（计算机应用技术专业论文）基于工作流技术的公安办公系统的研究与设计.pdf

摘要 工作流技术应用于公安厅各业务系统的整合，已成为公安部门进 行信息化建设过程中新的要求。 本文研究和分析了公安办公系统的工作流模型，并着重对过程模 型和组织模型进行了分析。过程模型是工作流模型的基础和核心，本 文引入了基于扩展的活动网络图方法对过程模型进行建模，并给出了 过程模型的形式化定义。对公安厅的组织模型进行分析与构建，并引 入了“工作组”的概念，为公安部门中的“矩阵管理”提供了支持。 在构建的组织模型的基础上，提出了任务的指派模式和方法。 本文对公安办公系统与工作流引擎的集成过程进行分析，对系统 具体的功能模块如发起事务模块、待办事务模块、流程监控模块和公 文管理模块等进行设计与实现。在对公安办公系统的过程模型与组织 模型分析的基础上，利用x p d l 语言对发文过程模型的建立进行详细 分析与说明。 针对公安办公系统开发过程中所运用的关键技术，文中进行了具 体的分析与实现：利用基于存储过程的数据库层分页技术，达到优化 查询的目的；利用w e b s h a r p 的o r m 技术，实现具体的业务数据与 数据库的分离；利用活动属性的扩展应用技术，实现对流程应用相关 的w e b 页面的控制；利用任务跳转机制，实现对公安部门紧急流程 的处理。 本文实现的公安办公系统界面友好，操作方便，检索速度快，具 有统一的流程处理和管理平台，同时针对公安部门职能的特殊性，引 入紧急流程处理和召回等机制，大大提高了公安部门的办事效率，在 实际的实施与应用中受到很好的评价。 关键词工作流，过程模型，组织模型，对象关系映射，紧急流程 a b s t r c a t a p p l y i n gt h ew o r k f l o wt e c h n o l o g yt oi n t e g r a t i n ge v e r yb u s i n e s s s y s t e mo fp u b l i cs e c u r i t yo f f i c eb e c o m e san e wr e q u i r e m e n ti nt h e p r o c e s so fi n f o r m a t i o nc o n s t r u c t i o nw i t h i np u b l i cs e c u r i t yd e p a r t m e n t t h ew o r k f l o wm o d e lo fp u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e mi s r e s e a r c h e da n da n a l y z e d ，a n dt h e a n a l y s i s o fp r o c e s sm o d e la n d o r g a n i z a t i o nm o d e li se m p h a s i z e di nt h i st h e s i s p r o c e s sm o d e li st h e b a s i sa n dc o r eo ft h ew o r k f l o wm o d e l am e t h o db a s e do ne x t e n d e d a c t i v i t y - n e t w o r kd i a g r a mi su s e df o rm o d e l i n gt h ep r o c e s sm o d e l ，a n dt h e f o r m a l i z a t i o nd e f i n i t i o no ft h e p r o c e s s m o d e li s p r o v i d e d a n o r g a n i z a t i o n m o d e lo fp u b l i cs e c u r i t y d e p a r t m e n t i s a n a l y z e da n d c o n s t r u c t e d ，a n dt h ec o n c e p to f w o r k g r o u p i sr e f e r r e dt oi no r d e rt o s u p p o r tt h e m a t r i xm a n a g e m e n t o fp u b l i cs e c u r i t yd e p a r t m e n t t h e m e t h o da n dm o d eo ft a s ka s s i g n m e n ta r ei n t r o d u c e db a s e do nt h e o r g a n i z a t i o nm o d e lw h i c hi sc o n s t r u c t e di nt h i st h e s i s t h ei n t e g r a t i o no fp u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e ma n