（计算机应用技术专业论文）基于流程管理的动态电子政务平台关键技术研究.pdf

上海交通大学博士后出站报告 摘要 计算机和信息技术的飞速发展使我们的社会逐步演化为高度信息化的社 会。随着政府职能从管理型向服务性的转变，新型的信息技术能够极大地提高 政府依法行政的手段，更好更方便地为社会提供优质的服务。电子政务是基于 网络的，符合i n t e r n e t 技术标准的面向政府机关内部、企业以及社会公众的信 息服务和信息处理系统，是一个利用信息和通信技术，有效地实现行政、服务 及内部管理等功能，在政府、社会和公众之间建立有机服务系统的集合。 为了将日新月异的信息技术应用于电子政务领域，需要建立起统一的、符 合国家标准的电子政务框架。本报告建立了实现动态电子政务的框架结构，其 中包括国家要求的“两网一站一库”的体系结构和对电子政务的分层设计，并 以此提出了基于工作流的电子政务系统集成平台。为了更好、更规范地研究电 子政务，本报告建立了动态电子政务的参考模型p j r o c e 。该模型以过程为核心， 以服务为目标，综合了政府的组织结构、资源使用、成本控制和评价等内容， 并提出了基于w e bs e r v i c e 的动态电子政务工作模式。 在电子政务中，政府的组织机构对政务业务的处理有重要的影响，本报告 研究了在电子政务中基于工作流的组织策略建模方法，并参考r q l 格式建立了 在工作流中对任务分配策略进行描述的语言规则，提出了任务分配策略的分层 建模方法，以及任务分配策略进行执行的流程和规则。此外，政务处理系统中 存在m u l t i a g e n t 的协助，本文讨论了多a g e n t 的建模方法，提出了一个基于递 阶控制结构的工作流优化调度模型，实现了一个支持m u l t i a g e n t 的工作流调度 系统，来对工作流中的多任务进行调度。 综合运用前文所述的关键技术，本文建立了动态电子政务平台系统设计方 案并给出了应用实例。首先建立了电子政务应用平台的总体框架模型，给出了 系统集成平台的方案、流程调度平台的系统方案和政务内外网数据交换中心的 设计方案，最后，结合上海市某区电子政务平台的需求开发了动态电子政务平 台的原型系统和应用实例。 关键词：电子政务、w e b 服务集成、p - 8 r o c e 模型、m u l t i a g e n t 、工作流系统、 组织策略建模 上海交通大学博七后出站报告 a b s t r a c t t h er a p i d d e v e l o p m e n to fc o m p u t e r a ni n f o r m a t i o n t e c h n o l o g ym a k e so u $ s o c i e t yb e c o m eh i g h l yi n f o r m a t i o n a ls o c i e t y w i t ht h et r a n s f o r m a t i o no fg o v e r n m e n t n m c t i o n 士r o mm a n a g e r i a lt o s e r v i n g t h ei n c o m i n gi n t o r m a t i o nt e c h n o l o g yc a n i m p r o v et h ea b i l i t yo fc o m i n g i n t ot h e p o w e ra c c o r d i n gt ol a w , a n d c a r lp r o v i d eb e t t e r s e r v i c ef o rs o e i e t y e g o v e r n m e n ti so n ek i n do fi n f o r m a t i o ns e r v i c ea n di n f o r m a t i o n p r o c e s sb a s e d o nn e t w o r ka n di n t e r n e ts t a n d a r d s ，w h i c hc a l ls e r v i c ef o rt h ei n t e r i o ro f g o v e r n m e n t e n t e r p r i s e sa n d c i t i z e no f s o c i e t y , w h i c hc a ne f f i c i e n t l yi m p l e m e n ts o m e f u n c t i o n so fa d m i n i s t r a t i o n ，s e r v i c ea n do f f i c ea u t o m a t i o na n db u i l da ni m e g r a t e d s e r v i c es y s t e ma m o n gg o v e r n m e n t ，s o c i e t y , p u b l i c ，e n t e r p r i s e s i no r d e rt oa p p l yt h eu pt od