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论文题目 行政审批流程引擎的设计与实现 专业学位类别 工 程 硕 士 学 号 200992231352 作 者 姓 名 廖长宝 指 导 教 师 申 杰 副教授 分类号 密级 udc 注1 学 位 论 文 行政审批流程引擎的设计与实现 （题名和副题名） 廖长宝 （作者姓名） 指导教师 申 杰 副教授 电子科技大学 成 都 侯济恭 副教授 南威软件股份有限公司 泉 州 （姓名、职称、单位名称） 申请学位级别 硕士 专业学位类别 工程硕士 工程领域名称 软 件 工 程 提交论文日期 2014.3.25 论文答辩日期 2014.5.24 学位授予单位和日期 电子科技大学 2014 年年 6 月月 24 日日 答辩委员会主席 评阅人 注 1：注明国际十进分类法 udc的类号。 design and implementation of administrative approval process engine a master thesis submitted to university of electronic science and technology of china major: master of engineering author: liao changbao advisor: shen jie school : school of information and software engineering 独创性声明 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。 据我所知， 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过的研究成果， 也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 年 月 日 论文使用授权 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、 使用学位论文 的规定， 有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘， 允许论文被查阅和借阅。 本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索， 可以采用影印、 缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后应遵守此规定） 作者签名： 导师签名： 日期： 年 月 日 摘要 i 摘要 每个流程都有其特定的目标,流程的主要关注的是什么主体完成了什么样的事 情，以及产生的结果和在过程中给其他个体传递了怎样的信息。在流程引擎技术 作为计算机信息系统应用的一个重要组成部分，越来越受到人们的重视，如今对 此技术的研究也成为一个热点。本次流程引擎引擎的研究是在网上行政审批系统 建设的背景下提出的，旨在解决网上行政审批过程中的串行流程、并行流程、分 支流程和流程嵌套等。流程引擎的主要作用是将行政审批事项流程化，并且为审 批事项提供导航，为系统交互提供监督。是网上行政系统的核心和管理器。同时， 它还能为网上行政审批流程提供各种定制的工具和逻辑表达方式。用可视化的方 式将行政审批流程表现出来，简化系统操作。 本文中所研究的流程引擎是将流程引擎作为独立的公共不见，再以 web 服务 的方式对外提供接口， 通过 esb 总线、 webservice 以及业务组件等方式进行调用。 其结合了 soa 和 bc 的设计思路。流程引擎通过类总线(api)进行调用行政审批系 统的内部组件。这样既能实现行政审批系统内部组件之间的结合，也可以实现系 统和外部的系统流程的整合，能极大保证流程引擎的性能。 首先，描述了行政审批流程引擎运转的需求、监督和管控功能需求、权限分 配需求和操作日志需求及引擎的结构。其次，详细介绍了流程引擎的设计，重点 描述了行政审批事项办理过程的关系结构以及流程引擎初始化、 过程转移、 办结、 回退、以及流程嵌套等关键算法。最后介绍了行政审批系统中流程引擎的模型设 计和关系结构，从实例配置及调度演示等多个方面描述了流程引擎在行政审批系 统中的应用。另外，本文还论述了目前流程引擎技术中所存在的一些问题和设计 的关键点，最后指出了流程引擎技术的发展前景。 