d w o r k f l o we n g i n ei sa n a l y z e d t h ec o n c r e t ef u n c t i o nm o d u l e si n c l u d i n g i n i t i a t i n gt r a n s a c t i o nm o d u l e ，p e n d i n gt r a n s a c t i o nm o d u l e ，m o n i t o r i n g p r o c e s sm o d u l ea n dd o c u m e n tm a n a g e m e n tm o d u l ea r ed e s i g n e da n d i m p l e m e n t e d b a s e do nt h ea n a l y s i so fp r o c e s sm o d e la n do r g a n i z a t i o n m o d e lw h i c hb e l o n g st op u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m ，t h e p r o c e s sm o d e lo fd i s p a t c hi sd e e p l ya n a l y z e da n di n t r o d u c e db yu s i n g x p d l ( x m l p r o c e s sd e f n i t i o nl a n g u a g e ) t h i st h e s i sa n a l y z e sa n di m p l e m e n t st h ek e yt e c h n o l o g yu s e di nt h e d e v e l o p m e n to fp u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e m t h ea p p r o a c h o fd a t a b a s ep a g i n gb a s e do ns t o r a g ep r o c e d u r ei si n t r o d u c e dt oi m p r o v e e f f i c i e n c yo fd a t aa c c e s sa n di n q u i r y t h eo r m ( o b j e c tr e l a t i o n s h i p m a p p i n g ) t e c h n o l o g yo fw e b s h a r pi su s e dt or e a l i z et h es e p a r a t i o no f t h e c o n c r e t eb u s i n e s sd a t aa n dd a t a b a s ed a t a t h ee x t e n d e da p p l i c a t i o n t e c h n o l o g yo fa c t i v i t ya t t r i b u t ei sb r o u g h ti nt oi m p l e m e n tt h ec o n t r o lo f w e bp a g ew h i c hi sr e l e v a n tt ow o r k f l o wa p p l i c a t i o n t h et a s k - j u m p m e c h a n i s mi su s e df o rh a n d l i n gt h eu r g e n tp r o c e s si np u b l i cs e c u d t y d e p a r t m e n t p u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o ns y s t e mw h i c hi si m p l e m e n t e di n t h i st h e s i sh a sf r i e n d l yw e bu s e ri n t e r f a c e ，s t r o n gm a n e u v e r a b i l i t ya n d q u i c kr e t r i e v a ls p e e d i tp r o v i d e sau n i f o r mp l a t f o r mf o rp r o c e s s i n ga n d m a n a g i n gw o r k f l o w s i m u l t a n e o u s l yf o rt h es p e c i a lf u n c t i o no f t h ep u b l i c s e c u r i t yd e p a r t m e n t ，t h eu r g e n tp r o c e s sa n dr e c a l lm e c h a n i s mi sr