a t ei tt e c h n o l o g yt ot h ef i e l do fe - g o v e m m e n t i ti s n e c e s s a r yt o b u i l dt h eu n i f o me - g o v e r n m e n tf r a m e w o r kw h i c ha c c o r dw i t ht h e n a t i o n a ls t a n d a r d s t h i sr e p o r tb u i l d st h ed y n a m i ce - g o v e r n m e n ti n f r a s t r u c t u r e w h i c hi n c l u d e st h ea r c h i t e c t u r eo f t w on e t w o r k s 。o n es i t ea n do n ed a t a b a s e a n dt h e m u l t i l a y e rd e s i g no fe - g o v e r n m e n ts t r u c t u r e a n dp u tf o r w a r d 也ei n t e g r a t e dp l a t f o r m o fe g o v e r n m e n ts y s t e m 。f o rs t u d y i n gt h e e - g o v e r n m e n tn o r m a t i v e t y , t h er e p o r t p r e s e n t s t h er e f c r e n c em o d e lo fd y n a m i ce - g o v e r n m e n tps r o c e t h i sm o d e l m a k e st h ep r o c e s sb e c o m et h ec o r eo fe g o v e r n m e n t ：t h es e r v i c ei st h et a r g e to f e g o v e r n m e n t ，a n di n t e g r a t e st h eo r g a n i z a t i o n ，r e s o u r c e c o s tc o n t r o la n de v a l u a t i o n o fg o v e r n m e n t m o r e o v e r , t h er e p o r ta l s o p u t f o r w a r dt h e w o r k i n gp a t t e r n o f d y n a m i ce - g o v e n m a e n t b a s e do nw e bs e r v i c et e c h n o l o g y t h e o r g a n i z a t i o n o f g o v e r n m e n tp l a y s a n i m p o r t a n t r o l ei n p r o c e s s i n g g o v e r n m e n tb u s i n e s s t h i sr e p o r tr e s e a r c ht h em o d e l i n gm e t h o do fo r g a n i z a t i o n p o l i c yb a s e do nw o r k f l o w , b u i l dt h el a n g u a g er u l e t l l a td e s c r i b et h ep r o c e s so f a s s i g n i n gt a s ki nb u s i n e s sw o r k f l o w , a n dp r e s e n tt l i el a y e r e dm o d e l i n gm e t h o d so f a s s i g n m e n ts t r a t e g yo ft a s k ，a n dt h ep r o c e s sa n dr u l e o fi m p l e m e n t i n gt h et a s k a s s i g n m e n ts u a t e g y f u r t h e r m o r e ，t h e r e a r e m a n ya g e n ts y s t e m s i n p r o e e s s m g g o v e r n m e n tb u s i n e s s n l er e p o r td i s c u s s e st h em o d e l i n gm e t h o do f m u l t i a g e n t s a n d 口u tf o r w a r da no p t i m a ld i s p a t c h i n gm o d e lb a s e do ns u c c e s s i v ec o n t r o ls t r u c t u r et o c a r r y o u tt h ea s s i g n m e n t s d i s p a t c h i n g i nw o r k f l o w 。 