 个数是三个或者三个以上，那么用户就会有手忙脚乱的感觉，因为他们要知 道去每个部门干什么，还要知道先去哪个部门后去哪个部门。 在这种情况下，提出了一站式屯子政务平台。它模拟的是现实生活中这 样的一个工作场景：政府提供一个足够大的办公大厅，所有的政府职能部门 都在这个大厅内工作，这些职能部门可提供的服务( 包括跨部门的服务) 都 在办公大厅的入口处按照一定类别按条目列出来。公众或者企业进入这个办 公大厅后，首先查找自己需要得到的服务是否已经在列表中列出了，如果列 出了，则会有一个办公人员全程陪同用户完成整个服务，包括要去部门的名 称、顺序和需要的材料等，直到得到满意的结果。如果没有在服务列表中列 出，则需要询问大厅的咨询台。 一站式电子政务平台使得政府各职能部门以统一的门户协同为公众和企 业提供服务，实现电子政务服务的集中式协调调度和分布式管理运作。公众 和企业可以方便地通过一站式服务平台统一获得电子政务服务。它可以将各 种政府部门的资源，如工商、税务、财政、民政、教育等，通过调度整合起 来，以统一出口和统一入口的形式对外发布应用。它能够集成不同行业、不 同业务、不同操作平台的信息系统，将横向业务系统的功能和数据信息融合 起来，提供“闭环式”的应用服务。 2 2 2 一站式电子政务平台的结构 一站式电子政务要求各个政府职能部门之间不仅是简单的信息共享，还 要有包括互相调用在内的其他协作关系，以实现真正的业务互通。每个职能 部门只是整个一站式电子政务平台中的一个提供服务的结点，这些服务节点 和中心政府之间相互协作，共同组成了一个完整的平台，如图2 1 所示。 入口是整个系统的唯一访问点，它列出了政府部门可以提供的所有服务， 为用户提供个性化的服务m 。也就是说，无论用户访问的是单个部门提供的 服务还是跨部门的服务都要从这个入口开始。如果用户要继续完成上次没有 完成的服务，只需要登陆系统就可以在系统的提示下继续完成。 中心政府和政府职能部门都有接收、处理和存储x m l 文件的功能。它们 通过传递x m l 文件实现信息共享和信息交换w 。 图2 ，1一站式电子政务平台的结构图 2 2 3 提供服务的方式 一站式电子政务平台的入口使得站式电子政务和传统电子政务在访问 方式上有了很大不同m 。如图2 2 所示，左边是传统电子政务的工作方式， 如果用户所需服务涉及到两个( 或者两个以上) 政府职能部门，那么用户自 己必须分别到两个部门去得到所需服务，而且得到服务之前必须事先知道是 哪两个部门、先去那个后去哪个部门。图2 2 右边是一站式电子政务的工作 方式，如果用户所需服务涉及到两个( 或者两个以上) 政府职能部门，用户 不需要知道这两个部门到底是哪两个部门及这两个职能部门的工作顺序、工 作方式，只需要访问平台的入口并根据系统的提示就可以得到满意的服务。 这个入口使得一站式电子政务在方便用户使用方面的优势明显。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 图2 2两种不同的访问方式 其实，只有唯一的入口这个特点是由一站式电子政务平台提供跨部门服 务的特点决定的。因为，既然平台提供给用户的服务是一个服务流程，就必 须要从流程起点开始，而这个入口正是所有服务流程开始的地方，无论用户 选择了平台提供豹哪一个服务，入口都为用户生成一个被选择服务的实例， 从而开始这个服务流程。服务流程开始以后，用户只需要根据系统提示按照 事先定义好的服务流程进行下去，就可以得到完整的服务了。在服务流程中， 真正给用户提供服务的是那些在流程中出现的服务的提供者，政府职能部门。 在提供服务的过程中，入口负责收集用户的输入把它发送给服务提供者，并 把服务处理的结果以友好的方式显示给用户。 2 3 本章小结 本章对电子政务和站式电子政务进行了介绍。首先给出了电子政务的 一个描述性的概念，介绍了电子政务的三个组成部分，介绍了与电子政务相 关的3 个行为主体，政府、企业单位、居民。然后介绍了一站式电子政务提 出的背景，给出了一站式电子政务平台的结构，并且在提供服务方式上与传 统电子政务进行了比较。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 提出一站式电子政务平台主要是为了加强政府各职能部门之间的信息共 享和信息交换，解决跨部门服务的问题，真正地实现部门间的业务互通。使 得政府各职能部门以统一的门户协同为公众和企业提供服务，实现电子政务 服务的集中式协调调度和分布式管理运作。 第3 章一种扩展的p e t ri 网 服务流程建模就是利用一种建模工具，采用某种建模方法把服务流程表 示成计算机可以识别的形式。