基于工作流的水运应急信息管理平台设计 

摘要：水上交通事故因其爆发的突然性和破坏性往往给水上生命财产安全造成巨大危害，同时也对水上环境带来严重后果。对应急预案处置突发水运交通事故应急响应进行研究，建立完善且有效的水上交通事故应急信息管理平台，避免由于响应不规范而造成救援混乱，提高水运交通事故救援时效和救援效率。

关键词：水运安全；管理信息系统；工作流；平台设计

DOIDOI：10.11907/rjdk.161216

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号文章编号：16727800（2016）009009103

基金项目基金项目：湖北省交通运输厅重点项目（2014-721-4-3）

作者简介作者简介：朱清波（1982-），男，湖北武汉人，硕士，湖北工业大学机械工程学院实验师，研究方向为软件设计、系统架构。

0引言

汉江生态经济带在我国占有特别重要的地位。近年来，随着沿江地区经济社会的持续稳定发展，汉江水上运输（包括航运及沿江港口）得到了前所未有的快速发展。国家已确立“中部地区崛起”战略并开始实施“大力发展内河水运，加快长江黄金水道建设”战略。在此契机下，今后较长时期内，汉江水上运输将迎来十分难得的发展机遇。但与此同时，汉江水上运输的安全形势不容乐观，长期以来一直是全国水上交通安全管理工作的重点区域。其中一个重要原因是危害气象环境下的船舶航行安全一直威胁着水上运输安全，特别是全省出现大范围持续雾霾天气。本文对于增强安全监管能力和事故应急处置能力，促进汉江生态经济带的健康发展与航道安全的研究，是非常必要和紧迫的[1]。

目前，在国家突发公共事件总体应急预案和国家突发环境事件应急预案框架的指导下，交通部和国家环保总局分别制定了水上及环境保护应急预案，交通部所属各海事局分别制定了海上及内河交通事故应急预案，为水上灾害事件的应急处置提供了指导性文件。然而，应急处置及预案执行涉及诸多经营实体和管理部门、分布式的应急资源和设备、不同领域的应急处置技术、方方面面的专家队伍、社会化的后勤团队等。一个快速反应的应急决策指挥与运行系统，必须针对特定的灾害事件快速进行灾害事件的演化分析，确定应急反应的处置区域和应急控制技术，形成集成人、组织、技术和设备的应急工作流程。

1系统总体设计

水运灾害事件应急处理是关系到乘客人生安全、水域安全通行、水资源环境安全、沿岸生活和工业用水、旅游和农业生产安全的头等大事，必须建立快速反应的应急决策指挥与运行系统，使灾害事件对国家和人民生命财产造成的损失降低到最小。快速反应的应急决策指挥与运行系统包括3个子系统：基于预案的应急流程管理系统、基于灾害事件的快速业务工作流生成系统、应急指挥与运行系统，如图1所示。

1.1基于预案的应急流程管理系统

基于预案的应急流程管理系统属于信息科学领域工作流管理的研究范畴，其目的是以应急预案体系为蓝本，以本文提出的基础管理系统、风险源捕获、跟踪、预测预警和仿真技术平台、水运灾害应急处置技术平台等为技术基础，应用工作流管理技术，开发可定制化的、具有普遍意义的应急工作业务流程系统。

该系统能够有效地描述应急工作流程中人、组织、技术和设备的作用和集成关系，实现人和组织部门的紧密配合与协调工作、应急资源和设备的优化部署、技术系统的紧密集成，以及不同阶段和不同工作小组之间的信息畅通。应用工作流技术进行应急指挥与运作管理，能清晰地界定应急处置的不同阶段以及支持不同阶段的技术服务系统，刻画了不同的人、组织机构和资源设备在这些系统中的角色和责任。工作流系统以计算机软件的形式出现，实现了应急业务流程的自动化、智能化和协同化。各系统既独立又协作，方便实现动态配置。

该系统的主要职能是基于预案体系、应用工作流技术构建应急技术与决策指挥系统的工作流程。通过抽象提升预案体系（多个预案），分类预案所涉及的资源、定义预案任务单元、定义各种处置条件、组织各种技术系统、定义预案过程结构和路由，最终形成应急技术与决策指挥系统的工作流系统[2]。

1.2基于灾害事件的快速业务工作流生成系统

快速业务工作流生成系统涉及应急工作流管理系统实例化和快速启动两个方面的内容。基于预案的应急工作流管理系统实例化包括以下工作：根据事故信息触发应急处置条件、选择应急业务流程路由、分配各种资源、启动各种组织机构、启动各种任务单元、启动各种技术系统，形成具体的应急流程。快速业务工作流生成要研究应急处置的快速启动、应急组织机构的快速组织、应急设备的快速配备、应急技术的快速集成等。

2工作流引擎类设计

根据水运应急处置的工作流程分析，工作流引擎用例如图3所示，系统的使用者主要包括普通用户和系统管理员两类实例，这两类用户可以使用自己权限范围内的功能。例如，工作流客户可以使用流程数据查询、任务列表、流程执行等功能，而工作流管理员则可以使用除此之外的流程实例监控和用户角色管理等。