关键词：关键词：网上行政审批、流程引擎、模型、实例 abstract ii abstract each process has its specific objectives, the main concern is what the process is completed, what kind of subject matter, and the results produced, and to other individuals in the process of how to pass information. in an important part of the process engine technology as computer information system applications, more and more peoples attention, and now this technology has become a research hotspot. the process engine research engines in the context of online administrative approval system construction proposed to solve the administrative approval process online serial processes, parallel processes, branching processes and processes nesting. the main role is to process engine administrative approval processes, and provide navigation for the approval, provide oversight for the system interaction. online administrative system is the core and manager. meanwhile, it also provides the administrative approval process for online tools and a variety of custom logic expression. with visually manifested administrative approval process, simplifying system operation. studied the process herein is the process engine as the engine independent public seen again by way of the external web service provides an interface call by esb bus, webservice and business components, etc. its combination of soa and bc design ideas. process engine through the class bus (api) calls for internal components administrative examination and approval system. this will not only achieve the combination between the internal components of the administrative approval system, the system can also be implemented processes and external systems integration, to ensure maximum performance process engine. first, describe the administrative approval process needs the engine running, monitoring and control functions need permission assignment requirements and needs and structural logs engines. secondly, detailing the process engine design, focusing on matters requiring administrative approval describe the relationship between structure and process engine initialization process, the process of transfer, settles, back key algorithms, as well as nesting process. finally, the model design and the relationship between the structure of administrative examination and approval system, the