一種基于工作流技術的電子政務支撐系統框架研究

摘 要：為解決電子政務系統的多版本、異構、分布、松散耦合等問題，提出了一種基于工作流技術的電子政務支撐系統框架。針對框架的核心——工作流管理系統，建立了支持多過程定義方法的工作流管理系統模型。該框架已實際應用于科技獎勵網絡評審平臺，解決了多版本的異構數據處理及系統集成問題，取得了良好的效果。最后，介紹了在電子政務支撐系統框架下基于XML Web Services技術的工作流管理系統的設計與實現過程。

關鍵詞：電子政務；工作流；框架；XML Web Services

0 引言

政務是指政府部門的管理和服務活動，而電子政務是借助電子信息技術而進行的政務活動。一般來講，電子政務系統應包括三個組成部分：一是政府部門內部的電子化和網絡化辦公；二是政府部門之間通過計算機網絡進行的信息共享和實時通信；三是政府部門通過網絡與民眾之間進行的雙向信息交流。具體來講，目前各級政府部門所廣泛使用的辦公自動化系統，屬于電子政務第一部分的范疇。

力公自動化系統在各級政府部門的普及，在一定程度上促進了電子政務的發展。但同時也越來越多地表現出多版本、異構、分布、松散耦合的特點。正是這些版本各異的計算機應用系統的存在，使得政府部門難以協調工作，成為制約政務工作效率的瓶頸。

針對這些問題，如文獻[1]提出了一種一站式服務框架的解決方案，該方案能夠從理論上將電子政務服務集成一體，但其需要統一的電子政務應用系統標準與規范，這點制約著該方案的推廣實施；文獻[2，3]將工作流技術與Web服務技術引入電子政務應用系統領域中，解決了某些部門的辦公自動化問題。本文在參考國內外同行關于電子政務和工作流技術的研究成果的基礎上，提出了一種基于工作流技術的電子政務支撐系統(EGSS，E-Government Support System)框架，建立了一種支持多過程定義方法的工作流管理系統模型，并在文章最后介紹了基于XMLWeb Services技術的工作流管理系統的設計與實現。

1 基于工作流技術的EGSS框架

依據電子政務的特點，本文提出工作流支撐下的EGSS由工作流管理系統、對外宣傳平臺、與其他機構接口、系統管理平臺和各部門力公自動化系統幾大部分組成，具體框架如圖1所示。

工作流管理系統是底層操作核心，相當于一個業務級別的操作系統，負責工作流的管理，向周邊的四個模塊提供服務；對外宣傳平臺負責政府部門通過網絡與民眾之間進行雙向信息交流；對其他機構的系統接口負責實現政府部門之間通過計算機網絡而進行的信息共享和實時通信；系統管理平臺主要負責對工作流管理系統的運行狀態進行監控與管理；各部門辦公自動化系統負責各政府部門內部的電子化和網絡化辦公。

2 EGSS框架下的工作流管理系統模型——支持多過程定義方法的模型

EGSS系統框架中，工作流管理系統是核心，工作流管理系統的設計與實現，直接影響著ESSG系統的性能。工作流的管理系統是運行在一個或多個工作流引擎上用于定義、實現和管理工作流運行的一套軟件系統，它與工作流執行者(應用程序)進行交互，推進工作流實例的執行，并監控工作流的運行狀態。

關于工作流管理系統的模型，WfMC給出了一個參考模型。但電子政務受政策影響較大，WfMC給出的參考模型無法適應EGSS系統。為此，本文提出了一種基于多過程定義的工作流管理系統模型，如圖2所示。可支持多種過程建模方法，從而使系統具有良好的可成長性與代謝性。EGSS工作流管理系統模型各個主要組成部分的作用描述如下：

(1)過程建模：業務流程的形式化描述，包括流程的起始和終止條件、組成過程的活動、活動之間的關系、活動調度規則、活動的參與者、與流程相關的應用程序以及其他流程流轉時需要用到的相關數據。