w i t ht h ek e yt e c h n o l o g ym e n t i o n e da b o v e ，也er e p o r tg i v e st h ed e s i g ns c e n a r i o o fd y n a m i ce - g o v e r n m e n ts y s t e mp l a t f o r ma n dt h ea p p l i c a t i o nc a s e f i r s t l y , i tb u i l d s t h eg e n e r a lf r a m e w o r km o d e lo fd y n a m i ce - g o v e m m e n tp l a t f o r m a n dg i v e st h e s e e n a d oo f s y s t e mi n t e g r a t e dp l a t f o r m ，t h es c e n a r i oo fp r o c e s sd i s p a t c h i n gp l a t f o r m ， a n dt h es c e n a r i oo fd a t ae x c h a n g i n gp l a t f o r mb e t w e e ni n n e rb u s i n e s sn e t w o r ka n d i n t e r a c tn e t w o r k a tl a s t , ap r o t o t y p es y s t e mo fd y n a m i ce - g o v e r n m e n tp l a t f o r mi s d e v e l o p e d a n d a p p l i e d t ot h ee - g o v e r n m e n to fc e r t a i nd i s t r i c to f s h a n g h a ic i t y k e yw o r d s ：e g o v e r n m e n t ，w e b s e r v i c e i n t e g r a t i o n ，p _ s o r c e m o d e l ， m u l t i - a g e n t s ，w o r k f l o ws y s t e m ，o r g a n i z a t i o np o l i t ym o d e l i n g u 上海交通大学搏十后出站报告 第一章绪论 “电子政务”源于e l e c t r o n i cg o v e r n m e n t ( 或e g o v e r n a n c e ) ，也称之为 “数字政府”和“政务信息化”。意指基于网络的，符合i n t e r n e t 技术标准的 面向政府机关内部、其他政府机构、企业以及社会公众的信息服务和信息处理 系统，是一个利用信息和通信技术，有效地实现行政、服务及内部管理等功能， 在政府、社会和公众之间建立有机服务系统的集合。电子政务作为一项新生事 物，它的系统本质和发展规律尚有待深入研究。电子政务的发展是处在整个社 会发展潮流之中的动态过程，研究电子政务必然要用系统的观点和方法论，构 建电子政务的研究体系，对指导国家信息化决策和促进国民经济建设具有重要 的现实意义。 在现代社会中，城区管理主要涉及到的是相关的政府部门，企事业单位和 个体的居民。他们构成了城区的物理世界。为通过信息化手段来加强城区的现 代化管理，我们需要建设相应的数字世界，并保证两者之间的正确映射。如图 1 1 所示。 图1 1 物理世界和数字世界的映射 和物理世界的政府是城区管理主体的情况一样，城区信息化的核心是政府 管理的信息化。在政府信息化建设过程长见的有两个名词： e - g o v e r n m e n t ( 电子政府) ：所谓电子政府，实质上就是把工业化模型的政 府特点是集中管理、分层结构、在物理经济中运行变为以信息技 术构建的新型的管理体系，以适应虚拟的、全球性的、以知识为基础的数 字经济，同时也适应社会的根本转变。这种新型的管理体系就是电子政府， 如图1 2 所示。随着信息基础设施建设的开展和深化，电子政府的轮廓也 日益清晰，其所包含的内容有：完备的网络时代的法律系统，新型的立法 和选举机制，新型的行政管理和司法体制。总之，电子政府代替传统政府， 意味着系统程序式管理取代政府实体性管理。 上海交通火学博士后出站报告 图1 2 未来电子政府形态 e - o o v e r n a n c e ( 电子政务) ：是指国家各级政府部门综合运用现代信息、网 络与现代数字技术，彻底转变传统工作模式，实现公务、政务、商务、事 务的一体化管理与运行。电子政务的主要目的是实现政务的“四化”：办公 信息化、政务公开化、管理一体化、决策科学化。