e a l i z e d i nt h i ss y s t e m ，w h i c hh a sg r e a t l ye n h a n c e dt h ee f f i c i e n c yo fp u b l i c s e c u r i t yd e p a r t m e n t sh a n d l i n ga f f a i r s p u b l i cs e c u r i t yo f f i c ea u t o m a t i o n s y s t e mh a sr e c e i v e dag o o de v a l u a t i o ni nt h ea c t u a la p p l i c a t i o n k e yw o r d s w o r k f l o w , p r o c e s sm o d e l ，o r g a n i z a t i o nm o d e l ，o b j e c t r e l a t i o n s h i pm a p p i n g ，u r g e n tp r o c e s s i 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。尽我所知，除了论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过的研究成果，也不包 含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共 同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名：垂：叁盘 日期：丝日年纪月互日 关于学位论文使用授权说明 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校 有权保留学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位 论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论 文；学校可根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文。 作者签名：遗叁壅导师签名亟墼挖日期：皿年上月丝日 硕士学位论文第一章绪论 1 1 工作流技术的研究意义 第一章绪论 随着计算机应用技术和网络技术的不断发展和革新，越来越多的政府和企业 将目光投掷于如何高效地运用现有的信息资源，加强政府或企业内部机构人员间 的协作与交流，提高对各种业务过程的管理与控制，优化对各种资源的分配与调 度等【i _ 2 1 。两工作流技术从出现到现在，已逐渐成为众多政府和企业加快信息化 建设方案中不可缺少的内容之一。 ( 1 ) 促进企业信息化建设 在现在的企业信息化建设过程中，越来越多的人关注如何避免企业的信息孤 岛，以及如何将各种各样独立运行的业务系统进行整合。在整合的过程中，需要 考虑企业内部已存在的异构环境。而异构环境主要包括以下几个方面： 网络环境的不同，如有的选用企业局域网，而有的需要接入i n t e m e t 。 计算机操作系统不同，如有的计算机运行g r m d o w s 操作系统，而有的运 行u n i x 或l i n u x 系统等。 所涉及的业务应用不同，如客户管理、文档管理、供应链、订单、支付 等等，在本节中称这些业务应用为专门应用。 工作流技术的使用屏蔽了这种异构性，使得企业应用系统集成( e a i ， e n t e r p r i s e a p p l i c a t i o n i n t e g r a t i o n ) 的实现成为可能。因为无论是从开发者的角度， 还是从用户的角度来看，工作流对现今的分布式，跨平台，跨企业和涉及多应用 的信息系统都起着协调作用。目前很多企业级l t 系统架构中包含各种各样的专 门应用，这些专门应用都有各自固定的自动化业务流程；而工作流管理系统将所 有业务流程定义( 不管该业务流程来自于何种专门应用) 作为输入并管理和监控 流程实例的执行，从而为专门应用提供更灵活的软件支持。从某种程度上来说， 工作流管理系统和各种专门应用系统是相互补充的利用工作流管理系统管 理所有业务系统的流程定义及其流程实例的执行，结合所有的专门应用系统，为 企业构建一个e a i 平台，从而促进和完善企业的信息化。 ( 2 ) 协助涉及多人相关任务工作流软件的开发 工作流技术能够发挥很大价值的第二个使用方式是：能协助涉及多人相关任 务工作流软件的开发。为了达到这个目的，大部分工作流管理系统都有一个方便 的机制，来生成执行任务的表单。对于专注于i s o 或者c m m ( c a p a b i l i t y m a t u r i t ym o d e lf o rs o f t w a r e ，能力成熟度模型) 认证的组织，采用这种方式使用工 硕士学位论文第一章绪论 作流管理系统能够显著提高生产率。不用将过程用文字的形式写在纸上，工作流 管理系统使用户通过流程定义建模实现过程的自动化【3 】。 ( 3 ) 提高业务软件的可重用性和易维护性 工作流技术的第三种使用方式是：将工作流引擎嵌入到专门应用中。