(2)任務描述：工作任務的形式化描述，主要負責向工作流管理系統提交所需要完成的任務和其調用的工作流實例。

(3)任務解析：對任務描述進行解析，得到對應的工作流實例和任務描述。

(4)工作流引擎管理：由解析后的任務描述和過程建模模型，調用相對應的工作流引擎。

(5)工作流引擎：是一個為工作流實例提供運行執行環境的軟件服務。主要功能是：負責對過程定義進行解釋；控制過程實例的生成、激活、掛起、終止等；控制過程活動間的轉換(依據工作流相關數據)；維護工作流相關數據；為監控各個活動的運行情況提供查詢數據；

(6)數據格式轉換：將不同的工作流引擎所調用的數據格式，通過XML技術轉換為統一的數據格式。

(7)工作流狀態數據：用來控制流程流轉的數據如活動實例當前狀態、活動參與者、角色等；

(8)工作流應用數據：在活動實例被處理時產生的與具體應用相關的業務數據；

(9)權限控制數據：根據工作流的參與者和過程模型，來獲取工作流參與者的權限。

與參考模型相比，EGSS下的工作流管理系統模型提供了對多種過程建模方法的支持。這種支持從實現角度可以分析為數據支持和調度方法的支持。數據支持即為圖2中所描述的“數據格式轉換”模塊，該模塊通過XML技術可以方便地實現。

為實現對調度方法的支持，做如下定義。

定義：關系R(A->B)為A到B的映射。其中集合A={a|a為過程定義方法的描述}；集合B={b|b為工作流引擎的描述}。

關系R即為調度方法的實現：“工作流引擎管理”模塊通過關系R而得知如何從多個工作流引擎中調用正確的工作流引擎。

3 應用實例

在此，以科技獎勵網絡評審平臺為實例，介紹EGSS系統框架下的電子政務系統的實現。其具體實現步驟如下。

(1)對多個單位的獎勵網絡評審業務進行分析調查，并收集當前已經投入運行的系統信息。

(2)綜合獎勵網絡評審業務的流程特性，定制基于EGSS系統框架的統一數據模型。

(3)分析原有系統的數據格式，定制原有系統的數據與步驟2制訂的數據模型之間的轉換約定。

(4)分析獎勵評審業務，建立評審業務流程過程模型。

(5)設計并實現工作流管理系統。

(6)規范工作流管理系統對外接口，提供對外接口文檔。

上述步驟中，最核心的工作是工作流管理系統的設計與實現，其核心類設計如圖3所示。應用程序類提出任務描述，經解析后將解析結果提交工作流管理類，工作流管理類獲取其需要調用的引擎以及對當前工作流狀態進行分析后調用工作流類，來實現具體的流程操作。工作流類在執行的過程中需要填寫工作流日志并允許用戶對工作流狀態進行監控，工作流日志類與內部監控類實現了這些功能。

有關工作流管理系統放入具體實現，可采用.NET框架中的XML Web Services技術來向各應用級程序提供服務。其具體過程為：

(1)使用.net平臺開發Web Services應用；

(2)為該服務創建服務描述文件WSDL；

(3)在應用服務器中布置Web Services；

(4)將Web Services發布到本地注冊中心UDDI。

應用程序可通過檢索WSDL文件生成一個客戶代理對象，實現對工作流管理系統所提供服務的調用。

4 結束語

基于工作流技術的電子政務支撐系統框架，是針對當前存在的各類電子政務系統的合理化改造，解決了現有系統的多版本、異構、分布等歷史積累問題。但是電子政務支撐系統不是一個或者幾個業務的政務電子化，而是一整套業務支撐解決方案，是在保證現有電子政務系統的運行的前提下開展的，故它的建設和改造需要經歷一個相對較長的時間。EGSS系統框架已實際應用于科技獎勵網絡評審平臺，解決了該平臺多版本的異構數據處理及系統集成問題，使其在多個獎勵管理部門得到推廣應用，取得了良好的效果。但在實施過程中，該平臺雖然能夠有效地將版本各異、分布、松散耦合的系統集成起來，但同時也暴露出因對多過程建模方法支持帶來的數據轉換較為復雜的缺點。因此，深入研究和規范針對EGSS框架的統一數據參考模型將是本課題今后研究的重