政府作为全社会最大的信 息拥有者和处理者，电子政务也必然成为城区信息化的核心和抓手，发展电 子政务有利于：提高政府业务的有效性、效率和监管能力；建立更勤政、廉 政、精简和有竞争力的政府；更好地为居民和企业服务，促进地区经济的发 展；建立政府与企业和居民之间新型的伙伴关系。 1 1 电子政务的内涵 电子政务作为转变政府传统工作模式有利的手段，有两层含义：其一是 指利用现代信息技术实现政务数字化、电子化；其二是指利用现代信息技术加 强全局管理，精简和优化政务流程，科学决策，以此推动社会经济等全面发展。 电子政务不只是将现有的业务放到网上，主要在于，在虚拟空间里，政府能跨 越各部门间的限制，进行业务流程再造并协同办公，提供人民完整而便利的服 务。就是要全心全e 为人民服务。 如表1 1 ，我们可以建立一个政府、企业、个人之间的一个关系矩阵。它代 表了城区的核心内容，其中与g 相关的内容则为电子政务的核心内容。 2 上海交通大学博士后出站报告 政府( g )企业( b )居民( c ) 政府( g ) g 2 gg 2 bg 2 c 企业( b ) b 2 gb 2 bb 2 c 居民( c ) c 2 gc 2 b c 2 c 表1 1 政府、企业、个人之间关系矩阵 从双向互动的角度，我们可以将x 2 y 等同于y 2 x 。这样电子政务的内容就概括成： 1 g 2 g ：政府对政府：政府部门内部的电子化和网络化办公，它包括条、 块和条块交错等多种情况： 一 中央政府各部门及各级地方政府的相关部f - j 2 _ 间的信息集成和应 用互操作。 _ 上级主管部门与当地相关部门之间的信息集成和应用互操作。 一 中央政府的各个部门之间的信息集成和应用互操作。 地方政府各部门之间的信息集成和应用互操作。 政府公务员及其它政府工作人员之间的信息集成和应用互操作。 2 g 2 b ( b 2 g ) ：政府对企业：政府和企业之间通过网络而进行的双向的信 息传递和发布，政府面向企业的活动主要包括： 企、事业单位从事合法业务活动的环境，包括产业政策、进出口、 注册、纳税、工资、劳保、社保等各种规定： 政府向企事业单位颁发的各种营业执照，许可证，合格证，质量认 证等。 _ 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等； 企业面向政府的主要活动包括： _ 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。 一 改善投资和经营环境，以及帮助企业快速发展等提出企业的意见和 希望。 一参加政府各项工程的竞、投标，向政府供应各种商品和服务。 3 g 2 c ( c 2 g ) ：政府对居民：政府部门通过网络和民众之间进行的双向信 ，息交流和服务，政府对居民的活动实际上是政府面向居民所提供的服 务，主要包括： 3 上海变通大学博士后出站报告 _ 各种关于社区公安和水、火、天灾等与公共安全有关的信息。 一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。 - 公共事业：政府有责任耍向居民提供必要的包括学校、医院、公园、 图书馆等公益服务。 以及居民向政府提供的： 一对政府相关政策、法规的讨论反馈，参政议政。 及时的事故报警和灾情汇报，帮助政府正确决策和快速处理 依法纳税，提交各种供政府使用的信息和报表。 我们要充分认识到电子政务并不是简单的办公自动化。电子政务不仅要 处理政府部门内部以及跨部门、系统和地区的应用，还要处理诸如政府与企 业，政府与居民之间的种种复杂的应用需求；而办公自动化系统的应用重点 一般是在部门办公人员的日常应用；办公自动化广泛地应用于几乎所有的党 政机关和企事业单位，而电子政务覆盖政府服务的所有主体，包括政府部门 本身、政府的员工、企业和公民，二者的应用主体是不一样的。 1 2 研究现状 1 2 1 电子政务 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。1 9 9 3 年9 月 克林顿政府以国家信息基础设旌行动计划的出版为标志启动了美国国家信 息基础设旌计划( ni i g i i 计划) ，提出“创造成本更少，运转更好的政府”和 “运用信息技术改造政府”两份报告，引发了“政府再造”( r e i n v e n ti o n o f g o v e r n m e n t ) 工程。借助电子政务工程，仅1 9 9 3 年至1 9 9 6 年4 年间，美国政府的 就减少了2 4 万政府员工，减少开支1 1 8 0 亿美元。他们建立的全国雇主税务管理 系统、联邦政府全国采购系统和转账系统等网络，不仅节省了大量的人财物， 而且提高了政务透明度。目前美国政府的网站能够提供2 7 种服务，主要是办公 室电话、在线报刊、在线数据库以及外部网站链接、外语翻译、个人隐私政策、 广告、安全特性、免费电话、技术服务等，并计划2 0 0 6 年将在政府网站上推出 i 4 万种网上申请服务项目。英国从1 9 9 4 年开始着手eg o v e r n m e n t 的建设，英 国“电子政府”战略框架提出要建立“以公众为中心的政府”，它贯穿英国政府 信息化建设的始终。英国目前已经有4 0 的政府服务可以通过互联网提供给公 众。