（电气工程专业论文）乌江水电流域发电公司安全管理信息系统的设计与实现.pdf

a b s t r a c t ar e s e a r c ho fs a f em 魄n a g e 矾f o r m 魄n o ns y s 田e mo fw i i r 1 1 砸穗l t e ra n de l e c t r i c i t yd e v e l o p e m 哐n tl 江i e d m a j o r t el e e t r i ee ：n g i n e e r i n g a t i t h o r - x i a l l - f e n g c a oa u t h o rs i g n a t u r e ： s u p e r v i s o r ji a t l - m i n gy h $ u p e r v is o l $ i g n a t u a n s w e r1 ) a t e ： a b s 瞰c t a l o n gw i t ht h ee l e c t r i cp o w e ra 蛐口p 觑sr e f o r ma n dt i l ed e v e l o p m e n t , t h eg u i z l a o uw u r i v e rw a t e ra n de l e e l a - i e i t yd e v e l o p m e n tl i m i t e dl i a b i f i t yc o m p a n yt or e a l i z e st h es e c u r i t y i n f o r m a t i o ns t a n d a r d i z a t i o n , t h ei n f o r m a t i o nm a n a g e m e n td e m a n di sm o t ea n dn l c 鹏u r g e n t t h i sa r t i c l eu n i f i e st h ew ur i v e rw a t e ra n de l e c t r i c i t yd e v e l o p m e n tl i m i t e dl i a b i l i t yc o m p a n y t h ea c t u a ld e m a n d ，d e s i g n e da n dr e a l i t 船h a sf l o w e dt e c h n i c a lb a s e do nt h ew o r kt h ew u r i v e rs a f e t yc o n t r o li n f o r m a t i o ns y s t e m t h i sa r t i c l et h ef l o o d g a t eh a sf i r s ts t a t e at h er e l a t e d c o n c e p tw h i c ht h ew o r kf l o w s ，a n a l y z e x lt h ew o r kt of l o wt e e l a n i e a lt h ep r e s e n ts i t u a t i o na n d t h ed e v e l o p m e n tt e n d e n c y , t h eu n i o nd a t eb a e k g r o t m d , e x p l a i n e dt h ew o r kf l o w e dt h e t e e t m o l o g yt oa p p l yt ot h i ss y s t e ms i g n i f i c a n c e t h e ns o l t n et e e h n o l o ga l ei n t r o d u c e dw h i c h i n c l u d ea s p n e td e v e l o pe n v i r o n m e n ta n dd a t a b a s ec o m p o n e n to fa d o n e ta n dw e b s e r v i c e s p e c i f i c a t i o no fm a i nd e s i g ni n c l u d es y s t e mo b j e c ta n ds y s t e ma r c h i t e c t u r ea n d s o t t w a r ea r e l a i t c c t u r ea l s oa l ei n t r o d u c e dw h e r e a f t e r f i n a l l y , u n i f i e st h ew ur i v e rw a t e ra n d e l e e l f i e i t yd e v e l o p m e n tl i m i t e dl i a b i l i t yc o m p a n yb u r e a ut h ea c t l l a ld e m a n c l , d e s i g n e da n d r e a l i z e sh a sf l o w e dt e c h n i c a lb a s e do nt h ew o r kw h i c ht h eb $ s t r u c t u r ea n dt h ec $ s l r u e t u r e u n i f i e dt h es a f e t yc o n t r o li n f o r m a t i o ns y s t e m t h es y s t e mt h r o u g he x p r e s s e dt h ea c t u a ls e l v i e e f l o wt h ef l o wm o d e l , c a u s e st h es y s t e mt h em o v e m e n tt oc a r r y0 na c c o r d i n gt ot h ed e f m i t i o n f l o wm o d e lo l d e r , t h u sl e a l i 翟$ t h ew ur i v e rs e c u r i t yc o l l e c t i o no fi n f o r m a t i o n , r e p o r t s ，t h e p r o c e s s i n ga u t o m a t i o n , s 幻e n g i h 曲st ot h es e c u r i t yi n f o r m a t i o nm a n a g e m e n t k e y w o r d s w o r l d l o w , w o r i d l o wm o d d , s a f e t ym a n a g e m e n t , i n f o r m a t i o ns y s t e m 独创性声明 秉承祖国优良道德传统和学校的严谨学风郑重申明：本人所呈交的学位论文是我个 人在导师指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人的研究成果。与我一同工作的同志对本文所论述的工作和成 果的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并已致谢。 本论文及其相关资料若有不实之处，由本人承担一切相关责任 论文作者签名： 学位论文使用授权声明 t 。疑，吖 本人盏堕磐在导师的指导下创作完成毕业论文。本人已通过论文的答辩，并 已经在西安理工大刳申请博士硕士学位。本人作为学位论文著作权拥有者，同意授权 西安理工大学拥有学位论文的部分使用权，即：1 ) 已获学位的研究生按学校规定提交 印刷版和电子版学位论文，学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存研究生一e 交的 学位论文，可以将学位论文的全部或部分内容编人有关数据库进行检索；2 ) 为教学和 科研目的，学校可以将公开的学位论文或解密后的学位论文作为资料在图书馆、资料室 等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。 本人学位论文全部或部分内容的公布( 包括刊登) 授权西安理工大学研究生部办 理。 ( 保密的学位论文在解密后，适用本授权说明) 论文作者签名：趟导师签名： 勿。枷。 。唷f 一月1 咱 第1 章前言 1 前言 1 1 课题背景 乌江水电开发有限责任公司是国务院批准成立的我国第一个流域水电开发公司，现 已投产发电的有乌江渡发电厂( 5 2 5 0 m w ) 、东风发电厂( 3 x 1 9 0 m w + 1 x 1 2 5 m w ) 、洪 家渡发电厂( 3 x 2 0 0 m w ) 、索风营发电厂( 3 x 2 0 0m w ) ，总装机3 1 4 5 m w ；在建项目 有构皮潍水电站( 5 x 6 0 0 m w ) 、思林水电站( 4 x 2 5 0 m w ) 、沙沱水电站( 4 2 5 0 m w ) ， 到2 0 1 1 年乌江公司总装机将达8 1 4 5m w 。公司安全管理面临着跨度大、人有多、责任 大的严峻局面，尤其是安全工作不闭环、奖惩不到位、执行力不足等影响安全稳定的问 题较为突出。 随着贵州乌江水电开发有限责任公司改革和发展不断深化，安全管理对保障安全生 产的作用越来越重要。由于安全管理涉及面广，各项管理规范化、标准化程度不高。长 期以来，安全管理相关工作的信息化程度很低，尽管各电力企业已经就安全的某些业务 单独开发了一些管理信息系统和统计分析软件，但是这些软件没有构成一体化的业务流 程，未做到信息综合利用，缺少专门提供有关安全信息传递、交流和共享的统一平台。 另外，在原有管理体制下，发电公司安监部门掌握的许多安全管理信息没有延伸到厂站。 随着电力企业改革的不断深化，公司对于直接了解厂站安全动态情况的要求更为迫切， 希望提供与厂站的直接信息传递和沟通渠道以往公司安监部门主要靠手工分析处理数 据，以电话、传真等方式报送和传递安全管理信息的传统工作模式已经极不适应新的管 理体制变革的要求。