应用工作流引擎的用电信息采集系统设计与实现

罗 天，赵丹阳，郑静雯

（1.重庆大学，重庆 400044；2.山东大学，济南 250100）

用电信息采集系统现有业务繁多，且随着用户的需求不断变化，需要科学的手段对系统各项业务进行管理，提高系统的工作效率和服务质量[1—2]。

用电信息采集系统面向供电公司的工作人员，其业务不仅包括了标准化的数据采集业务、费控业务、线损分析业务、终端新装业务、终端更换业务、终端拆除业务、有序用电业务等，还包括计量设备巡检业务、线损监测分析业务、反窃电业务、智能互动服务业务等拓展业务。目前系统存在的重要问题之一是其业务流程被固化在程序里，当业务逻辑发生变化时，需要通过修改程序来适应其变化，造成了较大的开发量和维护量。基于工作流引擎的设计可以解决上述问题，达到系统的优化，通过适当调整或重新定义工作流程来适应实际业务逻辑的变化，大大降低开发成本和维护成本。

本文根据用电信息采集系统的业务特点，基于工作流引擎对系统进行设计与实现，将用电信息采集业务过程实例化，对工作流实例进行监控和管理，实现系统业务流程的柔性管理，提高业务的处理效率，达到用户满意的服务质量。

1 工作流引擎的相关研究与分析

工作流技术的标准化组织工作流管理联盟（Workflow Management Coalition，WfMC）给出了工作流的定义[3—4]：“工作流是一类能够完全或部分自动执行的经营过程，它根据一系列过程规则、文档、信息或任务，能够在不同执行者之间进行传递与执行。”工作流管理联盟发布的工作流参考模型[5]如图1所示。

图1 工作流参考模型

由图1可以看出，最关键的部件是工作流引擎[6]，它完成工作流实例的创建、执行和管理，并与其它引擎及外部应用程序进行交互，为工作流的运行提供一个支撑环境[7—8]。工作流引擎的主要功能包括[9]：①对过程定义进行解释；②控制过程实例的生成、激活、挂起、终止等；③控制过程活动间的转换；④支持用户操作的界面；⑤维护工作流控制数据和工作流相关数据，在应用或用户间传递工作流相关数据；⑥提供用于激活外部应用并提供工作流相关数据的界面；⑦提供控制、管理和监督的功能。

工作流引擎的管理控制原理是通过对工作量进行定义和管理，并按照预先定义好的工作流逻辑执行工作流实例，并对整个工作流过程进行监控。工作流管理系统不是业务系统而是为业务系统的运行提供了一个软件的支撑环境，它通过计算机表示的工作流逻辑来驱动软件有序地运行。

2 基于工作流引擎的用电信息采集系统设计

2.1 基于工作流引擎的系统体系结构设计

图2是基于工作流引擎的用电信息采集系统体系结构图。

图2 用电信息采集系统体系结构

表示层：主要是面向用电信息采集系统工作人员提供完成业务操作的管理类程序和应用类程序。

业务逻辑层：负责整个用电信息采集系统业务流程的描述和执行，又分为业务逻辑配置层和业务逻辑执行层，其中业务逻辑配置层主要包括流程监控工具和流程定义工具，负责配置和监控流程；业务逻辑执行层负责解释业务流程，并调用业务组件及相关数据来执行定义的工作流程，并提供相应的监控接口。

数据层：负责提供对用电信息采集系统的数据支持接口，其中组织/关系数据被工作流引擎引用和维护，业务应用数据供用电信息采集业务组件调用。

2.2 工作流引擎设计

通过分析，本文研究的用电信息采集系统的工作流引擎主要包括图3所示的功能模块。

图3 工作流引擎功能模块

2.2.1 流程管理

对工作流过程实例进行创建、启动、挂起、恢复和停止以及活动实例的创建、执行和完成。

（1）流程定义

定义用电信息采集系统的工作流实例，并将信息保存到数据库，供后续部署使用。

（2）流程定义管理

对业务流程进行新增、修改、删除、部署、维护检验规则、查看流程图，并将定义好的流程部署到工作流引擎中。

（3）角色用户管理

工作流引擎内部支持对用户、角色管理，解决角色用户权限共享问题。

（4）监听器管理

维护监听器的名称、类型、服务类型、事件、内容等信息。

（5）检验规则管理

实现对业务流程任务节点检验规则的管理。

2.2.2 申请书管理

用于确定该业务流程的操作对象，并记录流程的申请信息，对于录入完成的申请书信息可以生成工作单（创建流程实例）。

2.2.3 我的任务

用于查看当前操作人员有权限处理的工单，并对工单进行签收、撤销签收、工单处理、调整步骤、调整人员、工单作废、查看流程进度、查看工单详细信息的操作。在工单处理过程中，需要对工单的处理情况及关键信息进行记录，在工单处理完成后发送到下一环节，发送前需要对本环节的处理情况进行检验。

