基于工作流的水運應急信息管理平臺設計 

摘要：水上交通事故因其爆發的突然性和破壞性往往給水上生命財產安全造成巨大危害，同時也對水上環境帶來嚴重后果。對應急預案處置突發水運交通事故應急響應進行研究，建立完善且有效的水上交通事故應急信息管理平臺，避免由于響應不規范而造成救援混亂，提高水運交通事故救援時效和救援效率。

關鍵詞：水運安全；管理信息系統；工作流；平臺設計

DOIDOI：10.11907/rjdk.161216

中圖分類號：TP319

文獻標識碼：A文章編號文章編號：16727800（2016）009009103

基金項目基金項目：湖北省交通運輸廳重點項目（2014-721-4-3）

作者簡介作者簡介：朱清波（1982-），男，湖北武漢人，碩士，湖北工業大學機械工程學院實驗師，研究方向為軟件設計、系統架構。

0引言

漢江生態經濟帶在我國占有特別重要的地位。近年來，隨著沿江地區經濟社會的持續穩定發展，漢江水上運輸（包括航運及沿江港口）得到了前所未有的快速發展。國家已確立“中部地區崛起”戰略并開始實施“大力發展內河水運，加快長江黃金水道建設”戰略。在此契機下，今后較長時期內，漢江水上運輸將迎來十分難得的發展機遇。但與此同時，漢江水上運輸的安全形勢不容樂觀，長期以來一直是全國水上交通安全管理工作的重點區域。其中一個重要原因是危害氣象環境下的船舶航行安全一直威脅著水上運輸安全，特別是全省出現大范圍持續霧霾天氣。本文對于增強安全監管能力和事故應急處置能力，促進漢江生態經濟帶的健康發展與航道安全的研究，是非常必要和緊迫的[1]。

目前，在國家突發公共事件總體應急預案和國家突發環境事件應急預案框架的指導下，交通部和國家環保總局分別制定了水上及環境保護應急預案，交通部所屬各海事局分別制定了海上及內河交通事故應急預案，為水上災害事件的應急處置提供了指導性文件。然而，應急處置及預案執行涉及諸多經營實體和管理部門、分布式的應急資源和設備、不同領域的應急處置技術、方方面面的專家隊伍、社會化的后勤團隊等。一個快速反應的應急決策指揮與運行系統，必須針對特定的災害事件快速進行災害事件的演化分析，確定應急反應的處置區域和應急控制技術，形成集成人、組織、技術和設備的應急工作流程。

1系統總體設計

水運災害事件應急處理是關系到乘客人生安全、水域安全通行、水資源環境安全、沿岸生活和工業用水、旅游和農業生產安全的頭等大事，必須建立快速反應的應急決策指揮與運行系統，使災害事件對國家和人民生命財產造成的損失降低到最小。快速反應的應急決策指揮與運行系統包括3個子系統：基于預案的應急流程管理系統、基于災害事件的快速業務工作流生成系統、應急指揮與運行系統，如圖1所示。

1.1基于預案的應急流程管理系統

基于預案的應急流程管理系統屬于信息科學領域工作流管理的研究范疇，其目的是以應急預案體系為藍本，以本文提出的基礎管理系統、風險源捕獲、跟蹤、預測預警和仿真技術平臺、水運災害應急處置技術平臺等為技術基礎，應用工作流管理技術，開發可定制化的、具有普遍意義的應急工作業務流程系統。

該系統能夠有效地描述應急工作流程中人、組織、技術和設備的作用和集成關系，實現人和組織部門的緊密配合與協調工作、應急資源和設備的優化部署、技術系統的緊密集成，以及不同階段和不同工作小組之間的信息暢通。應用工作流技術進行應急指揮與運作管理，能清晰地界定應急處置的不同階段以及支持不同階段的技術服務系統，刻畫了不同的人、組織機構和資源設備在這些系統中的角色和責任。工作流系統以計算機軟件的形式出現，實現了應急業務流程的自動化、智能化和協同化。各系統既獨立又協作，方便實現動態配置。

該系統的主要職能是基于預案體系、應用工作流技術構建應急技術與決策指揮系統的工作流程。通過抽象提升預案體系（多個預案），分類預案所涉及的資源、定義預案任務單元、定義各種處置條件、組織各種技術系統、定義預案過程結構和路由，最終形成應急技術與決策指揮系統的工作流系統[2]。

1.2基于災害事件的快速業務工作流生成系統

快速業務工作流生成系統涉及應急工作流管理系統實例化和快速啟動兩個方面的內容。基于預案的應急工作流管理系統實例化包括以下工作：根據事故信息觸發應急處置條件、選擇應急業務流程路由、分配各種資源、啟動各種組織機構、啟動各種任務單元、啟動各種技術系統，形成具體的應急流程。快速業務工作流生成要研究應急處置的快速啟動、應急組織機構的快速組織、應急設備的快速配備、應急技術的快速集成等。

2工作流引擎類設計

根據水運應急處置的工作流程分析，工作流引擎用例如圖3所示，系統的使用者主要包括普通用戶和系統管理員兩類實例，這兩類用戶可以使用自己權限范圍內的功能。例如，工作流客戶可以使用流程數據查詢、任務列表、流程執行等功能，而工作流管理員則可以使用除此之外的流程實例監控和用戶角色管理等。