为建立标准、规范、流程的公司安全管理信息体系，更好的将公司 安全理念，管理、措施融入各项安全工作中。实现安全管理资源共享和实时监控，切实 提高公司整体安全管理水平，拟建设适应公司不断发展的安全管理信息平台。 目前，贵州乌江水电开发有限责任公司安全管理主要存在以下问题： ( i ) 各业务部门内部安全管理系统在构成上分散性，势必造成了安全管理信息孤岛， 安全管理信息的集成度低，安全管理部门和企业上层领导难以获得完整的安全信息，缺 少集中的数据存储和多侧面信息的有效融合： ( 2 ) 各系统不能提供简单有效的综合分析技术手段： ( 3 ) 各业务部门用户不能从一个统一的渠道获取安全管理信息，在信息使用上存在着 不一致性，并最终导致管理上的混乱和冲突。 综上所述，涉及安全的各种信息系统是由若干个相对独立和分散的封闭小系统构 成，信息不能充分共享，不能方便地进行交换，未形成一个弼络化、综合化、整体性强 的安全保障系统。 贵州乌江水电开发有限责任公司安全管理信息系统的研究与开发旨在利用网络化、 西安理工大学工程硕士学位论文 信息化的手段加强安监部门日常的安全管理，方便各级安全管理人员收集、处理、共享 和交流安全管理信息，提高安全管理办公效率，以适应电力企业管理体制变革，人员精 简、管理扁平化后强化和规范安全管理的现实需要。 1 2 工作流应用于安全管理系统的意义 电力企业安监部门由公司安监部、厂站安全部组成，它们之间有频繁的信息交流， 例如厂站安监部需要把每天发生的安全事件信息上报到公司安全监察部门，经过公司安 全监查部门确认后的安全事件信息才能正式被纪录：安监部门经常有公文如通知、安全 指令书等下达到厂站安全监查部门。这些业务均具有明显的流程化特征，对于这样的管 理信息系统，适合在其中引入工作流。 采用工作流技术的安全管理信息系统的最大特点，也就是本系统与普通管理信息系 统最大的差别是本系统具有高度的灵活性。它有自己的流程模板库，对于系统原有的业 务流程，直接从模板库中提取流程并执行；当业务流程出现变化时，可以通过调整流程 模型的结构，使流程的执行仍能适应新的业务流程，而不必对系统作大范围的修改，这 样就降低了系统的维护成本。减少了系统的维护时问。 在安全管理信息系统中引入工作流的思想，能给公司各级安全监查部门带来如下好 处： 提高安全监查部门管理盼规范化程度； 降低业务过程的整个处理对闻，如通过规划工作流程，并行执行相互独立的活动： 减少文档传递过程中不必要的中间状态等方法来降低文档的传递和临时存储的时间： 降低管理成本，如避免不必要的和重复的工作，提高工作人员的工作效率； 改进工作质量，如自动提供为完成某个任务所需要的相关信息： 通过对己经完成的工作流实例的分析，找出存在的不足，进而不断改进工作流程： 使工作内容更加丰富，并且提高工作人员的业务能力，减少工作人员进行单调乏 味并且十分耗时的文档查找工作。 采用工作流技术的安全管理信息系统将为各级安全管理人员提供结构合理、功能完 善的安全管理信息采集、发布、传递、自动化处理及统计分析工具，并通过各种渠道安 全管理信息的收集和集中存储管理，逐步建立起规范化的安全管理业务流程和动态的量 化考核评估机制，促使安监部门和其他相关业务部门安全主管人员依靠对信息的及时掌 握和快速反应，在发电企业日常生产管理活动中形成对潜在的各类危险源和安全隐患实 施有效的防控。通过对安全问题的情况掌握和原因分析、处理过程的检查和督导以及对 单位和个人的安全考评，采取具有针对性的处理措施来消除安全稳患，达到加强安全监 督管理韵目的，确保企业安全策略的制定和执行与企业的安全目标相一致，充分发挥管 理要素对于安全生产的作用 第1 章前言 1 3 工作流问题的意义和研究现状 1 3 1 工作流问题的起源与发展 工作流的概念起源于生产组织和办公自动化领域。它是针对日常生活中具有固定程 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 定的规则来执行这些任务并对他们进行监控，以提高办事效率，降低生产成本、提高企 业生产经营管理水平和企业竞争力。 工作流技术的历史可以追溯到7 0 年代末的办公自动化和任务批处理，操作系统中 的j c l 语言( j o bc o n t r o ll a n g u a g e ) 就带有原始的工作流思想。第一次使用工作流术语可 追溯到8 0 年代初，但是那个时候还没有真正的工作流管理系统出现。 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( s t r u c t u r e d r o u t i n g ) ， 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 w 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 ，i b m 于1 9 8 8 年推出的i m a g e p l u s 。 2 进入九十年代，工作流管理系统也由最初的创造简单的无纸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。