基于工作流的土地审批系统的研究与实现

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3.0 李琳琳 2024-10-14 18 4 7.3MB 85 页 15积分

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武汉大学硕士毕业论文

基于工作流的土地审批系统的研究与实现

摘要

随着社会的发展和政府机构改革的深入，各个政府职能部门之间的协同工作显得越来越

重要，电子政务的复杂度日益增加，原有的办公模式己经不能适应日益增长的事务处理、信

息共享等方面的要求。为了提高政府的工作效率、增强政府决策能力，更好地为公众服务，

必须充分利用现代化的信息技术，优化政府流程，构建高效的电子政务系统。

工作流管理技术作为一种过程管理的核心技术，不仅强调某个环节的完成情况，而且还

要求从整个流程的角度来看待该环节的义务管理过程，把完成最终的服务管理目标作为流程

管理的目标。工作流技术还可以将信任服务、授权服务和公文流转、信息共享等业务流程有机

紧密地结合在一起，构成安全的工作流业务系统，为不同业务系统集成提供实现的技术手段。

实际上，将工作流技术引入电子政务系统，实现流程、业务和管理职责、管理岗位的标准化，

将非常有利于提高政务流程的重组和规范程度，明确审批和办理流程中的责权利，真正达到

实施电子政务系统工程中需要满足的一个目的:理顺政府信息、规范政务流程。

论文首先对分布式工作流技术理论和国内外相关科研成果进行研究，同时将当前主流的

几种工作流技术进行分析比较，探讨了分布式工作流的实现技术，并比较几种分布式工作流

的技术，提出了 J2EE 工作流引擎的体系结构。然后在详细分析本课题的研究项目的基础上提

出了基于多任务域结构的分布式工作流系统解决方案，对系统架构、运行策略、通信机制和

数据存储策略等进行了深入的分析。之后，本文设计并实现了分布式工作流引擎原型 DWF-

Engine 的核心部分。设计了基于“NEA”思想的“节点-事件-动作”模型，使引擎执行的灵

活性大为增强，同时还设计了任务的柔性分配模型。引擎间的通信采用基于 JMS 的消息机制，

引擎数据的持久化采用了基于对象关系映射的方法。论文还针对引擎原型实现过程中涉及的

引擎任务管理、数据持久化管理和引擎部署进行深入的研究。最后是对整个项目的实现，提

出了工作流技术的软件构架和整个模型的实现的技术方案。最后是整个系统的性能测评和开

发效率的评估，可以得出本文所研究基于 J2EE 的分布式工作流引擎 DWF-Engine 与其他同类

引擎相比，具有更好的灵活性和可扩展性。

关键字：分布式工作流引擎；工作流管理系统；J2EE

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Design and Implementation of Land Examine and Approve System

based on Workflow

Abstract

With the development of society and the deepening of the reform in government departments,

the more important the cooperation among different function departments becomes and the more

complex E-government becomes, thus the previous office affairs-handling pattern can no longer

meet the requirements of enlarging office affairs and information-sharing. Therefore, modern

science and technology must be utilized to optimize the government workflow by construct highly

efficient E-government system so as to enhance the governments' policy-making capability and to

better the service for the public.

Workflow management technology is one of the core technology for the process management,

which emphasizes not only the accomplishment status of every single step, but also emphasizes that

the final service management target should be taken as the flow management target by treating

the step-by-step management process in terms of the perspective of the whole workflow

process.Workflow technology makes for safe workflow system by incorporating credit service,

authorization service, circulation of office documents and information-sharing into an organic and

closely-related system, so that it provides critical technology for the realization of integrated

government business system. In fact, the application of workflow technology into E-government

system will realize the idea of standardization of management responsibilities and its respective

management posts, which is extremely beneficial for the enhancement of the reshuffling of the

government affairs-handling flow and for the standardization degree of the handling, if it is

introduced and applied into E-government system; it is beneficial for the clear definition of the duty,

right and benefit in the process of examination and approval of government documents and

document processing, which is one of the purpose for the application of theE-government system.

In addition, it serves to straight up and streamlines the government information and standardizes the

government business flow. With the development of technology, WFMC workflow software

stands out conspicuously in the application of modern office affairs handling in the sense that it

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can realize not only the atomization of the workflow, enabling the switch of the manual handling

style of the incoming and outgoing documents into the atomization style; but also easily reshuffles

and optimizes the workflow by virtue of visualized workflow definition and workflow monitoring.