电子政府的组织按照“生活事件”来组织政府服务。首批开通的六个主题 4 上海交通大学博士后出站报告 是：学车、出行、生育、搬家、死亡、犯罪。人们只要点击所需的主题，政府 关于该主题的所有问题都可以找到，公民办事上网就像看电视换频道一样方便。 日本政府于2 0 0 0 年3 月正式启动了“电子政务工程”，该工程预计将于2 0 0 3 年以 前全面投入实际使用，将在网上办理申报税金、递交有价证券报告、核电站建 设、出口产品审批等政府各部门的3 0 0 0 多项业务，政府网上采购计划也将全面 实现。1 9 9 9 年1 月，法国政府宣布实施一个“为法国进入信息社会作准备”的政 府项目，目前，法国在因特网上大约有6 0 个政府机构站点，已入网的政府部门 包括教育、电信、环境等部门。新加坡从1 9 8 1 年开始发展电子政务，目前其电 子政务的发达程度己备受世人瞩目，新加坡的政府站点具有较为完善的在线服 务功能，1 9 9 9 年被美国大众服务管理部评为世界上最先进的综合服务网站。 电子政务已经成为世界各国政府行政管理改革的主要方向。据联合国公共 经济与公共管理局的统计，1 9 9 6 年，全球只有不到5 0 个政府部门建立了自己的 网站；而在2 0 0 2 年，全球已经开通了5 万个政府网站。2 0 0 2 年5 月，联合国公共 经济与公共管理局与美国公共管理学会发表联合报告，把全球电子政务的发展 水平分为4 个阶段：形成阶段、提高阶段、互动阶段和在线事务处理阶段。据统 计，2 0 0 1 年，联合国1 9 0 个会员国中，有1 6 9 个国家拥有电子政务网站，比例为 8 8 9 。在这些国家中，有3 2 个国家的电子政务网站仅处于“形成阶段”的水平， 政府网站水平达到“提高”阶段的有6 5 个国家，有5 5 个国家的网站被评为达到 了“互动”水平，我国处于“提高”到“互动”之间的水平，以美国为首的1 7 个国家电子政务网站的水平达到了“在线事务处理”阶段。 国外学者对电子政务的研究成果反映在各国推行电子政务的行动中。美国 电子政务的高速发展得益于其政府机构对电子政务体系和技术方法研究的大力 支持，其中美国自然科学基金委员会( n s f ) 专门建立了数字政府计划( n s f s d i g i t a lg o v e r n m e n tp r o g r a m ) 以资助大学、研究所和政府部门联合对电子政 务进行研究。2 0 0 1 年，v i r g i n i at e c h 大学的b o u g u e t t a y a 和p u r d u e 大学的 e t m a g a r m i d 联合获得了美国自然基金委员会的“数字政府”重点研究项目，并 且以美国印第安纳州( i n d i a n a ) 的家庭和社会服务管理局( f s s a ) 的应用为背境 开发了该局为低收入者、儿童、老人和残疾人提供一站式( o n e s t o p ) 服务的 电子政务系统w e b d g 。该项目引入了w e bs e r v i c e 技术用于州不同部门应用系统 间的信息交换和动态集成，并提出了针对电子政务的公民隐私信息保护模型， 通过多种授权、认证等策略确保公民的敏感信息不被侵犯。n s f 同样资助了由 r u t g e r s 大学、c o l u m b i a 大学、n e wy o r k 大学、m a r y l a n d 大学的研究者联合研究 开发的电子政务项目，该项目以和新泽西州和巴尔的摩市为应用对象，致力于 研究以人为中心的电子政务系统，综合州和市不同部门的资源，透明地为中小 5 上海交通大学博士后出站报告 企业开展业务提供服务。此外，由美国农业部和美 n e b r a s k a l i n c o l n 大学的 研究人员联合研究开发了国家农业决策支持系统( n a d s s ) ，其目标是使农业人 员很方便地访问政府存储的有关干旱风险管理的信息、知识和数据。他们提出 了一个分四层的分布式农业地理空间决策支持系统的框架，并开发出相关的应 用。 k a r e n 和j u n g w o o 提出电子政务四阶段发展模式：信息编排分类 ( c a t a l o g u i n g ) ，在线处理( t r a n s a c t i o n ) ，纵向集成( v e r t i c a li n t e g r a t i o n ) 横向集成( h o r i z o n t a li n t e g r a t i o n ) ，以实现“一站式”服务，为信息化程度 不同的政府实施电子政务指出了切实可行的方法。j a n i c e 和c r e gr o b b i n s 提 出一个基于消费者价值的电子政务模式，认为向以顾客为中心的政府组织转变， 提出基于价值联盟的虚拟组织模式，以向消费者提供服务实现政府的价值增值。 这一模式应用于澳大利亚西部的一个民政部门与公众进行电子沟通的管理变革 实践。w o o d 等人提出了一种w e b 评价的方法来评价和衡量电子政务的可用性和性 能，以及它对社会带来的影响，由此可以促进政府对电子政务的进一步改进。 近年来，很多新的i t 技术也不断地应用于电子政务的研究和开发，尤其是 一些西方发达国家的学者存这些领域取得了丰硕的成果。