p e t r i 网作为一种图形化、数学化的建模方法， 可以用来描述和研究具有并发、异步、分布和随机等特征的复杂系统。本章 提出了一种扩展的p e t r i 网，用于服务流程建模。 3 1 两种常用建模方法的比较 p e t r i 网和u m l 活动图都是应用广泛且比较优秀的建模方法和技术，它 们应用于流程管理领域时表现各有千秋。两种建模方法的建模能力比较如表 3 1 所示。 表3 1p e t r i 网和u m l 活动图的建模能力比较分析 p e t r i 网u m l 活动图 语义是否清晰清晰模糊 基于状态基于事件基于状态基于事件 逻辑描述能力强相对弱 数据流表示无法体现数据流片j 对象耀表不 建模元素种类很少太多 是否支持验证和优化是否 p e t r i 网是基于状态的建模方法，它明确定义了模型元素的状态，而且 它的演进过程也是状态驱动的。相对基于活动或事件的建模方法，它在语义 上严格区分活动的使能与活动的执行，并且直观地加以表示。由于对不同状 态的明确区分，使其具有更丰富的表达能力与更好的柔性。与其它的过程建 模技术相比，在p e t r i 网中案例的状态能够被清晰地描述。 3 ，2p e t ri 网基本理论 经典p e t r i 网是德国科学家p e t r i 在六十年代提出来的，在其后的几十 年中，p e t r i 网理论得到了极大的丰富，并被广泛地应用于许多研究领域。 1 3 哈尔滨工程大学硕士学位论文 3 2 1p e t ri 网的定义 【定义1 】三元组n = ( s ，t ；f ) 称为p e t r i 网的充分必要条件是m ，： 1 s n t = 中，2 s u t 中，3 f s t u t s ， 4 d o m ( f ) u c o d ( f ) = s u t 其中s 和t 分别称为n 的库所集和变迁集。f 是由一个s 元素和一个t 元素组成的有序偶的集合，称为n 的流关系。 d o m ( f ) = 缸l3 y ：( x ，y ) f ) ，c o d ( f ) = 砂i3 x ：( y ，x ) f ) 分别为f 所含 有序偶的第个元素和第二个元素所组成的集合。 x = s u t 称为n 的元素集。 【定义2 1 六元组= ( s ，t ；f ，k ，w ；m 。) 称为以p e t r i 网n = ( s ，r ；f ) 为基网的网系统n “。其中： k ( s ) 称为n 的容量函数，表示库所s 中允许存放令牌( t o k e n ) 的最大 数量。其数值标在表示库所的圆圈旁边，不标明时表示容量无限制。 w ( x ，y ) 称为n 的权函数，表示变迁发生时消耗和产生的令牌数量。其 数值标在弧( x ，y ) 上，不标时表示权为1 。 m ( m a r k i n g ) 称为n 的标识，是库所到非负整数n 的函数。可以定义成 一个n 维向量，其数值为系统中令牌的分布，表示p e t r i 网每个库所中的令 牌数。系统初始时的令牌分布记为m o 。 令牌为库所中的黑点，表示资源。 3 2 2 元素的输入和输出集定义 设x x 为n 的任一元素，称： o x = y l ( y ，x ) f ，为x 的前集( p r e s e t ) 或输入集， x 。= 抄j ( x ，y ) f ) 为x 的后集( p o s t - s e t ) 或输出集。 323 典型p e t ri 网的表示方法 典型p e t r i 网是一个有向图，由两种类型的节点组成，一种是库所节点 s ，用圆圈来表示，- - 9 是变迁节点t ，用方框来表示。节点之间用有向弧来 连接，有向弧代表有序偶f ，表示节点之间的关系。p e t r i 网的状态用令牌在 库所s 中的分布来标识。如图3 。l 所示。 s 4t 3 s 2t 2 图3 1 典型p e t r i 网的表示方法 3 2 4 变迁的点火规则 令牌的数目在p e t r i 网的执行过程中可能会发生改变，库所中令牌数目 的变化会引起相应变迁的点火( f i r e ) ，变迁的点火同时会使库所中的令牌数 目发生改变，从而改变整个p e t r i 网的状态。 变迁的使能：对于v s ，s s ，当s o t 时有m ( s ) w ( s ，t ) 且s t 。时 有m ( s ) + w ( t ，s ) k ( s ) ，称t 是使能的。 