process engine, from many aspects instance configuration and scheduling presentations described the process engine in the administrative examination and approval system. in abstract iii addition, the paper also discusses some of the problems currently existing in the process engine technology and design of key points, concluded that the prospects for the development process engine technology. keywords: online administrative examination and approval、process engines、model、 example 目录 iv 目 录 第一章 绪论 . 1 1.1 研究背景和意义 . 1 1.1.1 行政审批系统建设现状 . 1 1.1.2 流程引擎国内外发展现状 . 2 1.1.3 课题研究意义 . 4 1.2 论文的主要工作 . 5 1.3 本章小结 . 5 第二章 相关关键技术介绍 . 6 2.1 soa 技术 . 6 2.2 数据库管理平台 . 8 2.3 操作系统平台 . 8 2.4 b/s 三层构架体系 . 9 2.5 本章小结 . 11 第三章 行政审批系统对流程引擎的需求分析 . 12 3.1 审批协同的需求 . 12 3.2 审批流程的复杂性需求 . 12 3.3 审批流程的变化需求 . 14 3.4 断点续流的需求 . 14 3.5 流程引擎的结构 . 15 3.6 流程引擎的组成 . 16 3.7 本章小结 . 21 第四章 行政审批系统中流程引擎的设计 . 22 4.1 总体应用模型 . 22 4.2 流程引擎的模型设计 . 22 4.2.1 机构模型 . 23 4.2.2 信息模型 . 23 4.2.3 控制模型 . 24 4.3 流程引擎的功能设计 . 25 4.4 系统数据设计 . 28 4.4.1 数据元设计 . 28 目录 v 4.4.2 数据分类规则 . 28 4.4.3 数据梳理 . 29 4.4.4 数据关系图 . 32 4.5 本章小结 . 35 第五章 流程引擎功能的实现与测试 . 36 5.1 流程引擎的建模 . 36 5.1.1 基本建模过程 . 36 5.1.2 业务模型化过程 . 36 5.1.3 流程整合优化过程 . 38 5.2 流程引擎具体实现 . 41 5.2.1 流程初始化的实现 . 41 5.2.2 流程发送 . 42 5.2.3 转办 . 45 5.2.4 更改流程 . 45 5.2.5 流程跟踪 . 47 5.2.6 流程结束的实现 . 49 5.3 流程引擎功能测试 . 50 5.4 本章小结 . 54 第六章 行政审批系统中流程引擎的应用 . 55 6.1 系统介绍 . 55 6.1.1 网上受理发布平台 . 55 6.1.2 审批办理平台 . 55 6.1.3 审批电子监察平台 . 56 6.2 系统的应用部署 . 56 6.3 流程引擎在系统中的具体应用 . 57 6.3.1 网上申报 . 57 6.3.2 审批办理 . 58 6.3.4 监察人员在线监察 . 59 第七章 总结与展望 . 60 致 谢 . 61 参考文献 . 62 第一章 绪论 1 第一章 绪论 1.1 研究背景和意义 1.1.1 行政审批系统建设现状 根据实际的走访调查， 目前各行政机关中， 审批服务比较典型的模式有三种： （1）纯物理大厅模式； （2）网上审批与窗口服务相结合； （3）网上审批与物理大厅相结合。 这里有必要提一下窗口服务的必要性。由于在行政审批过程中，审批材料有 很多，包括各种证件、证书和材料等，这些都很难全部电子化，现场验证的重要 性也很强，而且处于存档的考虑，实体证件也是必须的。所以，任何行政审批都 离不开窗口服务，工作人员必须在线下处理大量内容。 至于网上行政审批系统的建设，现目前主要有两种方式，分别为集中式和分 布式。前者不在部门单独建设网上行政审批系统，后者是由系统自行建设自己部 门的行政审批系统， 而受理发布采用统一建设的平台。 在服务窗口提供途径方面， 有的地方通过新建物理大厅由各部门驻点方式提供服务窗口，大厅由新建机构负 责管理，而有的地方则采用分布式的部门内部的服务窗口2。 以下是对三种典型建设模式的优缺点的归纳表： 表 1-1 行政审批典型建设模式优缺点比较 模式模式 物理大厅物理大厅 网上审批系统加网上审批系统加 分布式服务窗口系统分布式服务窗口系统 物理大厅加网上审批系统物理大厅加网上审批系统 优点优点 容易通过行政命 令推行起来；办理跨 部门审批不要多处 跑。 