The thesis first shows the research on theory of DWFMS, and also on domestic and foreign

scientific research achievements. Simultaneously, it carries on the analysis and comparisons of

several main kinds of workflow technologies, discusses the implenments of distributes workflow

technologies, and compares with the different distributes workflow technologies, puts forward the

architecture of J2EE-Based engine DWF-Engine. Second, with deeply investigation of this project

background, a preliminary solution of DWFMS based on multi-duties is given. It analyzes the

system's architecture, executing strategy, data storage and so on. With deep research on technology

of WFMS and J2EE, and also with absorbing of other’s achievements, a prototype and J2EE-Based

engine DWF-Engine is designed. Later a model named "Node-Event-Action" and based on theory

of "ECA" is given, and a flexible task assignment model is also given. The models greatly

strengthen the engine’s execution flexibility. The communication of engines is based on JMS

mechanism and ORM tool is used into data storage. Some essential technologies are also

introduced in this paper. Lastly, the application of DWF-Engine is analyzed. Simultaneously, a

process example is given to show the usage and accuracy of the engine’s core. By the comparisons

with other similar workflow engines, DWF-Engine has the advantages of flexibility and

expansibility. It also studies the engines task management, data serial storage management and

engines deploy.Finallt it is the realization department. It puts forward the soft architecture of

workflow engines technology and technologies schema of the whole project. Finally, it elevates the

significance testing and develepment efficency. By the comparisons with other similar workflow

engines DWF-Engine has the advantages of flexibility and expansibility.

Key Word: Distributed Workflow Engine; Workflow Management System; J2EE

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目录
摘要...............................................................1
Abstract...........................................................2
第一章 绪论........................................................6
1 课题研究背景.................................................6
1．2 国内外研究现状..............................................7
3 课题的研究意义...............................................9
4 本文的主要研究内容..........................................10
第二章 分布式工作流及其相关技术研究...............................11
1 分布式工作流技术............................................11
2 分布式工作流的实现技术......................................13
3 分布式工作流系统体系结构简介................................18
4 基于 J2EE 的工作流引擎体系结构...............................19
第三章 土地审批业务系统需求分析...................................22
3．1 国土电子政务系统现状.......................................22
1.1 电子政务信息系统建设现状...............................22
1.2 前期工作中暴露出的问题.................................25
2东莞市国土资源电子政务系统建模方法..........................26
2.1 业务需求分析方法.......................................26
2.2 系统分析设计方法.......................................27
3 业务系统集成................................................28
3.1 数据级集成.............................................29
3.2功能级集成.............................................29
3.3 业务级集成.............................................29
4 土地审批作业流程分析........................................30
3 分布式工作流引擎架构设计...................................37
3.1 引擎体系结构的分析与设计...............................37
1.2 系统运行策略分析.......................................40
4 分布式引擎通信机制..........................................42
4.1 通信机制的比较和选择...................................42

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4.2 分布式引擎的注册机制...................................44
3 过程模型的分析与定义........................................45
3.1 过程模型的分析.........................................45
3.2 过程模型的定义.........................................46
第四章 审批工作流引擎的设计与实现.................................49
1 工作流引擎体系结构设计......................................49
2 流程的解析与部署...........................................50
3 流程的调度与执行............................................52
4.1 流程调度模型 NEA.......................................52
4.2 流程执行器的设计.......................................54
4.3 调度与执行服务的实现...................................55
5 引擎消息服务................................................59
5.1 传递信息分析...........................................59
5.2消息机制的设计........................................60
5.3 消息服务的实现.........................................61
6 引擎任务管理器..............................................64
6.1 任务管理器与用户的交互.................................64
6.2 任务管理器的实现.......................................65
7 数据的持久化管理............................................67
8 引擎的部署..................................................70
第五章 系统实现与性能.............................................71
1 工作流模型的软件架构.......................................71
2 分布式工作流模型实现的技术方案.............................72
2.1 表示层的具体实现.......................................73
2.2 业务层的具体实现.......................................74
2.3 数据访问层的具体实现...................................75
3 分布式工作流模型的性能评估..................................75
4 小结........................................................79
第六章 全文总结与展望.............................................80
1 全文总结....................................................80

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6.2 课题展望....................................................80