变迁的点火规则： 一个变迁t 是使能的( e n a b l e d ) ； 一个使能变迁可以点火( f i r e ) ： 如果变迁t 点火，那么从t 的每个输入库所消耗w ( s ，t ) 的令牌，同时 在t 的每个输出库所中产生w ( s ，t ) 的令牌。 3 3 一种扩展的p e t r i 网 3 3 1 扩展p e t r ；网的定义 p e t r i 网作为一种基于状态的建模方法，具有直观、形象的特点并具有 严格的模型语义和数学分析方法，但是必须指出，相比其它流程建模工具而 言，p e t r i 网只讨论控制转移结构，因此只描述了业务过程的动态特性而未 涉及数据及数据的变换。另一方面，p e t r i 网控制转移后将无条件地向其后 继的所有库所注入令牌，这些与流程模型的内涵还是有很大区别的。因此， 对经典p e t r i 网进行扩展，通过构造一种扩展p e t r i 网来描述服务流程模型。 哈尔滨工程大学硕士学位论文 主要设计思想是：在采用p e t r i 网对控制转移结构描述的基础上，将p e t r i 网中的库所和变迁等术语用容易理解和接受的令牌盒和活动等来表述，同时 为了描述服务流程管理系统中的数据流和控制流，引入变量和各活动的约束 规则、功能函数、路由函数。 【定义1 】四元组m = ( p ，a ，c ，x ) 称为扩展p e t r i 网。其中 p ：令牌盒集合。在流程实例的执行过程中令牌盒的状态( 令牌在令牌盒 的分布) 决定活动实例的控制转移。 a ：活动集合。由组成流程的所有活动构成。其每一个元素盯a 表示一 个活动实体，由名字、i d 、类型、功能函数和路由函数等组成。 c ：联系集。定义了令牌盒和活动的连接关系，c ( a p ) u ( p 彳) 。由 此联系集可以定义每个活动的输入令牌盒集和输出令牌盒集。 x ：变量集合。变量是流程中参与处理或控制转移的有关数据，对应流程 本身的信息和各个活动的信息。 【定义2 】对每一个活动a a ，定义： a 的输入令牌盒集：。口= 妇i ( p ，d ) c ，p p ； a 的输出令牌盒集：a 。= 扣i ( ，p ) c ，p p ) 。 【定义3 】在扩展p e t r i 网中有两个特殊令牌盒：s 和e 。令牌盒s 是一 个起始令牌盒，即不存在一个活动a ，使得卯= s ；令牌盒e 是一个终止令牌 盒，即不存在一个活动a ，使得。口= e 。 【定义4 】功能函数：，( 一，x 2 ，x 。) = y 。，其中x 1 ，x 2 ，x 。，y ，x 。 对每个活动a a 都有一个功能函数，与之对应，用来描述服务流程执行过 程中由活动引起的变化。此函数可以由系统自动执行，也可以由流程参与人 员操作执行。 【定义5 】路由函数o ，( x l ，x 2 ，x 。) = ( y l ，y 2 ，y f ) ，其中 x ，x 2 ，x 。x ，y 】，y 2 ，y o ，1 ) 。其结果为一向量，向量元素的取 值为0 或1 ，分别表示向活动a 的输出令牌盒中输出令牌与否。路由函数与 活动不是一一对应的关系，对于终止节点，其路由函数为空。 【定义6 】约束规则r a p l ，p 2 ，p 女，x 2 ，x 。) ，其中 p 1 ，p 2 ，p 女p ，x l ，x 2 ，x 。x 。约束规则定义了活动使能和执行的 约束条件。在流程执行的某时刻，当活动a 的所有k 个输入令牌盒的状态及 16 哈尔滨工程大学硕士学位论文 活动的当前变量取值达到其约束规则规定的条件时，活动a 是使能的。 【定义7 】扩展p e a r l 网中的活动a 被执行当且仅当： 日，是使能的； 与n ，相联系的功能函数，开始执行。 3 3 2 扩展p e t ri 网的基本组件 在上述扩展p e t r i 网定义的基础上，为了描述服务流程模型中的几种基 本路由，在扩展p e t r i 网中构造几种结构化的组件与之对应。在图中用a ，表 示第i 个活动，p 。表示令牌盒，用p = m 表示令牌盒中有m 个令牌，用s 表 示开始令牌盒，e 表示终止令牌盒。 串行组件：与顺序路由相对应，用来描述一系列按固定顺序串行执行的 活动，由一条不分支的通路组成。如图3 2 所示。 s a l p i = i a 2 p 2 a 3e o 卜咂卜( “) 叫 o 图3 2 串行组件 并行组件：与并行路由相对应，用来描述没有严格执行顺序的、可同时 进行的分支活动。如图3 3 所示。 p l = l a 2p 2 p 3 = 1 a 4 p 4 图3 。3 并行组件 条件选择组件：与条件选择路由相对应，用来定义彼此之间具有相互约 束与排斥关系的分支活动。如图3 。4 所示。 