2.2.4 工单查询

根据流程类别、流程类型及查询日期区间等条件查询当前操作员权限下各种工单状态（包括执行中、已完成、已作废）的工作单，并能够查看工作单的详细操作情况。

2.2.5 流程对外服务

通过对外提供的Webservice服务，支持其它系统调用接口发起相应的流程，并进行工单的顺序处理。

3 系统的实现及分析

系统开发采用Browser/Server模式，开发语言选择Java，数据库管理系统采用Oracle，开发环境使用Eclipse。

3.1 基于工作流引擎的用电信息采集系统实现

3.1.1 流程定义

对用电信息采集系统的数据采集、费控、线损分析、终端新装、终端更换、终端拆除、有序用电、线损监测分析、智能互动服务等进行定义，以终端更换业务为例，定义其业务流程如图4所示。

图4 终端更换业务流程图

3.1.2 流程定义管理

用电信息采集系统的业务流程定义完成后，可在流程管理中通过流程编号、流程类别、流程类型等查询业务流程的相关信息。如：图5所示可以查看“转变终端新装”、“集中器新装”、“集中器更换”等业务流程的编号、名称、类别、类型、状态、执行方式、描述、备注等信息，并可对业务流程进行新增、修改、删除、部署、规则校验等操作。

3.1.3 申请书管理

图5 流程定义管理

用于确定该业务流程的操作对象，并记录流程的申请信息，对于录入完成的申请书信息可以生成工作单（创建流程实例）。

在“申请书管理”的录入申请书页面中，可以根据自己的任务进行选择，如：选择“低压集中器更换”一项录入申请书的信息，并生成图6所示工作单。

图6 录入申请书

3.1.4 完成任务

在“我的任务”界面对刚生成的工作单进行“签收”，当任务处理后则会进入“集中器更换”流程，如图7所示。

图7 “我的任务”

接下来可以按照图4所示的定义好的“终端更换业务流程”依次填写终端领用信息、填写终端更换信息、维护终端属性信息、导入相关表计信息、维护下发参数、维护现场工况配置相关参数，对业务流程进行归档操作，如果验证无异常信息，则结束整个工作流，如图8所示。

3.2 工作流引擎管理下系统的优势

（1）提高用电信息采集系统业务办理效率。基于工作流引擎设计实现系统可以将结构化流程通过系统进行设定并自动流转，避免在等待中浪费时间，有效提升了业务办理的速度和效率。

（2）全面掌握各种工作的执行情况。基于工作流引擎可以对整个工作流过程进行监控、管理，了解和分析任务的状态，从而全面掌握系统的运行情况。

图8 归档

（3）实现用电信息采集系统业务流程柔性管理。传统的用电信息采集系统的业务流程和组织结构发生改变时，需要重新设计系统并进行大规模修改。而基于工作流引擎设计开发的用电信息采集系统可以通过适当调整或重新定义工作流程就能够适应实际业务逻辑的变化，系统可以在较短时间内维护并投入使用，大大降低了开发和维护成本。

4 结束语

本文研究分析了工作流技术及工作流引擎管理机制，并基于工作流技术对用电信息采集系统的体系结构、工作流引擎的流程管理、申请书管理、我的任务、工单查询等模块等进行了设计，并以重庆市用电信息采集系统为例，对基于工作流引擎的系统进行了实现。实例证明，基于工作流引擎的用电信息采集系统在实际业务逻辑发生变化时，可以只通过适当调整或重新定义工作流程来适应其变化，而无需修改程序，系统的开发成本和维护成本大大降低。

[1]胡江溢，祝恩国，杜新纲，等.用电信息采集系统应用现状及发展趋势[J].电力系统自动化，2014（2）：131-135.

[2]宇文肖娣.电力用户用电信息采集系统的研究与应用[D].北京：华北电力大学，2011.

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[4]SherryX.Sun,J.LeonZhao.Formalworkflowdesignanalytics usingdataflowmodeling[J].DecisionSupportSystems,2013,55（1）：270-283.

[5]张凝.基于工作流引擎的电子政务系统的设计与实现[D].上海：上海交通大学，2013.

[6]蔡孝武，韩永国，蓝科.一种轻量级工作流引擎的研究与设计[J].计算机工程，2010（20）：78-79，82.

[7]黄瑜岳.基于Petri网的工作流合法性验证综述[J].计算机应用研究，2013，30（1）：26-29.

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