参考文献..........................................................82

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第一章绪论

1.1 课题研究背景

工作流的概念来源于生产组织和办公自动化领域。它是针对口常工作中具有固定程序的

活动而提出的一个概念。提出的目的是通过将工作分解成定义良好的任务、角色，按照一定

的规则和过程来执行这些任务并对它们进行监控，达到提高办事效率、降低生产成本、提高

企业生产经营管理水平和企业竞争力的目标。

随着我国城市建设的迅猛发展，土地开发利用、土地征用、土地出让、土地转让频繁对土

地权属确认与变更的管理工作越来越重要。形势要求国土资源部门的内部管理和对外服务更

加高效、准确，传统的手工纸制的工作模式已越来越难以满足国土管理工作需要。当今社会

已逐步跨入信息时代，政府部门管理的信息化程度已成为部门形象和管理水平的重要标志。

信息化是政府部门实现管理现代化的主要途径。国土资源管理部门很早就意识到了信息化的

重要性。国土资源部指出：“把国土资源信息化放在优先发展的位置，大力推进国土资源管

理、调查评价信息化和信息服务社会化，实现国土资源事业的跨越式发展。”全国各地逐步

开展了数字地籍的调查与测绘，一些城市已经拥有大量的图形数据（如地籍图、宗地图、地

形图……）和属性数据（如权属、坐落、类别……）。面对这些海量的数据，许多单位开始利

用信息技术来替代传统的手工操作和管理，并取得了显著的成绩。随着技术的进步，以电子

政务系统为代表的系统建设在最近几年内迅猛发展，采用新的建设方案及开发模式，建立国

土资源电子政务系统，全面实现的计算机管理已经具备了条件。

工作流管理系统正是顺应这一需求应运而生，它是用于实现工作流建模、执行、监控、分

析、度量和优化的基础中间件平台。它最直接的用途就是和政府流程重构技术 (Government

Process Reengineering, GPR)相结合管理政府的各种流程，实现政务流程的自动化。GPR 是对

政务过程中的核心流程进行根本的重新思考和彻底的重新设计，以便在现有衡量政府表现的

关键如公务员服务、办事速度等方面获得戏剧化的改善。一方面实现了流程在计算机上的自

动处理，大大缩短了流程的生命周期，提高了政府的工作效率;另一方面，又可以使用户方

便地分析政府政务流程，找出不合理之处，快速给出流程重组的方案。因此，电子政务工作

流技术是政务流程重构技术的实现和延伸。

随着社会的发展，电子政务的复杂度日益增加，各个政府职能部门之间的联办互动工作

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也显得越来越重要。工作流技术的引入，可以将信任服务、授权服务和公文流转、信息共享等