在1 1 1 节中提到，专门应用所涉及的业务流程可以通过工作流系统进行统一定义、实例 化和进行监控管理等。同样，开发专门应用的公司也可以将工作流引擎嵌入到他 们的应用软件中。在开发过程中，工作流引擎只是作为专门应用的一个软件组件 加以调用，而对于具体应用的最终用户是不可见的。这种将工作流引擎嵌入到专 门应用中的设计思想与方法，大大提高了应用软件的可重用性和易于维护性。如 神州数码的工作流软件e a s y f l o w ，就是以工作流技术为核心的并将工作流引擎 嵌入到专门应用的全面的企业办公自动化( o a ) 产品【4 】。 总之，工作流技术作为一个新兴的研究领域，已广泛应用于消费品行业，制 造业，电信服务业，物流服务业，大中型进出口贸易公司，政府事业机构，研究 院所及教育服务业等，特别是大的跨国企业和集团公司等。工作流技术的研究对 于推动信息技术的进步和信息产业的发展起到举足轻重的作用 ”。 1 2 工作流相关技术 1 2 i 工作流的相关术语 ( 1 ) 工作流 工作流( w o r k f l o w ) 是一类能够完全或者部分自动执行的业务过程，它按照一 系列过程规则，在多个工作流的执行者之间传递和执行文档、信息或任务，从而 实现某个预期的业务目标。工作流是一些被组织起来的任务的集合，一项任务的 执行者可以是一个或多个软件系统，也可以是一个用户或一个用户的群组，或者 是他们的组合。 ( 2 ) 工作流管理系统 工作流管理系统( w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 是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的软件系 统。其功能是：存储和解释过程定义；创建和管理运行环境中的工作流实例；控 制工作流的执行者和工作流应用之间的交互等。其目的主要是为了提高在业务过 程中所涉及的所有实体之间的协作功能【6 】。 ( 3 ) 业务过程 一个业务过程( b u s i n e s sp r o c e s s ) 是为了实现企业某个业务目标的过程，它在 部分或全部组织机构和人员的参与下，利用企业资源，按照预先定义的规则，在 2 硕士学位论文第一章绪论 参与者和组织结构之间完成文档、信息和任务的传递和处理，从而实现预定的目 标。一个业务过程的自动化过程在过程定义中被定义。 “) 过程定义 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) 就是把实际业务过程表示为计算机可识别的工 作流过程。它包含一些预先定义的活动，以及这些活动的执行顺序、执行者、相 关数据等等。实现过程定义功能的软件或工具称为过程定义工具。 ( 5 ) 活动 活动( a c t i v i t y ) 是工作流过程的组成元素。根据执行方式不同，分为系统完全 自动执行和需要人工干预执行的活动等。 ( 6 ) 过程实例 过程实例( p r o c e s si n s t a n c e ) 是实例化的业务过程，是过程的一次相对独立的 执行。工作流管理系统创建、管理和终止过程实例，完成业务过程包含的工作单 元。 ( 7 ) 活动实例 活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c e ) 是实例化的过程活动，是过程中活动的一次执行。 一个过程实例中可能同时存在多个活动实例，雨一个活动实例不可能同时存在于 多个过程实例中。 ( 8 ) 工作项和应用程序 在一个工作流过程中，人们在活动中完成一定的任务，工作项( w o r k i t e m ) 是 需要由工作流的执行者在活动中处理的工作的表现形式。各个工作项在用户界面 上呈现为列表的方式。工作流系统中除了为用户提供处理工作项还要提供一些工 具或应用程序( a p p l i c a t i o n ) 。 图i - 1 工作流基奉术语的关系图 硕士学位论文第一章绪论 工作流各基本术语间的关系如图1 1 所示：具体的业务过程利用流程定义语 言形成流程定义，而流程定义多个活动环节或子流程组成。工作流管理系统主要 为流程的正常执行提供运行环境，同时创建和管理流程实例的执行。一个流程定 义对应多个流程实例，而一个流程实例包含多个活动实例。 1 2 2 工作流的参考模型 w f m c 提出了一个工作流参考模型，该模型定义了工作流系统的体系结构、 应用接口及特性。图1 2 为工作流参考模型】。其中： ( 1 ) 接口1 ：工作流服务和工作流建模工具间接口，包括工作流模型的解释 和读写访问； ( 2 ) 接口2 ：工作流服务和客户应用之间的接口，这是最主要的接口规范， 它约定所有客户方应用和工作流服务之间的功能访问方式； ( 3 ) 接口3 ：工作流执行服务和应用间的直接接口： ( 4 ) 接口4 ：工作流管理系统之间的互操作接口； ( 5 ) 接口5 ：工作流服务和工作流管理工具之间的接口。 工作流管理工具 口5 过程定义工具 而 工作流a p i 与交换格式 接口4 接口2 | | 接e l3 工作潞户端叫隧涮麓譬 1 3 公安部门信息化的发展 图1 - 2 工作流参考模型 它工作流执行服务 公安部门是我国信息化建设相对较早的职能部门，从上世纪8 0 年代末至今 公安信息化建设经过了三个时期【9 。