g r e u n z 等人提出了一 种信息容器的构架来支持电子政务的业务处理，该方法基于x m l 、数字签名等技 术可以安全地实现电子签约和电子通知，它可以很好地被集成入电子政务的事 务管理。c r a m p t o n 和l o i z o u 针对电子政务的要求，提出了多层次角色的管理范 围概念并将之用于基于角色的行政管理系统，该研究开发了一组行政管理的角 色层次模型( r h a ) 应用于行政管理范围，并讨论了该模型如何在角色层次中减 少上下级的继承关系，以及如何配置来支持授权范围内的自由访问控制。 g o l u b c h i k 等人开发了一个称之为b i s t r o 的系统来致力于数字政府在应用系统 数据收集方面的可测量性，它允许政府不同的部门高效、安全地来共享相同的 信息资源。该研究引入了“中间代理”的概念，用复合客户驱动和服务器驱动 的异步应用模式代替传统的“客户驱动”同步应用模式。在各国的电子政务应 用开发中，信息的安全问题是用户和开发者尤为重视的问题，一些学者也提出 了许多信息认证和安全传输的方法。j a m e s 等人提出了面向w e b 应用的多层次安 全体系架构来加强的电子政务和电子商务应用系统的安全保证。在该安全体系 架构中，访问控制模型是系统安全的关键，该研究评价了包括任意访问控制模 型( d a c ) 、强制访问控制模型( m a c ) 、基于角色的访问控制模型( r b a c ) 和基 于任务的访问控制模型( t b a c ) 等安全策略的异同和适用情况。 我国的电子政务研究在世界范围内还处于初级到中级阶段，不同的地区差 6 上海交通大学博士后出站报告 异较大。自上世纪9 0 年代以来，我国一直致力于加速国家信息化基础结构建设。 努力建立全政务信息化基础设施和应用系统，先后实施了“金”字系列工程、 “电子口岸”以及投资建设中国金融认证中心等一系列工程。从1 9 9 9 年“政府 上网工程”启动，截止n 2 0 0 0 年底，我国大多数政府部门已经完成了“政府上 网”阶段。“首都之窗”、“中国上海”等城市的政府门户网站配合“数字城市” 的建设，为市民提供了一些在线政府服务。近年来我国的学者对适合我国国情 的电子政务做了大量的研究。同济大学的汪恒杰等人提出了电子政务中实现分 布式知识管理的系统理论模型：大连理工大学的于建立了电子政务中的角色 网络理论，并给出相应的形式化描述，并通过给出的模型建立出电子政务系统 的框架结构。中国科技大学的宋磊给出了适合我国电子政务的基于过程的访问 控制策略，改进了工作流模型中的过程分方法。张英朝等人提出了基于网格 技术的电子政务平台体系结构，介绍了该层次化电子政务平台体系的若干关 技术。 纵观上述众多学者对电子政务相关技术领域研究的状况和各国电子政务发 展的趋势，我们认为电子政务目前已经是各发达国家实现其社会信息化和政务 服务信息化的关所在。针对电子政务特殊需求的相关技术领域也成为众多学 者和研究者关注的热点，我们欣喜地看多 w e b 技术的赢，己使其成为电子政务 和电子商务应用的主流发展方向。放弃传统的c s 应用开发模式，而转向b s 应 用系统的开发可以大大提高系统的可扩展性、易维护性和异构系统的集成，这 也是实施电子政务的必然趋势。从研究文献来看，众多关于电子政务的研究还 主要停留在基于第一代i n t e r n e t 的w e b 技术基础上，主要用于相关政务信息的收 集和向公民和企业提供一站式的服务，而其政府内部各部门的应用集成还不能 无地连接，这也是响政务处理效率和业务流程透明化的瓶颈问题。另一方 面基于w e b 的电子政务对政务信息的安全性提出了更高的要求，任何敏政务信 息的泄漏都可能给社会带来严重的响，因此面向w e b 的安全体系架构也是 响 实施电子政务的瓶颈。新一代w e b 技术w e bs e r v i c e 的出现，为上述问题的有效 决提供了新的机遇，其更高级别安全体系的构架和对应用系统无、透明集 成的支持都为电子政务的实旋提供了技术基础。在美国n s f 的支持下，v i r g i n i a t e c h 和p u r d u e 大学的研究者们已经开始将w e bs e r v ic e 应用于数字政府的研究项 目，目前处于试验开发阶段。我国的政府体系更为复杂，在各级政府的电子政 务中应用w e bs e r v i c e 技术和统一的接口具有重要的实践意义。 我国的电子政务研究还处于较初级阶段，各级政府的电子政务还主要停留 在态网站建设方面，只有极少数的政府网站提供了互动的信息服务。我国学 者在电子政务领域的研究大多出自于管理科学有关电子政务在行政管理方面的 7 上海交通大学博士后出站报告 体系、框架等方面的研究，在具体的技术领域和安全体系架构方面还缺乏深入 的研究，这也正是目前我国电子政务真正实施所迫切需要的方面。因此本项目 的开展对于我国各级政府实施电子政务提出切实可行的技术体系，实现一站式 的在线互动服务具有重要的意义。 1 z 2 工作流技术 人类已经跨入了新的世纪。在新的世纪中，随着各种技术、特别是自动化 技术、计算机技术和互联网技术的迅猛发展，市场的少批量、多品种、个性化 趋势将越来越明显，所有企业都受到了空前的压力。