节省投入；网上 网下服务互补，办事 人员可以少跑少等； 部分审批材料数字化 保存，网上实现业务 协同，审批数据能查 询统计并为决策提供 服务；网上服务不受 时间限制；网上部分 容易通过行政命令推行起 来；办理跨部门审批方便；网 上网下服务互补，办事人员可 以少跑少等；部分审批材料数 字化保存， 网上实现业务协同， 审批数据能查询统计并为决策 提供服务；网上服务不受时间 限制；网上和物理大厅都能实 现有效监督。 电子科技大学硕士学位论文 2 能实现有效监督。 缺点缺点 建设及后续管理 投入较大；需要组建 新部门；易退化成收 发中心；所有审批都 要到大厅办理，服务 受时间限制；纸质材 料流转；审批数据无 法查询统计和为决策 服务。 材料数字化工作 增加服务窗口工作 量；有些跨部门审批 还要多处办理。分布 式窗口监管比较困 难。 建设及后续管理投入巨 大；需要组建新部门。 采用省采用省 市市 四川省、天津市 等。 北京市、郑州市 等 深圳市、北京市部分区政 府等 备注备注 这种模式实际上 没有提供网上申报功 能。 网上审批系统建 设方式又可以分为： 集中方式、分布方式、 集中分布相结合方 式。 网上审批系统建设方式又 可以分为：集中方式、分布方 式、集中分布相结合方式。 从表 1-1 中的比较分析得出，对于物理服务窗口的设置，如采用建设物理服务 大厅方式，会出现建设管理费用巨大、需要组建新机构等缺点3，因此，积极开展 网上行政审批系统建设， 并提供集中、 分布相结合的行政许可服务窗口较为合适。 1.1.2 流程引擎国内外发展现状 由于当前流程引擎技术的研究正日益受到人们的重视，许多大学和研究机构, 诸如美国佐治亚大学、普渡大学等，在新的研究项目的开发上面都取得了众多研 究成果，流程引擎技术得以迅猛发展4。 国外的大学和研究机构能够领先于我们发展流程引擎，除了技术手段的原因 以外，还有一个重要的原因就是社会的发展阶段。当社会发展到这个阶段以后， 传统的手工流程处理方式就很难再满足人们对效率的需求。所以当今社会对流程 引擎的需求也代表着社会的进步。 流程引擎的应用环境大多是在复杂的分布异构环境中，如单位内部网或因特 网，因此，如何应用最新的分布对象处理技术和 web 技术来实现流程引擎管理是 当前研究的难点和重点。 在国外，有影响的流程引擎原型系统5,6有： 第一章 绪论 3 （1） 美国佐治亚大学研制的 meteor 系统： 该系统是一个支持多范型的流程引 擎管理系统，主要用于处理医疗保健应用。多范型是指该系统能够支持分布异构 环境下的企业内和企业间的各种流程引擎。这些流程引擎可以是数据库管理系统 和分布式事务处理系统中的事务，也可以是 edi 等特殊应用。meteor 系统可以在 web 或 corba 环境下运行。 （2）美国普度大学开发的 corbaflow 系统：该系统提出了基于 corba 的 体系结构，支持跨平台的异构分布系统集成，支持弹性 acid 性质；扩展了 idl 语言以定义事务性流程引擎中的补偿事务。 （3） 土耳其中东大学开发的 metuflow 系统： 该系统提出了一种基于 corba 环境的流程引擎服务，包括基于 acta 扩展事务模型的流程引擎模型、块结构化 定义语言、流程引擎调度管理和并发控制机制等。 流程引擎的许多概念来自于办公自动化、文档管理、计算机支持协同工作 (cscw)等领域。好的工作引擎应该能符合实际需求，并且能确保其稳定性、易 维护性和弹性。工作引擎为应用程序提供强大的逻辑层，以保证流程正确进行。 好比一辆汽车的发动机，流程引擎是整个工作的核心7。值得注意的是，工作流 程引擎并不是业务系统，而是一个为业务系统提供支撑的环境8。 乍看之下工作流管理系统和企业资源规划很相似，其实二者有本质的不同。 工作流管理是为企业资源规划管理提供一个软件平台，类似于我们电脑中的操作 系统，因此，工作流管理系统比企业资源规划的应用范围更广，环境更为复杂。 至今约有 300 个称为流程引擎工具的商品化软件，在众多流程引擎中，只有 数十个是真正的 wfms 软件9。一些著名的 wfms 产品有： （1）ibm 公司的 flowmark 系统该系统由对象数据库管理系统 objectstore 支 持。主要组件包括服务器、建立客户器、运行客户器和程序执行客户器。服务器 负责与数据库交互及协调流程引擎执行；建立客户器提供用于设计流程引擎的图 形接口；运行客户器提供工作表方式的用户接口；程序执行客户器提供 api 调用 方式的应用接口。 （2） action 公司的 actionworkflow 系统该系统由微软的 sql 服务器或 lotus notes 支持，包含三个基本组件：管理系统内核用于集成和管理流程引擎事务； 分析器提供设计流程引擎的专门工具；应用建立器用于将流程引擎定义转化 成可执行的过程。此外，还提供辅助工具，如报表器用于查询流程引擎的进展状 态。 （3） sigma图象系统公司的omnidesk系统它使用提供odbc接口的数据库。 其中， 路径管理器用于流程引擎管理和负载平衡； 路径建立器用于定义路径逻辑； 电子科技大学硕士学位论文 4 表格建立器用于创建流程引擎接口。 虽然 omnidesk 系统主要是为图象文档管理设 计的，但是也可以管理其他类型的流程引擎。 （4） wang 公司的 open/workflow 系统该系统建立在自含的数据库引擎之上。 系统分为数据库服务、图形过程建立器、集成工具箱、报表工具。数据库服务提 供基本的完整性、安全性、并发控制、恢复和管理功能；图形过程建立器用于定 义过程；集成工具箱提供应用之间交互需要的 api 调用和通信服务；报表工具如 查询建立器和报表建立器用于访问有关过程执行的信息。 1.1.3 课题研究意义 从传统的串型手工审批方式是：“多门受理， 互不相告， 异步审批， 限时不一” 。 与之对比，行政审批系统的特点以计算机软硬件技术和网络通信技术为依托，以 服务方便市民为目标，争取“一门受理，抄告相关，并联审批，全程代理，限时 办结”的运作方式，以“一次告知” 、 “期限承诺” 、 “人员亮牌” 、 “收费透明”等 服务制度规范审批人员的行为10。整个系统“统分结合” ： “统”指的是在统一集 中接收各类申请材料，如果申请项目涉及到较多相关部门，一门受理即可以大大 提高办事效率。 “分”指的是可以在政府各职能机构的分中心办理专项审批业务。 以“主审负责，一门受理，内部传递，限时办结”为主要特点的行政审批系 统是完全以公众服务为中心的新型业务和服务模式，目的在于进一步增进政府与 人民的距离，增强政府的亲和力。它极大简化了办事的流程和手续，提高了政府 的行政工作效率，更为社会弱势群体提供了完整的配套服务11。行政审批系统的 建设是网络时代建立以高效、公平、公开、勤政、廉洁为特征的新型政府的重要 组成部分，因此具有重要的现实意义和深远的历史意义12。 而行政审批系统则是一个完全由流程驱动的业务系统，对流程的定义有很高 的要求： 1.、.所.有.的.流.程.都.能.够.最.大.限.度.的.灵.活.配.置.。.在.流.程.的.设.计.中.，.应.该.让.整.个. 流.程.的.操.作.人.员.、.权.限.、.流.转.方.式.都.能.够.灵.活.更.改.，.各.个.环.节.也.提.供.了.统.一.的. 接.口.，.支.持.环.节.之.间.的.自.动.转.发.。 2.、.流.程.能.被.实.时.监.控.，.实.时.分.析.。.在.整.个.流.程.的.运.行.过.程.中.，.都.能.够.被.监. 督.人.员.完.整.地.监.督.，.能.够.随.时.记.录.流.程.的.处.理.状.态.、.时.间.及.流.向.。 3.、.在.突.发.状.况.下.，.流.程.能.有.一.定.的.异.常.处.理.机.制.。.在.业.务.办.理.中.出.现.突.发. 状.况.的.情.况.很.多.，.拥.有.强.大.的.异.常.处.理.机.制.能.保.障.流.程.的.适.应.性.，.提.高.其.利.用. 价.值.。13.。 第一章 绪论 5 因此，开发一个比较强大的流程引擎来满足行政审批系统的业务需求已成为 一种迫切要求。 1.2 论文的主要工作 本论文结合在行政审批系统建设的工作实践，开展对行政审批系统中各审批 事项办理流程的分析与研究，首先论文描述了行政审批系统的办事流程以及现状， 并且提出行政审批系统应具备的技术特性和功能特性，在此基础上分析了行政审 批系统对流程引擎的应用需求、功能需求，并对网上办理事项的流程进行分析， 并从流程引擎的架构、功能等各个方面对流程引擎在行政审批系统中的应用进行 设计，制定了基本框架和基本流程，以便进一步在技术上的实现。 1.3 本章小结 第一章是绪论，主要介绍流程引擎研究的背景和研究意义以及国内外发展现 状。 第二章是行政审批系统中流程引擎采用的相关关键技术介绍。 第三章是行政审批系统中流程引擎的需求进行了分析，包括系统建设现状、 存在问题分析、业务和功能需求。 第四章，在第三章需求分析的基础上，从系统架构、系统功能、系统流程、 核心模型以及系统安全性等多个方面对系统进行设计，制定了系统的基本框架。 第五章，流程引擎功能的具体实现以及关键代码分析。 第六章，流程引擎在行政审批系统中的应用。 第七章，论文针对流程引擎组件在行政审批系统中的应用进行总结分析，并 对下阶段的工作开展提出展望。 电子科技大学硕士学位论文 6 第二章 相关关键技术介绍 由于行政审批系统属于电子政务中的关键的应用， 其特点有： 业务流程复杂， 对系统的安全性、可移植性、稳定性、扩展性要求很高14，因此，系统对所采用 的关键技术的选择将非常重要。 2.1 soa 技术 soa（service oriented architecture）包.括.软.件.的.整.体.运.行.环.境.，.用.处.开.发.编. 程.使.用.的.模.型.，.设.计.上.的.构.架.风.格.以.及.其.他.相.关.的.理.论.，.