1 0 】： ( 1 ) 公安信息化起步阶段( 上世纪8 0 年代未到9 0 年代未) ：此阶段是公安信 4 硕士学位论文第一章绪论 息化的基础阶段。其主要特征是：计算机作为办公工具已经普及，部、厅、局级 之问的拔号网络已经组建完成；户口管理等相关应用系统在部分省、市得以应用。 ( 2 1 公安信息化的巩固阶段( 上世纪9 0 年代未到2 0 0 5 年) ：此阶段包括了整 个十五计划，是公安信息化发展的重要阶段。其主要特征是：主干网络的带宽得 到增加，网上办公，网上追逃，网络电话会议等在这一期得到广泛的推广及运用。 ( 3 ) 公安信息化的发展阶段( 2 0 0 5 年至今) ：此阶段是在已经取得的信息建设 成果的基础上，将实际工作中的业务流程向网络办公系统中移植，各应用系统的 数据整合，对已经积累的数据进行数据挖掘是本阶段的重点。这个阶段将持续相 当长的一段时期。 1 4 公安综合信息系统的提出 公安综合信息系统建设是公安部信息化建设的重要组成部分，是各级公安机 关实现主要公安业务信息共享和交换的基础。为公安系统单位建立健全有效的运 作管理机制，实现公安业务信息的高度共享和高效综合利用，同时为各级公安部 门提供快速、准确、灵活的综合信息支持。 系统的目标是建设一个将案件管理、综合办案、日常办公、案件侦办辅助系 统等融为一体，为各种业务流程提供统一的审批处理和管理平台。在满足技侦应 用需求和日常办公需求的基础上，统一资源管理，扩展开发新业务应用。并且对 已有和新增业务系统功能提供基本的功能服务，并提供二次开发接口。 公安综合系统按功能可以分为四个部分( 如图1 3 所示) ：应用表示层，应 用系统服务层，安全控制层及数据库层。其中： 公 政务公开服务层 安 综 合 信 公安办公系统服务层 安 数 息 卜 l a 全 l j 据 系控 统 广- 1 、叫 制 广 库 应 案件管理及侦办服务层 层 层 用 表 刁 层 档案管理服务层 囤1 - 3 公安综合信息系统体系结构图 应用表示层：将政务公开表示层( 门户网站) 、办公系统表示层，案件管理表 5 硕士学位论文第一章绪论 示层，档案管理表示层作前端整合，让所有的用户进行单一的登陆操作( 其中政 务公开信息不需要用户登陆) ，在统一的界面中操作，给用户带来极大的方便。 应用系统服务层：将为应用表示层提供服务的各服务层分开部署，提高服务 层的工作效率，各服务只为单一的应用层提供服务。加快服务层响应速度，提 高应用表示层的效率。 安全控制层及数据库：将安全控制层放在数据库的前面是从数据的存取的角 度对系统的安全进行控制，从而可以提高系统的安全性，而且在应用系统出现软 件故障的同时只需要对应用服务层进行重新部署就可以恢复。 1 5 本课题的来源 随着社会经济的发展，传统的打击犯罪、预防犯罪和加强社会治安综合治理 已经不能适应新时期的需要。如何利用现代的信息化手段提高公安部门的反应速 度和办事效率也就成为新时期对公安职能的全新要求。 四川省公安厅为实现此目标，于2 0 0 5 年7 月委托杭州某公司成立了四川省公 安厅信息化工作课题小组。从而对四川省公安厅公安综合信息系统进行调研、规 划等工作并对公安综合信息系统进行研发与测试。 在导师谭汉松教授精心安排及悉心指导下，本人有幸成为此课题组的人员之 一，并参与项目的调研、设计与开发。此课题小组本着以大力提高公安工作的科 技含量，提高和完善公安技术手段和装备，建立现代科学管理体系为目的，以现 有办公环境为依托，借助现代化的网络办公手段和工作流应用技术，提出了公安 信息化的总体思路。同时，在软件设计方面并没有局限特定的四川省公安厅的需 求，而是对全国公安机关进行了广泛的调研，力争做到通用与实用并存。 在本课题中，公安综合信息系统中包含多个子系统功能，如办公子系统、案 件管理及侦办子系统、档案管理子系统等等。在本文中将着重对其中的一个子系 统公安办公系统进行研究与设计。 1 6 本文的研究内容及组织结构 本文的研究工作主要包括以下几个部分： n ) 公安办公系统中工作流建模及形式化定义 研究了工作流建模的基本理论，并着重研究了过程模型和组织模型等。过程 模型是工作流模型的基础和核心，本文引入了基于活动网络图的建模方法，并对 传统的网络图进行扩展，从而提高了过程模型的表达能力，同时对过程和活动属 性进行扩展，使得其改进后的模型增强了对复杂流程的描述能力。对过程模型进 行了形式化的定义，进一步提高了对模型的抽象表达能力。对公安办公系统中的 6 硕士学位论文 第一章绪论 组织模型进行了系统的分析及构建，从而为公安部门中的“矩阵管理”提供了支 持，同时提出了基于组织模型的任务指派模式和方法。 ( 2 ) 公安办公系统的总体设计 对基于工作流技术的公安办公系统进行了总体设计，给出了该系统的功能结 构，并对平台的选择和数据库设计应遵循的原则进行分析并对几个基本数据表进 行了设计。 ( 3 ) 基于工作流技术的公安办公系统的开发 分析了公安办公系统和工作流引擎集成的过程，并对公安办公系统的具体的 功能模块进行设计与实现。 ( 4 ) 公安办公系统实现的关键技术的研究 分析和研究了查询优化技术、w e b s h a r p 中间件技术、活动属性扩展应用技术 等在公安办公系统中的应用与实现。 