1 9 9 3 年工作流技术的标准化组 织，工作流管理联盟w f m c ( w o r l d l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ) 的成立，标志着工作流技术 在计算机应用领域之中被明确的划分出自己的一席之地，相应的概念和术语得到人们的 认可，把工作流技术的研究以及相关产品开发带入了一个崭新的阶段。目前，在全球范 围内，对工作流的技术研究以及相关产品开发进入了更为繁荣的阶段，更多更新的技术 被集成近来，文件管理系统、数据库、电子邮件、移动式计算、i n t e r n e t 服务等都已被 容纳到工作流管理系统之中。市场l 有多种工作流产品在相互竞争。而且随着计算机技 术的发展，工作流产品的供应商又及时地将新技术融入工作流中，提高产品性能，使得 工作流技术得到不断完善。作为支持企业经营过程重组( b u s i n e s sp r o c e s sr e e n g i n e e r i n g ， b p r ) 、经营过程自动化( b u s i n e s sp r o c e s sa u t o m a t i o n ，b p a ) 的一种手段，工作流技术的 研究应用日益受到学术界与企业界的重视。 1 3 2 工作流问愿的研究现状 从8 0 年代工作流技术提出以来，就引起了许多研究机构和大学的注意。目前，工 作流技术的研究正日益受到人们的重视，开展了很多研究项目，取得了众多研究成果。 比较著名的有：m m 公司a l m a d e n 研究开发的基于永久消息队列的工作流管理系统一 西安理工大学工程硕士学往论文 e 0 t i c 虾m q m ( f l o w m a r k o nm e s s a g eq u e u em a n a g e r ) 、佐治亚大学计算机系研究开发的 具有自适应能力的工作流管理系统m e t e o r ( m a n a g i n ge n d - t o - e n do p e r a t i o n s ) ，基于分布 式主动数据库的工作流管理系统s i d e ( w o r k f l o wo ni n t e l l i g e n ta n dd i s t r i b u t e dd a t a b a s e e n v k o n m e n t ) 以及基于状态与活动图的工作流管理系统一一m 蹦喇d m 舢f o r e n t e r p r i s e - w i d ew o r k f l o wm a n a g e m e n t ) 。 在工作流管理技术的理论基础、实现技术与应用等方面也取得了许多研究成果。 w f m c 提出了工作流参考体系结构、工作流管理系统的互操作定义、工作流定义语言。 在工作流建模方法上，许多研究人员展开了深入的研究，提出了基于活动网络的建模方 法、基于形式化表示的建模方法( 如基于p e t r i 网的建模方法) 、基于活动与状态图的建模 方法。在p e t r i 网的基础卜，a a l s t 提出了工作流网的概念，并对应用中的许多问题如： 结构性能以及如何将工作流映射到p 鲍i 网等进行了研究。从数据库的事物概念出发， 提出了基于事物的研究方法，在数据库的事物模型基础上，研究人员提出了多种高级事 物模型来描述工作流过程，包括嵌套事物模型、多层事物模型、s a g a s 、分支汇合事物 模型等。 相对而言，在国内，对工作流的研究起步较晚。清华大学的吴澄院士、范玉顺教授 以及史美林教授首先展开了对工作流技术的研究【2 1 3 1 1 。吴澄院士和范玉顺教授以c i m s 的研究为契机，就工作流技术的理论基础、工作流建模与仿真、工作流引擎的执行与效 率分折、工作流管理系统地实现等，展开了工作流技术在c i m s 应用上的研究，并实现 了基于w e b 和c o r b a 的工作流管理系统【4 】工作流管理系统是一个典型的协同应用系 统，因此，史美林教授从c t m s 出发，对工作流的实现技术、工作流的异常处理及恢复 等提出了独到的看法。此后，工作流技术得到国内多所院校和科研机构的重视，逐渐成 为当前计算机领域的研究热点之一。 目前工作流技术的研究主要在以下几个方面展开：l u ( i ) 工作流管理系统体系结构研 究：( 2 ) 工作流建模与定义语言：( 3 ) - r 作流的事物特性；将事务处理技术与工作流技术 相结合以提高工作流系统的可靠性和实用性；( 4 ) 实现技术：研究面向对象技术、分布式 技术、消息机制、图形用户界面、数据库、w 喁r 等与工作流具体实现有关的技术；( 5 ) 异构工作流系统的集成与交互技术。 。 1 4 论文组织结构 本文主要针对以下内容进行了研究： 第一章为绪论部分，主要介绍了课题的背景，工作流问题的起源、发展和研究现状 以及在安全管理信息系统中应用工作流技术的意义。 第二章主要对项目的相关技术进行了简单介绍，内容包括工作流技术、a s p n e t 的 介绍、和a d o n e t 的介绍，以及w e bs e r v i c e 的相关介绍。其中工作流技术包括工作 第1 章前言 流的基本概念，工作流管理系统的体系结构，参考模型，工作流管理系统的实施步骤以 及工作流管理系统的分类等。 