业务流程有机、紧密地结合在一起，构成安全的工作流业务系统，为不同业务系统集成提供

实现的技术手段。随着电子政务浪潮的不断发展，如何将工作流技术应用到电子政务系统中

也越来越受到广泛的关注。实际上，将工作流技术引入电子政务系统，实现流程、业务和管

理职责、管理岗位的标准化，将有利于提高政务流程的重组和规范程度，明确审批和办理流

程中的责权利，真正达到实施电子政务系统工程中需要满足的一个目的:理顺政府信息、规范

政务流程。随着技术的发展，遵循 WFMC 的工作流产品在现代办公系统应用中崭露头角，它

不仅实现工作流程自动化以及收发文件从传统的手工方式向工作流自动化方式的飞跃，同时

通过可视化的流程定义和流程监控，方便地实现流程的优化和重组。

1．2 国内外研究现状

WIDE （Workflow on Intelligent and Distributed Database Environment）是由来

自西班牙、意大利和荷兰的五个合作伙伴联合开发的工作流管理系统，将分布式数据库和主

动数据库技术应用于工作流管理系统，为工作流的实现方法提供先进的、面向应用的技术支

持，提供了功能强大的组织模型，并对可以灵活地实现对不同类型异常情况的处理[2]。

目前，除了 WIMC，还有 OMG（Object Management Group ），BPMI（Business Process

Management Initiative）、OASIS （Organization for the Advancement of Structured

Information Standards）等组织也对工作流技术标准制定了规范。

1993 年 8 月，工作流技术标准化的工业组织-工作流管理联盟WfMC成立。该联盟是一个

非赢利性组织，由国际著名的公司、研究机构，高等院校等约300 家成员构成，该组织为了

实现不同工作流产品之间的互操作，对工作流管理系统的相关术语、体系结构及应用编程接

口等方面制定了一系列标准，并在 1994 年 11 月29日，发布了工作流管理系统的参考模型。

该参考模型提出了五类接口，有关过程模型的定义则构成了接口的核心内容。接口早期的标

准为 WPDL（Workflow Process Definition Language），后来，这一接口的规范变更为

XPDL（XML Process Definition Language）。XPDL是至今工作流领域最为重要的一个标准，

目前大多数工作流引擎是依据该标准设计开发的。该模型的引入为人们讨论工作流技术提供

了一个规范的术语表，为在一般意思上讨论工作流系统的体系结构提供了基础。

2001 年，近百家 IT企业组织成立了BPMI 组织，并于 11 月13 日发布 BPML（Business

Process Modeling Language） 1.0 规范，BPML是一种业务过程模型描述语言，在基于事务

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有限状态机概念的基础上，提出了一个对协作事务的业务过程的抽象可执行模型。在 2002年

6月26日，WfMC和BPMI 宣布合作制定业务流程和工作流标准，即采用BPML来描述工作流过

程，同时采用XPDL所定义的工作流模型。

2002年 8 月9日， BEA， Microsoft和IBM共同发布了一个新的规范

BPEL4WS（Business Process Execution Language for Web Services），并提交到OASIS

组织。该规范为指定基于 Web服务的业务流程行为定义了一种表示法。这种表示法被称为 Web

服务的业务流程执行语言。BPEL4WS中的处理以独占的方式用 Web服务接口输出和输入功能。

由此可见，与其它信息技术相比，工作流技术属于较新的一个，它现在仍处于标准的制

定阶段，目前己有的标准按采用的技术分为：基于纯 XML技术（如：XPDL，BPML）和基于

Web Service 技术（如：BPEL4 WS）。随着社会的发展，Web服务将越来越流行，现在，

Microsoft， IBM，BEA等软件行业巨头越来越主推BPEL4WS标准，并且已经发布基于

BPEL4WS标准的系列产品。

目前，大约有几百种工作流产品在互相竞争，其中比较著名的有：FileNet公司的

Visual Workflo，它是 FileNet公司集成文档管理软件系列产品中的一部分，与系列中的其

它产品合作，为工作量大、性能要求高的经营过程提供了一个全新的可扩展的过程改进方案；

IBM公司的MQ/Series，它重点考虑流程管理和强大的组织模型，而活动节点的实现留给了

开发者来完成，并且紧密集成 Lotus Notes；Staffware 公司的Staffware，它的活动节点可

以通过表单定义或脚本语言来实现，支持分布式配置和处理，具有面向对象的开发工具箱，

提供了强大的 RAD 集成开发环境。

工作流技术的研究与应用在我国起步较晚，现在正处于迅速发展阶段，虽然已经有了不

少研究人员从不同角度开展了工作流管理及其相关技术的研究，但是，有关工作流管理技术

研究和应用中的许多关键技术问题还处于探索阶段。清华大学、东北大学、上海交通大学等高

校和研究机构都进行了一定的研究工作。

清华大学的吴澄、范玉顺和史美林等分别介绍了工作流管理技术、相关研究项目，总结

了工作流技术的发展趋势，提出了一些需要解决的重点问题。石伟、吴澄、范玉顺讨论了工作

流技术在 CIMS 集成平台上的工作流管理模块的实现方法。刘铁铭、范玉顺讨论了在 CIMS 集成

平台上基于工作流管理方式的应用协作模块的总体设计方法。柴跃廷、李芳芸提出了运用工

作流技术实现企业敏捷信息系统的体系结构。

东北大学曾春、于戈等针对CIMS 复杂应用中的工作流，提出了一种 ScopeWork 的工作流

模型来有效描述复杂应用中的工作流。北京航空航天大学的刘洋、葛声针对工作流的分布式

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武汉大学硕士毕业论文基于工作流的土地审批系统的研究与实现摘要随着社会的发展和政府机构改革的深入，各个政府职能部门之间的协同工作显得越来越重要，电子政务的复杂度日益增加，原有的办公模式己经不能适应日益增长的事务处理、信息共享等方面的要求。为了提高政府的工作效率、增强政府决策能力，更好地为公众服务，必须充分利用现代化的信息技术，优化政府流程，构建高效的电子政务系统。工作流管理技术作为一种过程管理的核心技术，不仅强调某个环节的完成情况，而且还要求从整个流程的角度来看待该环节的义务管理过程，把完成最终的服务管理目标作为流程管理的目标。工作流技术还可以将信任服务、授权服务和公文流转、信息共享等业务流程有...

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