一个流程申请用例如图4所示。请求者首先请求创建相应的工作流，工作流引擎流程按照已经设定好的业务流程实例化步骤并设置每一步的经办人及经办信息，最后形成一个完整的业务流程定义。流程创建的时序图如图5所示。申请者首先向工作流引擎系统提出创建的申请，引擎对申请者的身份信息进行相关的鉴证后允许其创建活动。首先创建工作流的实例，然后依据业务逻辑实例化每一个步骤并指定经办人，然后设置引擎的流转条件和流程走向，最后确定无误后可以保存，这样该流程就可以在控制中进行显示。流程在创建过程中，允许多次修改。图6为工作流执行时序图，当工作流实例开始流转后，当前步骤处理完成后，工作流引擎将会按照引擎在创建之初定义好的流向自动计算下一步，同时，工作流引擎还会按照之前定义好的规则和条件判断是否满足要求。在该过程中，下一步的流程步骤有可能是中间步骤，也有可能是结束点。如果是后者，则流程执行完毕，自动回到任务完成列表，否则将流程转到下一步的流程经办人节点上，并在该经办人的任务列表中展现出来。

3工作流引擎执行过程

工作流引擎作为工作流管理系统的核心部分，主要提供了对于工作流定义的解析以及流程流转的支持。工作流定义文件描述了业务的交互逻辑，工作流引擎通过解析此工作流定义文件按照业务的交互逻辑进行业务的流转，工作流引擎通常通过参考某种模型来进行设计，通过调度算法来进行流程的流转（流程的启动、终止、挂起、恢复等），通过各种环节调度算法（SPLIT、AND、OR等）来实现对于环节的流转（环节的合并、分叉、选择、条件性的选择等）。

3.1工作流程过程解析

工作流程过程解析由模型决定。工作流过程模型由业务人员按照其业务逻辑进行编排，然后由引擎对其业务逻辑进行解析，以维持整个工作流在其生命周期中的信息完整性，例如权限的设定、业务表的绑定、节点执行条件等[3]。首先工作流引擎对请求者的权限进行鉴权，对其分配相关业务权限的请求者创建对应的工作流，申请者就可以执行活动；然后从过程定义表中取得能运行状态的一条记录并存储至实例表中，这条记录贯穿整个工作流的生命周期；再检查条件是否满足，如果是，则将相关条件传递给对应的应用程序，并执行该应用程序，当执行完毕后，对运行结果进行判断。如果满足条件，则该过程结束，如果不满足，则继续该应用程序，将流程转到下一个节点，如果流程转移不满足条件，则可以判断该流程非正常结束。

3.2节点活动执行解析

活动节点是活动的最小原子单元，若干个活动节点可以组成一个完成的工作流。从生命周期角度来看，活动节点包含4个阶段，分别是进入阶段、保存阶段、发送阶段和退出阶段。在这几个阶段中，需要设置相应的条件和表单触发信息等。在初始阶段，工作流引擎初始化所有的活动节点、表单、触发条件，并逐步引导工作流的活动节点进入退出阶段。在此过程汇总，使用人员只需执工行作流引擎所指定的流程运行时需要执行的任务[4]。

3.3流程转移条件解析

在运行过程中，工作流引擎通过完成各活动来调整自身状态，当所有活动节点完成后，流程就会正常退出。从第一个流程开始执行，前一个活动节点到后一个活动节点的流程转移都是通过设定的相关条件进行判断。如果不满足转移的条件，就无法向后一个节点转移，同时管理员可以手动对工作流进行挂起、终止和激活等操作。

3.4事务处理解析

工作单元都是由若干步骤组成，这些工作单元称为事务。工作流引擎的本质上就是一个事务处理引擎，其保障了在意外情况下工作流是唯一的。并且，各步骤之间的操作需要对数据库进行读写，在意外发生时，由数据库的安全事务处理机制，将异常操作回滚，以保障数据安全。

4结语

本文主要对水运应急工作流系统进行了研究，重点分析了系统需求，对其核心工作流引擎进行了详细设计，并阐述了工作流引擎的执行过程。该平台主要用于水运事故的应急处置，可以根据不同等级的应急响应事故，方便应急管理人员及时作出应急策略，启动不同的应急流程；能够在事故发生之前根据事故类型灵活配置应急流程及资源，事故发生后迅速下发应急任务，及时调配应急资源。系统采用B/S结构，在应急处置上使用了工作流引擎，有效提高了系统的可用性与灵活性。并且，基于工作流技术的应急信息管理平台具有较强的可扩展性和推广价值。

参考文献：

[1]李允.应急预案工作流参考模型及其协同研究[D].天津：天津大学，2007.

[2]袁其帅.基于ASP.NET的OA工作流技术研究及实现[D].南京：南京理工大学，2010.

[3]齐进.基于Microsoft.Net框架的工作流管理系统[D].长春：吉林大学，2004.

[4]李沐.基于工作流的办公自动化系统的设计与实现[D].长春：吉林大学，2015.

责任编辑（责任编辑：孙娟）