第三章主要介绍了安全管理信息系统的总体设计，主要内容包括系统安全目标、系 统能够的体系结构和系统的软件体系结构。 第四章针对乌江流域水电开发公司的需求，实现了系统的设计；主要功能包括日常 安全管理系统、事故报表报告管理系统。详细介绍了日常安全管理系统、事故报表报告 管理系统的主要功能。最后，给出了系统运行环境以及系统的主要界面。 第五章是总结与展望，进步总结了全文，并对以后的工作指明了方向 第2 章相关技术介绍 2 相关技术介绍 2 1 工作流技术 2 1 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，工作流仍没有完全统一的定义，所有的定义只是对工作流从不同 角度进行描述，下面这些典型定义可以使我们对工作流的一些基本特性有一定的了解： 工作流管理联盟( w o r k f l o wm a n a g e m e n tc o a l i t i o n ，w f m c ) 的定义1 5 】：工作流是一类能够 完全或者部分自动执行的经营过程，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。 m ma l m a d e nr e s e a r c hc 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。 清华大学范玉顺在h j 中给出工作流的定义：工作流是一种反映业务流程的计算机化 的模型，是为了在先进的计算机环境下实现经营过程集成与经营过程自动化而建立的可 由工作流管理系统执行的业务模型。 工作流主要是用来描述一个企业的业务过程，所谓业务过程是指为了实现某个业务 目标而进行的一系列相互关联的活动，因此一个工作流可以看作对企业具体业务的抽象 和计算机化。同时，工作流强调了各种广义的信息在具体执行者或者执行机构之间的传 递和执行，相对于过程模型，工作流模型更多的是以一种动态的模式呈现出来，这种模 式必须在计算机上能够被执行，否则就失去了它的意义工作流技术是支持现代企业经 营过程重组、经营过程自动化的一项关键技术，它通过对经营过程进行明确的定义和表 示，使其能够被计算机所支持和运行，从而实现企业过程管理与过程控制。相对于一般 流程，工作流具有以下特点： 1 ) 计算机管理：工作流管理是由计算机管理的企业业务流程，而不是手工管理的流 程； 2 】自动流转：流转实现任务及任务信息在流程参与人间的自动流转； 3 】流程有显式或隐式的计算机定义：定义明确描述了流程在计算机上执行所需的一 切信息。 西安j m l y _ 大学工程硕士学位论文 2 1 2 工作流相关术语 使用工作流作为企业经营过程的实现技术，要求工作流模型不仅能够描述活动及其 相互之间的连接关系，而且需要定义许多其它信息，如组织、资源、数据等，这样才能 由计算机解释和执行。 业务过程( b u s i n e s sl 阡o c e 8 $ ) ：也称为经营过程，是指为了实现某个业务目标，在部 分或者全部组织机构和人员的参与下，利用企业资源在参与者和组织机构之间进行文 档、信息、任务的传递或处理而进行的一系列相互关联的活动。要描述个企业的经营过 程，主要应该说明构成经营过程的活动和活动之间的连接关系、活动的参与者( 即角色) 和工作流应用程序 过程定义( p r o c e s sd e f i n i t i o n ) ：是对业务过程的形式化表示，用来支持自动化操作， 过程可分鳃为一系列子过程和活动过程定义包括活动及所涉及到的各种参数，如起始 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 程序和数据的调用信息等。 活动( a c t i v i t y ) ：也称为步、任务或过程元素，是工作流中的一个逻辑步骤，即组成 过程的一个逻辑步骤，根据是否需要人工提供数据或完成某些任务。可分为手工活动和 自动活动两类。活动是过程执行中可被工作流引擎调度的最小工作单元，要求有人或机 器的参与。 过程实例( p r o c e s si n s t a n c e ) ：是某个工作流过程的一次执行，是实际运行中的一个 过程。 活动实例( a c t i v i t yi n s t a n c e ) ：是实际运行中的一个活动，每个实例代表一个能独立 控制执行、具有内部状态的线程，可被外界通过标识进行存取。 工作项( w o r k i t e m ) ：是在一个过程实例中有工作流参与者进行的具体工作。一个活 动一般包括一个或几个工作项，这些工作项构成任务给工作流参与者完成。工作项通常 通过工作项列表表达给用户。 通常，工作流管理系统指运行在一个或者多个称为工作流机的软件上的用于定义、 实现和管理工作流的一套软件系统。它和工作流执行者( 人、应用系统) 交互，推进工作 流实例的执行，并监控工作流的运行状态。但需要强调指出的是工作流管理系统不是软 件的业务系统，在很大的程度上，工作流管理系统是一个中间件的技术，为企业的业务 系统运行提供一个软件支撑环境只不过工作流系统支撑的范围比较大、环境比较复杂， 也有人称工作流管理系统是业务操作系统( b u s i e s so p e r a t i o ns y s t e m ，b o s ) 。 