它.的.理.论.范.围.覆.盖.了. 一.个.系.统.从.设.计.开.发.到.最.终.使.用.的.整.个.过.程.。.它.是.由.软.件.服.务.提.供.商.以.及.软.件. 使.用.者.使.用.的.一.种.客.户.端/服.务.器.的.软.件.设.计.方.法.。.类.比.于.其.他.类.似.的.模.型.， soa 具.有.很.多.明.显.的.有.点.，.低.耦.合.度.是.其.中.最.重.要.的.一.个.，.每.个.模.块.独.立.性.强.，.都. 具.有.标.准.的.接.口.，.能.方.便.的.互.相.连.接.以.组.成.任.务.，.或.者.重.新.连.接.各.个.模.块.组.成. 特.定.的.任.务.，.这.样.的.架.构.使.得.系.统.更.加.方.便.灵.活.，.利.于.维.护.。 图 2-1 soa 基本架构 soa（面向服务的体系构架）具以下优点： （1）.实.时.监.控.：.流.程.引.擎.技.术.在.应.用.逻.辑.中.不.需.要 bp.逻.辑.，.而 soa 架.构.通. 常.是.伴.随.流.程.引.擎.技.术.而.生.的.，.所.以.这.使.得 soa 优.秀.的.工.程.实.践.规.则.能.够.在 soa 中.更.加.自.如.地.实.践.该.技.术.。 第二章 相关关键技术介绍 7 （2）.敏.捷.性.：.由.于 soa 技.术.的.低.耦.合.特.性.，.开.发.人.员.能.更.快.速.的.应.对.业. 务.流.程.的.突.然.改.变.。.同.样.，.由.于.拥.有.这.样.应.对.快.速.改.变.的.能.力.，.也.使.得.开.发.新. 系.统.的.时.间.大.大.减.少.，.便.于.系.统.的.发.展.，.有.利.于.占.有.市.场.。 （3）.业.务.流.程.的.灵.活.改.进.：.由.于 soa 是.基.于.流.程.引.擎.的.架.构.，.所.以.它.与. 业.务.流.程.也.是.息.息.相.关.的.，.科.学.的.改.进.业.务.流.程.，.能.让.处.理.效.率.大.大.提.高.，.缩. 短.产.品.研.发.期.，.降.低.开.发.成.本.。 要实现 soa，必须拥有以下几个因素： 1、服务请求者 即软件的使用人员，它会通过服务注册库寻找到自己需要的服务，向服务提 供者提出申请； 2、服务提供者 即.软.件.的.提.供.商.，.直.接.面.向.用.户.，.满.足.用.户.的.需.求.，.服.务.提.供.商.通.过.服.务. 注.册.库.注.册.并.进.行.发.布.； 3、服务注册库 服.务.注.册.库（wsdl）.是.一.个.拥.有.许.多.服.务.信.息.的.标.准.库.，.它.搭.建.起.一.个.平. 台.，.为.服.务.提.供.者.和.提.供.请.求.者.，.即.提.供.商.和.用.户.提.供.公.开.透.明.的.服.务.，.由.于. 它.是.公.共.的.平.台.，.拥.有.统.一.的.标.准.，.能.最.大.限.度.的.保.证.服.务.提.供.商.所.提.供.的.服. 务.质.量.，.保.障.消.费.者.权.益.。 图 2-2 soa 基本流程 电子科技大学硕士学位论文 8 2.2 数据库管理平台 数.据.库.管.理.平.台.为.审.批.办.理.事.项.的.流.程.提.供.数.据.存.储.和.管.理.服.务.。.根.据.具. 体.业.务.需.求.、.数.据.处.理.对.象.特.点.以.及.技.术.发.展.情.况.选.择.数.据.库.类.别.。.如.果.信.息. 以.结.构.化.数.据.为.主.，.关.联.表.单.及.事.务.比.较.多.、.数.据.量.比.较.大.时.，.需.要.对.数.据.进. 行.二.次.加.工.及.统.计.分.析.，.采.用.关.系.数.据.库.较.为.合.适18.。 关.系.数.据.库.平.台.的.选.择.应.考.虑.技.术.成.熟.度.、.支.持.国.际.标.准.、.开.放.性.、.安.全. 性.、.分.布.式.、.数.据.备.份.和.恢.复.、.数.据.复.制.、.可.管.理.性.以.及.对.数.据.仓.库.的.扩.展.支. 持.和.技.术.服.务.能.力.等.因.素19.。.目.前.，.业.界.数.据.库.市.场.的.主.流.产.品.有oracle.、ibm udb、sybase.和microsoft sql server.等.，.它.们.均.符.合.国.际.标.准.、.符.合.技.术.潮.流.，. 具.有.数.据.安.全.性.、.完.整.性.、.并.发.、.恢.复.、.分.布.、.异.构.和.并.行.处.理.等.完.备.的.数.据. 库.功.能.，.技.术.性.能.相.近.，.遵.循.开.放.性.原.则.，.具.有.良.好.的.汉.字.支.持.。oracle9i.是.专. 为 internet.设.计.的.数.据.库.系.统.，.比.起.其.它.竞.争.产.品.，oracle.在.海.量.存.储.和.处.理.以. 及.并.发.计.算.方.面.拥.有.较.大.优.势