为了求得生存，企业必 须具有在无法预测的持续、快速变化的竞争环境中生存、发展并扩大其竞争优 势的能力，即敏捷化竞争的能力。工作流技术最早起源于企业对业务过程的自 动化和柔性重组的要求，以过程为核心可以大大提高企业的运行效率，也可以 极大地强企业应对市场的敏捷反应能力。随着电子政务的兴起，社会对政府 的管理水平和服务能力都有了更高的要求。政府各职能部门之间的协同办公和 业务处理，以及政府对突发事件的快速反应都要求各职能部门能够在一个统一 的柔性电子政务平台下协同工作，政务流程能够随着社会需求的变化动态地重 组，更好地为社会服务。工作流技术正是体现这种柔性和动态电子政务的核心 技术，近年来也是计算机应用领域研究的热点。 工作流管理系统适应了企业为了提高效率而将以职能为基础的组织机构和 运行机制转变为以过程为中心的管理模式的需要，因而近几年来得到了研究者 和企业的普遍重视。从概念上讲，工作流就是业务过程的部分或全部计算机化 过程设计和定义 建造阶段 运行阶段 过程实例化和控制 交互 业务流程分析， 建模和定义工具 上 过程定义 过程改变 厂1 鬲画赢 _ ：墨 专争专午一 圄13 工作流系统特征 8 上海交通大学博士后出站报告 或自动化，它通过把应用系统中的过程逻辑提取和抽象出来，单独进行描述和 控制，以实现过程为中心的系统集成，从而可以通过不修改功能实现而只修改 过程模型来改变系统功能。 工作流这一概念如此成功，以致短短几年，数百种相关产品进入市场，所 有的分析家都相信，不久的将来这一市场将以显著速度增长。从事工作流管理 系统的研究项目也很多，并出现了制定工作流相关标准的专门化组织机构一工 作流管理联盟( w f m c ，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 是一个非赢利 组织，成立于1 9 9 3 年并从1 9 9 4 年开始至今公布了参考模型、相关接口标准、 概念术语等，工作流联盟还和其它组织合作，研究新兴技术在工作流中的应用， 如用) ( m l 表示工作流模型一x p d l 。 工作流管理联盟( w f m c ，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 ) 给工作流下 的定义是“工作流是一类能够完全或部分自动执行的业务过程，它根据一系列 过程规则、文档、信息和任务能够在不同的执行者之间进行传递与执行”，而给 工作流管理系统( w f m s ，w o r k f l o wm a n a g e m e n ts y s t e m ) 下的定义是“通过使用 工作流软件定义、生成和管理工作流执行的系统，运行一个或多个工作流引擎， 该引擎解析过程定义，与工作流执行者相交互，在需要的时候调用合适的应用 系统”。具体地说，w f m s 的任务是调度活动的执行。在调度中w f m s 决定下一个 执行步骤，将工具与每个活动联系起来( 工具可以是人或i t 资源) ，在活动间传 递信息，给用户指定活动，检查活动执行的及时性，监视整个过程，决定何时 成功地完成了过程。 工作流管理系统的系统特征如图1 3 所示，它包括模型建立及模型运行两 大部分。对工作流过程及其组成活动定义和建模；运行控制功能在运行环 境中管理工作流过程，对工作流过程中的活动进行调度；运行交互功能指 在工作流运行中，w f m s 与用户( 业务工作的参与者或控制者) 及外部应用程序交 互的功能。 工作流模型研究 w f m c 认识到给出一种通用的工作流定义模型能带来两方面的好处：( 1 ) 由 某种工作流建模工具产生的工作流定义可以在多种工作流运行系统中执行 ( e n a c t m e n t ) ：( 2 ) 通过输出一种通用的工作流定义到其它工作流系统可以使 工作流之间实现协作。但工作流管理联盟没有定义出工作流建模工具的参考模 型，而只是建立了工作流的元模型( m e t a m o d e l ) 。w f m c 希望可以重用许多过程 建模工具和过程建模方法来为工作流建模服务。但是事实上许多原来的过程建 9 上海交通大学博士后出站报告 模工具都不考虑到模型的可执行性，使得一些通用的建模工具无法直接用于建 立工作流模型，许多工作流管理系统都自己开发一套建模工具和方法建立运行 于自己系统的工作流模型，这使得工作流模型及其建模工具也很难共享。尽管 如此，许多过程建模方法还是被用来建立工作流模型或工作流抽象模型，包括 基于语言的方法和基于图论的方法。基于语言的方法是用s c r i p t 语言来描述工 作流任务及其过程，如f l o w m a r k 中定义的p d l ，第二类为基于图形的方法，其 中包括了如有向图、p e t r in e t 、活动状态图和e p c ( e v e n t d r i v e i lp r o c e s s c h a i n ) 等方法：这些模型和工具因为都针对性强，通用性差，很难被其它系 统所使用，相互之间也很难进行交换，因而未能很好地满足用户的客观需求。 对于企业的应用来说，企业的业务很多，企业过程很多，相互交错且共享企业 的资源，因此企业工作流模型是比简单的过程模型要复杂得多的模型，必须与 企业建模结合起来，除了建立活动的过程模型外还要建立其它模型，如组织模 型、产品模型、资源模型等。