为了能够更好的支持企业经营过程建模、分析和实施，适应世界市场的多元化趋势， 需要建立工作流管理系统的相关标准，从系统结构、术语使用、接口实施方面提供标准 化与规范化的定义，并以此为基础实现不同工作流产品之间的互操作，方便与其它应用 系统的集成。w f l v i c 制定工作流参考模型和工作流管理功能规范，定义了工作流管理系 第2 章相关技术介绍 统的般框架和所提供的服务。 2 1 3 工作流参考模型 工作流参考模型是通过参照通常的工作流应用结构而定义的，它展示了工作流系统 的基本功能组件和它们之间的接口。五个接口分剐实现工作流执行服务与过程定义工 具、工作流客户端应用、调用应用、其它工作流执行服务和管理工具之间的互操作功能。 ( 1 ) 过程定义工具：主要功能是给用户提供一种对实际业务过程进行分析、建模的手 段，并生成业务过程的可被计算机处理的形式化描述( 过程定义 。这也就是建立时功能 的主要内容。过程定义工具与工作流执行服务之间豹交互是通过接口一( 工作流过程定 义读写接口) 嘲完成的，它为工作流过程定义信息的交换提供了标准的互换格式及a p i 调用。 佗) - r 作流执行服务：它借助于一个或多个工作流引擎，来激活并解释过程定义的内 容，并同外部的应用程序进行交互来完成工作流过程实例的创建、执行与管理，如过程 定义的解释、过程实例的控制( 创建、激活、暂停、终止等) 、在过程各活动之间的游历( 控 制条件的计算与数据的传递等) ，并生成有关的工作项通知用户进行处理等，为工作流 程的进行提供一个运行时环境。 工作流执行服务一般是由一个工作流引擎提供的。在大型工作流管理系统中，工作 流的运行时控制可能需要多个工作流引擎共同完成，例如某个大的工作流过程中可能会 包含多个子流程，这些子流程就可以由另外的工作流引擎来提供运行时控制环境，甚至 这些子流程可能需要其它异质的工作流执行服务来完成。这一点涉及到工作流管理系统 之间的互连。为实现有效的互连，需要定义互连模型、互连一致性级别及操作元素集。 这些将构成接口四( 互操作接口) 的内容 9 1 。 ( 3 ) 客户应用程序：它的作用是给用户提供一种手段，以处理过程实例运行过程中需 要人工干预的任务。每一个这样的任务就被称作是一个工作项，它包括处理上的些要 求( 如处理时问的限制) 及待处理的数据对象等。工作流管理系统将为每一个用户维护一 个工作项列表，它表示当前需要该用户处理的所有任务 客户与工作流执行服务之间的接口为接m - - ( 客户应用程序a p t ) t 埘。工作流管理系 统的各种服务，如会话连接、过程控制、活动控制、过程状态、话动状态、工作项列表 的处理以及过程实例的管理等都可以通过此接口面得到。文献【i 蛤出了此a p i 中各操作 的命名规范。 ( 4 ) 管理及监控工具：其功能是对工作流管理系统中过程实例的状态进行监控与管 理，如用户管理、角色管理、审计管理、资源控制( 包括过程管理及过程状态控制等) 。 它与工作流执行服务之间的交互是通过接口五( 管理及监控接口”b i z 完成的。该接口规 范详细描述了需要从过程执行过程所发生的各种事件上捕获和记录的各种信息 西安理工大学工程硕士擘位论文 ( c o m m o nw o r k f l o wa u d i td a t a ，c w a d ) ，如过程实例信息、活动实例信息、工作项信 息及远程操作信息等。 ( 5 ) 被调应用程序：指工作流执行服务在过程实例的运行过程中调用的、用以对应用 数据进行处理的应用程序。在过程定义中包含有这种应用程序的详细信息，如类型、地 址等。目前已有的几种方式包括应用代理( 它通过一个标准的接口同执行服务进行交互) 、 某种标准的互换机制( 如o s i - t p 协议或x 4 0 0 等) 、本地过程调用、远程执行调用、o r b 等。接口三的目标就是提供一些标准的服务供应用代理使用。基于这些服务也可以开发 出一些专门的应用直接同工作流执行服务交互。关于这些服务的语义及语法细节还有待 更深入的研究。目前初步确定的服务大致可分成会话建立、活动管理( 双向的) 以及数据 处理等几类。 上述五个接口被统称为w o r k f l o w a p i ( w a p i ) 这些标准的制定对于实现不同厂家的 产品之间的互操作( 如用一个厂家的管理与监控工具去管理另外一个厂家的工作流执行 服务) 及基于工作流执行服务开发新的应用具有重要意义。 2 1 4 工作流管理系统实施的三个阶段 传统的用于企业的工作流管理系统的着眼点是面向市场、面向客户，其目标是在整 个企业的业务层提高企业的业务处理水平，强化企业的市场意识，提高对市场的应变能 力。要实施工作流管理系统，首先要在战略层次上对业务目标进行分析，确定战略目标 和组织要求。 在完成了企业战略目标分析和工作流实施战略后，工作流管理系统才能够进入真正 的实施阶段。工作流管理系统在实际系统中的应用一般分为三个阶段，即模型建立阶段、 模型实例化阶段和模型执行阶段。模型建立阶段利用工作流建模工具完成企业经营过程 的建立，将企业的实际经营过程转化为计算机可处理的工作流模型。模型的实例化阶段 为每个过程运行配置所需的参数，并分配每个活动( - r 作流节点) 执行所需要的资源( 包括 设备、人员、应用) 。