全文共分六个部分，组织如下： 第一章介绍了工作流的研究意义和相关技术，同时对公安部门的信息化发展 进行一定的总结，并对公安综合信息系统的提出和课题的来源进行了阐述。 第二章对公安办公系统的工作流模型进行了分析，并着重分析了其中的过程 模型和组织模型。 第三章对公安办公系统进行了总体的设计，并对其进行功能分析和给出了功 能结构，且对平台选择和数据库设计遵循的原则进行了分析与总结。 第四章阐述了公安办公系统与工作流引擎的集成过程，对工作流引擎提供给 公安办公系统的接口进行设计。然后分别对发起事务模块、待办事务模块、流程 监控模块和公文管理模块等进行设计与实现。 第五章对公安办公系统实现过程中所用到的关键技术进行分析和总结。 最后，对全文进行了总结，并提出了下一步的研究内容和方向。 硕士学位论文 第二章公安办公系统中工作流模型的分析 第二章公安办公系统中工作流模型的分析 工作流模型的分析及过程模型和组织模型的合理构建是进行公安办公系统 中开发流程管理模块的基础前提。在本章中，主要对公安办公系统的工作流模型 的组成进行分析，然后对过程模型和组织模型进行具体的构建。 2 i 公安办公系统中工作流模型的组成 工作流模型不仅要描述一个具体的业务流程“做什么”，而且还要能描述“怎 么做”、“谁去做”等问题。因此，在通常的情况下，工作流模型在过程模型 的基础上，需要加入描述企业人员的组织模型、描述企业资源的资源模型和提供 信息定义的工作流相关数据等元素。所以工作流模型是一个包括过程模型、组织 模型、资源模型、工作流相关数据在内的综合信息模型【s 1 。他们之间的关系如图 2 1 所示，其中： l过程模型 图2 - 1 工作流模型组成 支持 ( 1 ) 过程模型( p r o c e s sm o d e l ) 用于定义流程的运行逻辑，包括活动及其之间的 关系。过程模型是工作流模型的基础和核心，可以说在一定程序度上，不同的过 程模型决定了不同的工作流管理系统的设计与实现。 ( 2 ) 组织模型( o r g a n i z a t i o nm o d e l ) 用于定义组织机构和人力资源，是为优化组 织管理和业务处理而建立的机构和人员的集合，为过程模型提供组织支持。 ( 3 ) 资源模型( r e s o u r c e m o d e l ) 用于定义组织的资源结构，侧重于建立资源分类 和量化数据采集。在工作流执行的过程中，必须得到其所需要的资源，相应的组 硕士学位论文 第二章公安办公系统中工作流模型的分析 织实体才能按要求完成任务。 ( 4 ) 工作流相关数据t w o r k f l o wr e l e v a n td a t a ) 用于过程导航和业务系统调用的 活动属性。工作流管理系统通过工作流相关数据来确定过程实例的转换条件，判 断转移条件是否满足，并选择下一个要执行的活动，从而推进工作流的正常执行。 2 2 公安办公系统中过程模型的分析 2 2 1 过程建模方法的选择 ( 1 ) 基于事件驱动的工作流建模方法 k e l l e r 提出了一种基于事件驱动的过程建模方法，并基于此方法建立了一个 事件驱动的过程链模型( e v e n t - d r i v e np r o c e s sc h a i n ) ，简称为e p c 模型【l l 】。e p c 的主要元素是功能和事件，功能通常是指完成某一功能做出的响应，事件通常是 指一个活动或任务，由组织单元中负责此功能的人来完成，也可能是通过激活相 应的应用程序自动完成。 ( 2 ) 基于p e l r i 网的工作流建模方法 a a l s t 在p e t f i 网的理论的基础上，提出了一种基于p e t r i 网的工作流建模方 法u “。p e t r i 网是一种适用于多种系统的图形化、数学化建模工具，为描述和研 究具有并行、异步、分布式和随机性等特征的复杂系统提供了强有力的手段。 ( 3 ) 基于e c a 规则的建模方法 e n d l 和k n o l m a y e r 等人在扩展e c a ( e v e n t c o n d i t i o n - a c t i o n ) 规则( 即e c a a 规则) 的理论基础上，提出了一种基于e c a a 规则的工作流建模方法【1 3 - 1 4 1 。一个 e c a a 规则表示一条业务规则，其含义是当事件( e v e n t ) 发生时，如果条件 ( c o n d i t i o n ) 为真，则执行某个动作( a c t i o n ) ，否则执行另一个动作( a l t e r n a t i v e a c t i o n ) 。 ( 4 ) 基于活动网络图的建模方法 k a r ik u u t t i 1 5 】详细地阐述了“活动”理论的背景、定义和计算机支持的协 同工作研究中的应用。活动网络图是一个包括节点和连接弧的有向图，其中节点 表示可执行的步骤或任务；节点间的连接弧为过程中的控制流和数据流，也体现 网络图中节点之间的逻辑顺序关系。 关于工作流的建模方法还有很多，如：基于超媒体的方法【l 司，基于事务模 型的方法，基于u 札的建模方法【研，进程代数的方法【1 9 - 2 0 等等。 