哈尔滨上程大学硕士学位论文 p l = i a 2 图3 4 条件选择组件 循环组件：与循环路由相对应，用来定义需要重复执行多次的活动。如 图3 5 所示。 sa l p 1 = l a 2 p 2 a 3e l 图3 5 循环组件 图3 6 是根据扩展p e t r i 网的四种组件给出的一个综合实例。 a 3 p 3 a 4 p 5 a 6 图3 6 扩展p e t r i 网实例 3 3 3 扩展p e t ri 网的触发机制 扩展p e t r i 网区分了活动的使能和触发两种状态，当活动的输入令牌集 中的令牌分布满足其约束规则时，该活动是使能的：被使能的活动要真正执 行，必须具备相应的触发机制。触发机制是使被使能的活动进入执行状态的 外部条件，可以分为两种类型： 自动触发：活动被使能的同时触发，通常是自动型活动。 人工触发：活动的执行由任务执行者触发。 堕堡望三堡盔堂堡主兰鱼建墓 3 4 本章小结 本章首先对两种流程建模方法p e t r i 网和u m l 活动图的建模能力进行了 比较，然后介绍了经典p e t r i 网的基本理论，提出了一种扩展p e t r i 网，作 为服务流程建模的建模方法。 堕叠堡三垄盔兰堡主堂垡堡塞一 第4 章基于扩展p e t ri 网的服务流程管理 本章研究了利用服务流管理解决电子政务中跨部门服务的问题。首先介 绍了服务流及服务流程管理的三种方式，然后利用扩展p e t r i 网建立了服务 流程模型，给出了完整的过程表示的x m l 模式和服务流程管理的处理规则。 4 1 跨部门服务和服务流 4 1 1 跨部门服务及其特点 首先给出几个定义： 公共服务是指公共职能部门为用户处理生活事件( 例如，结婚、出国等) 和商业事件( 例如，成立公司等) 等提供的服务，分为基本型服务和复合型 服务。 基本型服务( e l e m e n t a r y p u b l i c s e r v i c e s ) ：由一个职能部门就能完成的 公共服务叫做基本型服务，一般这样的服务都很简单，不需要与其他部门进 行信息共享或协同工作； 复合型服务( c o m p o s i t e p u b l i c s e r v i c e s ) ：由一个以上的基本型服务组 成的公共服务叫做复合型服务，一般这样的服务都比较复杂，需要一个以上 的政府职能部门共同完成，也就是我们所说的跨部门服务，公共服务大多数 都是复合型服务。图4 1 是一个生活事件、复合型服务、基本型服务的对应 关系图。 图4 1复合型服务与简单型服务 哈尔滨工程大学硕士学位论文 复合型服务决不是基本型服务的简单加和。可以使用u m l 活动图描述构 成复合型服务的基本型服务之间的并行或串行的关系，如果两个基本型服务 之间不存在任何的依赖关系则可以让它们并行执行，如果它们之间存在直接 或者间接的依赖关系则只能让它们严格地按照一定的顺序串行执行。大多数 情况下它们之间是有一定的依赖关系的，它们之间要进行共享交换，往往某 个基本型服务的输出就是另一个基本型服务的输入。由此我们可以得到跨部 门服务流程的三个特点，如图4 2 所示。 匝三五叵 图4 2 跨部门服务的三个特点 1 支持相互协作。政府的各个职能部门之间必须能够互相通信，包括各种信 息的共享和交换、软件模块的远程调用等。 2 良好的灵活性支持。必须为复杂的跨部门服务流程提供灵活和动态的服务 流程环节的选择和配置；并且服务流程的具体环节及其顺序对用户应该是 透明的。 3 面向用户m ，。为用户提供跨部门服务的出发点是为用户提供更好的服务， 所以在考虑问题的时候必须时刻着眼于面向用户，多考虑用户所关心的东 西。 4 1 2 利用服务流解决跨部f 3 h 匠务问题 服务流的概念是定义在服务结点的基础之上的。公共服务是用来为用户 处理生活事件和商业事件的，这就需要一些实体来提供服务，把这些提供服 务的实体就叫做服务结点，在这里服务结点就是政府职能部门，他们都能够 单独完成一些基本型服务。由一些服务结点共同提供的服务的序列就叫做服 务流，电子政务中的跨部门服务就是一种服务流程。服务流管理除了利用工 2 1 哈尔滨工程大学硕士学位论文 作流管理和互联网技术外，还要非常重视面向客户等许多方面的问题，总的 来说就是： 1 要有良好的过程表示来保证服务流程的灵活性和适应性，这是服务流管 2 3 1 2 3 理的基础。可以使用x m l 文件作为过程表示的工具，利用其半结构化语 言的可扩展性和互操作性等特点来交换数据。 要有些功能模块来协助各个服务结点相互合作，这些功能模块的主要 作用是传送过程表示和处理过程表示