模型执行阶段完成经营过程的执行，在这个过程中重要的任务是 完成人机交互和应用的执行，并对过程与活动的执行情况进行监控与跟踪。 2 1 5 工作流管理系统分类 目前市场上各类工作流产品层出不穷。从工作流管理系统的不同方面可以将它们归 纳成不同的分类： ( 1 ) 根据工作流过程本身的特点可以分为结构化的与即席的 结构化工作流指的是在实际工作过程中会不断重复、并严格按照某个固定的步骤进 行的业务过程。因为这种工作流具有相对固定的特点，所以可以通过对业务过程进行详 第2 章相关技术介绍 细的分析获得其过程定义所需要的各种类型的信息，进而得到完整的过程定义并在以后 的应用过程中反复适应。大量的办公程序，如公文处理、审批等都属于此类。即席工作 流则是针对那些重复性不是很强和没有重复性的工作流程的。这类流程执行所需的有关 参数( 如参与者等) 事先无法确定，必须推迟到过程实例运行时才能确定，同时在执行过 程中还可能会发生一些意外的情况。这种动态多变的特点在提供更高灵活性的同时，也 增加了过程建模与执行的复杂性，但它的实用范围更广。 ( 2 ) 根据系统建模的方式分为面向文档的与面向过程的 面向文档的工作流管理系统侧重点在于将电子形式的文档、图像等在有关人员之间 进行分发，以便能够得到不同人的处理与审阅。现在的文档管理与映像管理系统均属于 此类。在面向过程的工作流管理系统中，工作流被描述成一系列执行环节，各环节均具 有一些与之相应待处理数据对象。各环节的数据对象可以按不同的方式分发到其它环节 中去，如可以将数据对象的值作为控制条件、或者依此数据对象组装成其它的数据对象 等。高端的工作流管理系统一般都属于此类系统。 ( 3 ) 根据所使用的底层支撑技术分为基于邮件的和基于数据库的前者使用电子邮件 来完成过程实例执行过程中的消息传递、数据分发与事件通知。 低端的系统经常使用这种方法，它可以充分发挥电子邮件系统在广域环节中的数据 分发功能，但整个系统将运行于一种松散耦合的模式下。在基于数据库的工作流管理系 统中，所有的数据都保存在某种类型的d b m s ( i ) m b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ，数据库管 理系统) 中，过程的执行实际上就是对这些数据的查询与处理。高端的大规模系统一般 都是使用这种方法。 ( 4 ) 根据工作流过程的执行方式分为任务推动的与目标拉动的 前者指的是从过程的开始每个环节逐步的执行，当某个活动实例被处理完之后，后 续的有关活动将被创建并被激活。由此自至整个工作流程的完成。这是目前大多数面向 过程的工作流管理系统所使用的执行方法。而在目标拉动的工作流管理系统中，一个业 务流程被看成是个目标。过程实例执行时，该目标将被分解为多个相互之间按照一定 的约束条件关联起来的可执行的环节，其中各环节还可以当成是子目标而进一步进行分 解。在各环节均执行完毕之后，整个过程也就完成了。目标拉动是一种全新的执行方式， 下。代的工作流管理系统将具有这种特征 2 2a s p n e t 简介 在w e b 应用开发中，选择合适的开发工具十分关键。许多客户机、服务器结构早 期所面临的问题如今再次出现。首要的问题是w e b 的开发工具至今还不成熟。犹如当 年向客户，服务器进军一样，w e b 开发工具还不完善，而应用需找到一个完整的开发环 境，包括高性能的数据库、组件及面向开发组( 而不是个人) 的控制机制 西安理工大学工程硕士学位论文 w e b 应用开发技术种类繁多，目前流行的w e b 编程技术主要有以下几种：c g i ( 公 共网关接口c o m m o ng a t e w a yi n t e r f a c e ) ，p h p ( i - i y p e r m x tp r e p r o c e s s o r 超文本预处理器) 、 j s p ( j a v as e r v e rp a g e s ) ，a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 与a s p n e t 等。本文重点介绍a s p 与a s p n e t 。 a s p 是a c t i v es e r v e rp a g e s ( 活动服务器页面) 的简称。它是微软公司w e b 应用开发 架构，是一种编制服务器应用程序的技术。a s p 集h t m l 、数据库访问和其它许多新技 术于一身，实现了网页的可编程化。它通过提供简单易学的脚本和许多内置的对象，极 大地提高了开发w e b 应用程序地效率，简化了开发工作。在性能上，a s p 运行于w e b 服务器的同一进程中，可以更快、更有效地响应客户请求。a s e n e t 基础核心架构如 图2 1 所示。 幽2 - 1a s p n e t 基础核心架构图 f i 9 2 - 1a s p n e t b a s e a r c h i t e c t u r e 但是a s p 本身也存在一些缺陷 2 4 1 ：( i ) a s p 是脚本语言，它必须经过解释运行，它 不可避免地导致性能和伸缩性问题。( 2 ) a s p 并没有为应用程序提供一个固有的结构，无 法实现结构和代码的复用。