基于e c a 的建模方法可以较容易地描述柔性的业务流程，在一定程度上能处 理工作流中的动态的不确定因素，但是规则的图形化比较难于实现，同时大量的 规则难于管理。基于p e t r i 网的过程模型兼顾了图形语言与严格语义两方面，易 9 硕士学位论文第二章公安办公系统中工作流模型的分析 于形式化的验证，但由于使用的节点类型过多，不便于非专业用户的使用和系统 的实现。基于活动网络图的模型是面向普通用户的最简单直观，最自然和易于理 解的过程表达方式，同时它也是目前比较成熟与经常使用的方法 2 1 】。适用于流 程较为固定，异常情况较少的工作流程的建立，但对紧急情况的应变能力不足。 在本文中，我们对工作流的过程模型进行建模时，将对活动网络图的建模方法进 行扩展，从而增强了过程模型的柔性，使得定义的流程与实际的业务过程更加相 贴近。 2 2 2 过程模型的建模元素 过程模型是对公安办公系统中业已存在的业务流程的抽象表示如收发文流 程和会议审批等。一个好的过程模型要能为建模用户提供定义流程时所需要的完 整的组件和元素，从而使其定义的流程与实际的业务过程相符。在2 2 1 中阐述 了在本文中将用扩展的活动网络图建模方法进行过程建模。在本节中将对过程模 型的建模元素进行分析。 ( 1 ) 节点 有向图的节点表示可执行的步骤或特殊的逻辑或导航关系。分为业务活动节 点，路由节点，子过程节点及标志节点。 业务活动包括人工活动( m a n u a la c t i v i t y ) 和自动活动( a u t o m a t e da c t i v i t y ) 。在 本文中，业务活动是原子不可分的也可称为原子活动。其中人工活动需要人员的 参与才能完成：自动活动是由工作流引擎本身或通过其它系统自动完成的活动。 路由节点用来表示业务活动之间的逻辑关系，包括a n d s p l i t 节点( 与分支) ， a n d j o i n 节点( 与汇聚) ，o r - s p l i t 节点( 或分支) ，o r - j o i n 节点( 或汇聚) 等。a n d - s r i l i t 节点，a n d j o i n 节点，o r - s p u t 节点和o r - j o i n 节点的提出丰富了工作流过程模型 的语义。 子过程节点的引入为工作流建模带来了以下几个好处【2 1 l ：( 1 ) 优化了过程模型 的结构，且可以隐藏某些重要的因素。( 2 ) 提高过程模型的重用性，如某个流程 定义可以作为一个子过程引入到另一个流程定义中。( 3 ) 便于对过程模型进行分 析，如在分析某个复杂的流程时，可以将流程分解为几个子过程，再分别对子过 程进行合理性分析，从而降低了分析出时的复杂度。 标志节点包括开始节点和结束节点，起到标记和辅助导航作用。活动网络图 理论上可以具有多个入口和出口，为了减少歧义并降低建模的错误概率，本文中 引入开始节点和结束节点( 见定义2 9 和定义2 1 0 ) 。 ( 2 ) 连接弧 位于节点之间，从一个节点指向另一个节点的有向线段称为连接弧。按照其 1 0 硕士学位论文第二章公安办公系统中工作流模型的分析 承载信息的作用，可分为控制连接弧、数据连接弧。 ( 3 ) 条件 条件是定义在连接弧上的二值函数，用以决定过程中的活动在不同的情况下 所要进行的不同处理方式。在本文中细化了各种不同活动的具体条件，包括开始 条件、结束条件、挂起条件和中断条件等，从而可以灵活的控制活动的执行。 2 2 3 过程模型的形式化表述 下面对过程模型进行一些抽象的定义： 定义2 1 一个工作流为一个六元组：w = 。其中： i d 为工作流区别于其它工作流的唯一标识符。 d 为工作流的一般信息，如对该流程的基本描述的信息，流程的创建日 期等。d 可以表示为一个多元组：d = 。 d a t a 表示流程与实际业务相关联的初始数据的集合。如定义请假申请流 程时，将公安办公系统中请假申请流程的w e b 页面的u r l 的值设置为d a t a 中的一 个初始数据。 。为工作流活动节点的集合，见定义2 2 。 l 为活动与活动间的有向边的集合，见定义2 3 。 巳连接弧上表达式的集合，见定义2 4 。 定义2 2 活动节点集合，= 啊，h 2 ，嘞，嘞。埘， ，珥n w ( f = 1 , 2 ，) ；并且有： 。= 4 u r u s u 印 u p 疗 。其中a 为业务活动的集合，见定义3 5 ；r 为路由节 点的集合( 如a n d - s p l i t 节点，0 r - s p l i t 节点和a n d - j o i n 节点等) ；s 为子流程节点的 集合；盯为开始节点；e n 为结束节点。 定义2 3 有向边集合三。= 厶，三2 ，厶厶 ，l ，x ，对于每个唷向边 l = q fx 甩，) l 。定义一个五元组： ， 其中i d 为l 的唯一标识，f r o m a c t i l d 为刀。活动的i d ，t 0 1 4 c t i l d 为刀，活动的i d ， c o n d i t i o n 表示l 上的条件表达式，见定义2 4 。 定义2 4 有向边上表达式的集合c w = b ，c 2 ，c p 岛 ，q c ，( 1 f 一) 为有 向边l = ( 玎，胛，) l w 上的一个条件表达式。