一個流程申請用例如圖4所示。請求者首先請求創建相應的工作流，工作流引擎流程按照已經設定好的業務流程實例化步驟并設置每一步的經辦人及經辦信息，最后形成一個完整的業務流程定義。流程創建的時序圖如圖5所示。申請者首先向工作流引擎系統提出創建的申請，引擎對申請者的身份信息進行相關的鑒證后允許其創建活動。首先創建工作流的實例，然后依據業務邏輯實例化每一個步驟并指定經辦人，然后設置引擎的流轉條件和流程走向，最后確定無誤后可以保存，這樣該流程就可以在控制中進行顯示。流程在創建過程中，允許多次修改。圖6為工作流執行時序圖，當工作流實例開始流轉后，當前步驟處理完成后，工作流引擎將會按照引擎在創建之初定義好的流向自動計算下一步，同時，工作流引擎還會按照之前定義好的規則和條件判斷是否滿足要求。在該過程中，下一步的流程步驟有可能是中間步驟，也有可能是結束點。如果是后者，則流程執行完畢，自動回到任務完成列表，否則將流程轉到下一步的流程經辦人節點上，并在該經辦人的任務列表中展現出來。

3工作流引擎執行過程

工作流引擎作為工作流管理系統的核心部分，主要提供了對于工作流定義的解析以及流程流轉的支持。工作流定義文件描述了業務的交互邏輯，工作流引擎通過解析此工作流定義文件按照業務的交互邏輯進行業務的流轉，工作流引擎通常通過參考某種模型來進行設計，通過調度算法來進行流程的流轉（流程的啟動、終止、掛起、恢復等），通過各種環節調度算法（SPLIT、AND、OR等）來實現對于環節的流轉（環節的合并、分叉、選擇、條件性的選擇等）。

3.1工作流程過程解析

工作流程過程解析由模型決定。工作流過程模型由業務人員按照其業務邏輯進行編排，然后由引擎對其業務邏輯進行解析，以維持整個工作流在其生命周期中的信息完整性，例如權限的設定、業務表的綁定、節點執行條件等[3]。首先工作流引擎對請求者的權限進行鑒權，對其分配相關業務權限的請求者創建對應的工作流，申請者就可以執行活動；然后從過程定義表中取得能運行狀態的一條記錄并存儲至實例表中，這條記錄貫穿整個工作流的生命周期；再檢查條件是否滿足，如果是，則將相關條件傳遞給對應的應用程序，并執行該應用程序，當執行完畢后，對運行結果進行判斷。如果滿足條件，則該過程結束，如果不滿足，則繼續該應用程序，將流程轉到下一個節點，如果流程轉移不滿足條件，則可以判斷該流程非正常結束。

3.2節點活動執行解析

活動節點是活動的最小原子單元，若干個活動節點可以組成一個完成的工作流。從生命周期角度來看，活動節點包含4個階段，分別是進入階段、保存階段、發送階段和退出階段。在這幾個階段中，需要設置相應的條件和表單觸發信息等。在初始階段，工作流引擎初始化所有的活動節點、表單、觸發條件，并逐步引導工作流的活動節點進入退出階段。在此過程匯總，使用人員只需執工行作流引擎所指定的流程運行時需要執行的任務[4]。

3.3流程轉移條件解析

在運行過程中，工作流引擎通過完成各活動來調整自身狀態，當所有活動節點完成后，流程就會正常退出。從第一個流程開始執行，前一個活動節點到后一個活動節點的流程轉移都是通過設定的相關條件進行判斷。如果不滿足轉移的條件，就無法向后一個節點轉移，同時管理員可以手動對工作流進行掛起、終止和激活等操作。

3.4事務處理解析

工作單元都是由若干步驟組成，這些工作單元稱為事務。工作流引擎的本質上就是一個事務處理引擎，其保障了在意外情況下工作流是唯一的。并且，各步驟之間的操作需要對數據庫進行讀寫，在意外發生時，由數據庫的安全事務處理機制，將異常操作回滾，以保障數據安全。

4結語

本文主要對水運應急工作流系統進行了研究，重點分析了系統需求，對其核心工作流引擎進行了詳細設計，并闡述了工作流引擎的執行過程。該平臺主要用于水運事故的應急處置，可以根據不同等級的應急響應事故，方便應急管理人員及時作出應急策略，啟動不同的應急流程；能夠在事故發生之前根據事故類型靈活配置應急流程及資源，事故發生后迅速下發應急任務，及時調配應急資源。系統采用B/S結構，在應急處置上使用了工作流引擎，有效提高了系統的可用性與靈活性。并且，基于工作流技術的應急信息管理平臺具有較強的可擴展性和推廣價值。

參考文獻：

[1]李允.應急預案工作流參考模型及其協同研究[D].天津：天津大學，2007.

[2]袁其帥.基于ASP.NET的OA工作流技術研究及實現[D].南京：南京理工大學，2010.

[3]齊進.基于Microsoft.Net框架的工作流管理系統[D].長春：吉林大學，2004.

[4]李沐.基于工作流的辦公自動化系統的設計與實現[D].長春：吉林大學，2015.

責任編輯（責任編輯：孫娟）