( 3 ) a s p 中只能用v b s c r i p t ，j a v a s c f i p t ，不支持面向对象的 语言。 现在，a s p 有了新发展，2 0 0 2 年3 月2 2 日，微软推出了他的m i c r o s o f tv i s u a l s t u d i o n e t 的第一个正式版，作为n e t 架构的一个重要组成部分a s p 称为a s p n e t ， a s p 。n e t 是建立在微软新一代。n e t 平台架构上，利用公共语言运行时( c o m m o n l a n g u a g er u n t i m e ) 在服务器后端为用户提供建立强大的企业级w e b 应用服务的编程框 架。 a s p n e t 成功地解决了a s p 面临的问题。它不仅解决了现有开发环境造成的许多 问题，而且提供了强大的可扩展性，同时为用户带来了强大的工具支持a s p n e t 具 有以下的特点掰蕊2 9 l ： i ) a s e n e t 是编译式，而非解释性语言：编译式程序比解释性程序运行速度更快， 第2 章相关技术介绍 因此编译式的a s p n e t 比解释性的传统a s p 要快。第一次访问a s p x 页面的开销包括： 加载a s e n e tt 作者进程，对a s p x 文件进行语法分析，并将它编译成一个程序集。因 此，第一次访问a s p n e t 页面的速度较慢，但是以后对该网页的访问非常快。 2 ) 代码与内容分离：a s p n e t 允许代码与表示的真正分离，这将有助于图形设计者 和编程者更顺利的进行协作，在更短的时间内合并网页外观及功能。这可通过采用幕后 代码( c o d eb e h i n d ) 网页而实现，幕后代码网页则通过在带有表示代码的网页标头里利用 一个网页指令进行引用 3 ) a s p n e t 包含页面和数据缓存机制，可以轻松而又显著地提高w e b 站点的性能。 在传统a s p 中，实现该特征的唯一方式是采用复杂的会话和应用程序变量代码。而在 a s p n e t 中，一行代码就可以告诉网页再次执行之前其输出应该多长时间进行快速缓 存。随着快速缓存的应用，a s p n e t 性能提高潜力更大。 4 ) a s p n e t 包含了w e bs e 州c e 新技术可以用w e bs e r v i c e 跨越整个i n t e r a c t 来访 问属性、方法以及传递数据库的数据。 5 ) a s p n e t 是m i c r o s o f t n e t 框架的一部分，可以通过在代码中访闯几千个n e t 类，实现执行诸如动态创建图片和讲述组保存到文件这样令人惊奇的多种功能。 综上所述，a s p n e t 具有运行高效、功能强大、配置部署方便、安全可靠、可扩展、 有利于集成开发等优点，在目前的开发w e b 应用的技术中，a s p n e t 比较其它方案 更适合快速开发强大的和交互式的基于网络的分布式应用程序的需要。所以本系统采用 a s p n e t 技术进行软件的开发。a s p n e t 通用语言运行库结构如图2 - 2 所示 图2 - 2a s p n e t 通用语言运行库结构图 f i 9 2 - 2 a s p n e t r u n t i m e l i b r a r y 西安理工大学工程硕士学位论文 2 3 一a d o n e t 简介 a d o n e t 是微软的a d o ( m i c r o s o f t a c t i v e x d a t a o b j e c t s ) 的下一代产品，a d o n e t 与a d o 只是名称上类似，访问数据方法上则完全不同。a d o 它是严格的基于c o m 的， 也因此能够在微软的平台下利用记录集灵活的操作数据：从表示层彻) ，到业务逻辑层 ( a d o ) ，再到数据层( d a t a b a s e ) 。a d o 记录集( r e e o r d s e t ) 的灵活性足以使用户能够轻而 易举的定位纪录。他们提供排序、自动分页和持久性等功能，并能在数据库断开时工作。 可以在多层自检高效地汇集纪录集。但也是因为其严格的基于c o m ，所以只能在一种 系统平台下使用w i n d o w s 。当目前的分布式访问模式越来越多的时候，比如涉及到大型 机或是u n i x 平台下的异构类节点，a d o 显然已经力不从心。目前的w e b 时代是个倾 向兼容的时代，倾向平台的兼容性，要求我们的程序能够访问不同平台下的数据，能够 使用不同平台下的数据操作的编程接口，也因此，a d o 技术向a d o 。n e t 改进是技术 的必然。 a d o n e t 是n e t 中用以操作数据库的类库的总称。a d o n e t 相对于a d o 的 最大优势在于对于数据的更新修改可以在与数据源完全断开连接的情况下进行，然后再 把数据更新情况传回到数据源。这样大大减少了连接过多对于数据库服务器资源的占 用。使用a d o n e t 的任何软件解决方案的中心都是数据集( d a t a s e t 模型) 。数据集是 内存中的数据库数据的副本。一个数据集包括