若q 为用于活动导航的开始条件表 达式，当其值为1 时，表示当，对应的活动实例执行完成后，将产生以，的活动实 例，且该实例处于就绪状态。 定义2 5 业务活动集合4 = 口l ，a ：，a 3 4 。 ，a ，彳( 1 f 阼) 表示一个活动， 是对业务过程中的一个执行任务或步骤的抽象表示。a l 为一个六元组： a t = ，其中i d 是活动区别于其它活动的唯一标识，d 表示活 动的一般信息如对活动的描述等。c 标识活动的类型，如人工活动( h u m a n a c t i v i t y , 硕士学位论文 第二章公安办公系统中工作流模型的分析 h r ) ，自动活动( a u t o m a t i c a c t i v i t y ，a a ) 等，t 是活动属性的集合，例如：若c 的 类型为人工活动，则至少包括参与者属性( 参与者属性为一个集合，包括任务指 派的模式和方法等) 。v 是属性的值域。 定义2 6 映射r ：t h v ，v 正t ( 1 i n ) ，3 r ( z ) = k ( 1 f ，k y ) ，且 v v , v ( 1 i ) ，j r ( k ) = t , 0 墨i s ，互) ，即活动属性与属性的值域一一对 应( 形，z 可能为某一个值，或是一个值的集合) 。 定义2 7 疗，、1 ，是p m ( p r o e e s sm o d e l ，过程模型) 中w 中的两个活动，如果 存在一条从n ，到n ，的路径，则称n 。活动是n ，活动的前驱，记为n ，n ，( 忍，表示行， 的前驱的集合) ；活动, ，是n ，的后继，记为n ，( 1 l 表示n ，的后继的集合) 。 定义2 8 如果1 ，n ，且托f f - - 、1 ，= m ，则称h ，为辟，的直接前趋，记为 n i ( d ) n ，聆，为一的直接后继，记为n ，行， ) 。 定义2 9p m 中有唯一的开始活动s t ，即s t o 。 定义2 1 0p m 中有唯一的结束活动e n ，即e n ；。 2 2 4 公安办公系统中主要的流转逻辑 ( 1 ) 简单运转 图2 - 2 串行 如图2 - 2 所示顺序模式是最基本的流转模式，是按照预定的任务列表有序的 执行，也称为串行执行。 ( 2 ) 异或 图2 - 3 异或 异或( 如图2 3 ) 又叫e x c l u s i v e c h o i c e ( 独占式选择) ，当一个任务处理完后， 发现其后面可允许走多个分支流程，但只允许选择其中某一个分支运行。 1 2 硕士学位论文 第二章公安办公系统中工作流模型的分析 ( 3 ) 同步聚合圈 图2 - 4 同步聚合 在a n d 聚合点( 如图2 - 4 所示) ，会等待所有分支的到来，如果不考虑超时( 一 般流程回设定任务执行期限) 和异常等情况下，流程必须等待所有的分支( t a s kb 和t a s kc ) 都执行完( 到达a n d 汇聚点) 后，才能激活后续的任务，也就说流程才 能正确的往下运行。 ( 4 ) 异或聚合 匮2 - 5 异或聚合 如图2 - 5 所示，这种聚合一般采用“多选一”的原则，一旦某一个分支被通 过。则余下的分支则被终止，或者运行到聚合点就结束。 ( 5 ) 回退 鹰2 - 6 回退 任务a 执行完毕，会继续执行下一个任务b ( 如图2 6 所示) 。任务b 到任务 c 属于正常发送，但可能由于某些特殊原因，任务b 执行后仍回到任务a ，即要 求任务a 重新办理。回退在公安办公系统中的公文流转的审批使用较多。 除了以上种外还有召回和紧急流程处理等流转逻辑，将会在第五章进行详细 硕士学位论文第二章公安办公系统中工作流模型的分析 阐述。 2 3 公安办公系统中组织模型的分析 2 3 1 组织模型的提取 在公安办公系统中，组成业务流程的活动最终要分配给具体的执行者去完成 2 3 - 2 4 1 。执行者可能是人员或是由消息触发和时间触发的应用程序等。组织模型反 映的是公安办公系统中需要人工完成的工作流活动同组织中人员的对应关系。这 个关系包括执行者与角色的映射关系、权限级别到角色的映射关系、执行者与部 门或工作组的映射关系。组织模型通过这些映射关系可以为公安办公系统的工作 人员执行工作流活动提供柔性的组织定义，为过程模型提供“人”的支持。 在工作流在公安厅应用中，从组织结构上来看，流程主要分为以下三类： ( 1 ) 面向公安厅绝大多数机构和人的流程，如请假审批流程，报销审批流程 等。 ( 2 ) 由一些特定的机构共同协作完成的流程。 ( 3 ) 由临时组成的团队即工作组完成的流程，如某个特案的处理是由从一些 机构抽调的人员所组成的侦破小组参与。 如何从以上三类流程中抽象出企业的组织模型及构建组织模型将是2 3 2 中 主要讨论的问题。 2 3 2 组织模型的构建 公安办公系统中的组织机构中主要包括人员，机构，角色和工作组等成员。 这些成员的基本信息及成员之间的关系的抽象即为组织模型。 在组织模型如图2 7 中，主要存在以下几种关系： ( 1 ) 以层次方式组织，每个机构可以有零或一个直接上级机构。 ( 2 ) 工作组也可以按照层次方式组织，组成具有层次结构的内部临时团队。 ( 3 ) 每个人员隶属于一个机构，每个人员可以参加多个工作组，并具有担任 多种角色的资格。也就是说，人员实体与角色实体、工作组实体是多对多的关系。 (