即使是对工作流中的活动模型也可能有过程视图 和非过程的视图，如项目管理视图。因此企业工作流模型和工作流建模方法仍 然值得研究。 工作流的适应性研究 为了使工作流技术更加适合企业应用，工作流管理系统的适应性成为目前 工作流技术研究的热点。工作流系统的适应性，也可以称为灵活性或敏捷性可 以体现在几个层次上，包括对工作流系统的业务运行环境或领域( d o m a i n ) 的 变化的适应、过程模式和活动( 或任务) 的结构变化或化、资源包括软件部 件、组织模型以及数据模型的变化、系统的可重构性。有不少研究者提出了一 些使工作流系统在某些方面实现适应性的方法，如在领域层使用基于知识的办 法来提高工作流管理系统的柔性、在工作流建模这一层次上采用归纳法来实现 工作流模式的化、a i 技术也被用来提高过程执行的适应性，许多研究提出了 对工作流执行出现异常处理的办法和错误恢复办法，目的是提高工作流执行时 的适应性；对组织建模是使工作流管理系统能很好地适应组织结构和资源的变 化的重要手段：还有采用强迫式和自由选择相结合的方式来实现灵活的任务分 配：h p 公司通过设计一个工作流资源管理系统来实现工作流资源的管理，该系 统利用一套类似于s q l 的资源查询语言r q l 来获取合适的资源。为了使工作流 系统在系统结构上实现可重构，包括在w f m c 在内的许多研究都从工作流管理系 统的体系结构入手，力求建立一种层次化、模块化的系统以提高系统的重构性。 目前有一些工作流管理系统产品在某些方面具有一定的适应性，如f u j i t s u 的t e a m w a r ed o l p h i n 和t e a m w a r ef l o w 都允许在执行时对流程进行改变，允 1 0 上海交通大学博士后出站报告 许对f 在开展的流程作连续的改善：i n c o n c e r t 的i n c o n c e r t2 0 0 0 允许对激活 的流程作改变：v e r v ew o r k f o w 支持模式修改，该产品区别于一般的过程规划 是，它的模型是一个实际的过程，一个可执行的规划，这个规划能够不加限制 地重造，因而对每个运行实例也是可以修改的；p i l e n e t 的v i s u a lw o r k f l o 通 过提供主动工作执行者来控制正在获取正在进行的任务； i b m sm q s e r i e s w o r k f o w ( 前身是f 1 0 w m a r k ) 仅限于把工作流中的一个活动从一个人的工作列表 中迁移到另一个人的工作列表中。 资源约束下的工作流调度的研究 为了增强企业竞争力，提高客户满意度，必须有效利用现有企业内或企业 间的资源，缩短工作流的执行周期，提高系统的执行效率。工作流由活动组成， 活动之间的迁移条件决定活动之间的关系，活动是工作流的调度单元。在有限 资源的约束下，工作流必须通过有效的调度机制，进行合理地任务协调和资源 协调，缩短工作流过程的执行周期。 最近工作流调度问题得到研究人员的广泛关注。p o z e w a u n i g 等提到了通过 扩展p e r t 在工作流管理中实现时间管理问题，它涉及到：计算活动的交货期限、 检垒时间约束、监视危机的发生( e s c a l a t i o n s ) 。但是p o z e w a u n i g 文中活动的 交货期是在工作流建立时刻静态计算的，针对这个不足p a n a g o s 等研究了动态 调整活动交货期与例外发生闽值的方法。s o n 等提出了一个在满足交货期限条件 下最大化工作流系统中实例的方法。他们首先提出了一个在工作流中寻找关键 路径的算法，然后研究得到了一个为关键活动计算最少服务器数量的方法，只 要满足该最少服务器数量，就可在一定的服务到达率情况下使过程的交货期得 到满足。通过将时间约束、活动执行周期、流周期( 流表示活动到活动之间控 制与数据流传递的时间) 以及根据时间轴来进行活动分配等因素集成到传统工 作流管理中而提出了一个时分工作流的概念。这种扩展使他们提出的方法能作 为一个规划工具来缩短全球工作流应用的执行周期。 工作流管理系统的不足 工作流管理的一个主要用意在于分隔过程逻辑和活动逻辑，过程逻辑体现 了组织的目标、功能和策略等，活动逻辑存在于人或完成任务的软件中，类似 于数据库管理与应用软件的分隔。过程逻辑和活动逻辑分隔使得它们可以相互 独立地进行修改，活动逻辑可重用于不同的过程逻辑，因而提高了软件重用和 与异构软件的集成。工作流管理的目的在于使人和应用软件适时地进行相应的 任务。工作流通过在概念层次对业务的处理过程进行描述，使得更容易理解， 上海交通大学博士后出站报告 评估和重新设计业务过程。 现有的工作流技术的研究关注主要是如何提高单一过程的柔性，但是为适 应动态业务环境的要求，需要具有动态协调多个过程来完成业务目标的能力。 同时，目前绝大多数工作流管理系统由于一些内在的原因，也无法适应项目工 作方式下的动态业务环境的需求：1 ) 现有的工作流系统主要是使用精确定义 的工作流模型，并由工作流引擎实例化以及解释执行，任务的分解在建模时就 已经非常明确，这会大大限制了系统的动态适用性：2 ) 忽略对整个项目