JBPM在無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的應(yīng)用

田汶鑫 汪超亮 竇帥 李子揚

（1 中國科學院光電研究院 中國科學院定量遙感信息技術(shù)重點實驗室，北京 100094）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

JBPM在無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的應(yīng)用

田汶鑫1,2汪超亮1竇帥1李子揚1

（1 中國科學院光電研究院 中國科學院定量遙感信息技術(shù)重點實驗室，北京 100094）

（2 中國科學院大學，北京 100049）

為了保障無人機遙感業(yè)務(wù)運行網(wǎng)絡(luò)的規(guī)范化、高效運行，文章建立了一套無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了應(yīng)急條件下無人機遙感資源網(wǎng)統(tǒng)一的配置、調(diào)度與運行管理。以業(yè)務(wù)流程管理(Java Business Process Management，JBPM)工作流引擎為基礎(chǔ)，首先介紹了JBMP的基本概念和框架，論述了無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度管理的典型工作流程；然后結(jié)合Petri網(wǎng)理論，以Petri網(wǎng)為工具建立了無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度管理的層次化模型，并對模型進行了正確性驗證；最后設(shè)計開發(fā)了基于JBPM 的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度的全生命周期管理。該系統(tǒng)成功部署并應(yīng)用于無人機遙感網(wǎng)試驗驗證任務(wù)，滿足遙感網(wǎng)任務(wù)調(diào)度需求的同時，能夠長時間穩(wěn)定無故障運行，實現(xiàn)了無人機遙感網(wǎng)絡(luò)資源的統(tǒng)一調(diào)度管理與有效監(jiān)視，為無人機遙感網(wǎng)業(yè)務(wù)運行提供了一種網(wǎng)絡(luò)化的反饋式互動在線調(diào)度管理平臺。

工作流引擎 Petri網(wǎng) 任務(wù)調(diào)度管理 無人機 遙感網(wǎng)

0 引言

無人機以其機動靈活以及飛行保障要求低等特點，近年來在應(yīng)急響應(yīng)空間數(shù)據(jù)獲取方面起到了不可替代的作用，逐漸成為應(yīng)急救災(zāi)不可或缺的一類高科技手段。我國幅員遼闊，災(zāi)害多發(fā)且時空分布隨機性很強，目前相對有限的無人機遙感資源使得應(yīng)用無人機遙感技術(shù)支援國家應(yīng)急響應(yīng)往往會出現(xiàn)“疲于奔命”的現(xiàn)象[1-4]。因此依托“國家空間數(shù)據(jù)獲取與應(yīng)用應(yīng)急協(xié)同體系和數(shù)據(jù)共享服務(wù)平臺”，統(tǒng)籌考慮全國可用于應(yīng)急救災(zāi)的無人機遙感資源，構(gòu)建分布式的無人機遙感業(yè)務(wù)運行網(wǎng)絡(luò)（簡稱無人機遙感網(wǎng)），統(tǒng)籌調(diào)配無人機遙感資源開展應(yīng)急救災(zāi)工作，是解決上述問題的優(yōu)選方案。

為了保障無人機遙感網(wǎng)規(guī)范化、高效運行，亟待建立一套無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)，實現(xiàn)應(yīng)急條件下無人機遙感資源的統(tǒng)一配置、調(diào)度與運行管理。本文以JBPM（業(yè)務(wù)流程管理——Java Business Process Management）工作流引擎為基礎(chǔ)，結(jié)合Petri網(wǎng)理論，提出了針對無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的Petri網(wǎng)層次化模型，然后設(shè)計開發(fā)了基于JBPM的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)可將地理位置上分散的、致力于國家應(yīng)急救災(zāi)的無人機遙感資源統(tǒng)一注冊，按照無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理規(guī)程實施全過程的、規(guī)范化的調(diào)度管理，降低人工調(diào)度管理的工作量和主觀性，為應(yīng)急情況下無人機遙感資源的高效、有序調(diào)度管理提供支持。另外，本系統(tǒng)還可提供流程定制服務(wù)，在無需修改軟件代碼的情況下，實現(xiàn)無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理流程的更新與發(fā)展。

1 工作流及JBPM技術(shù)簡介

工作流是一種反映業(yè)務(wù)流程的計算機化的模型，它是為了在計算機環(huán)境支持下實現(xiàn)經(jīng)營過程集成與自動化而建立的可由工作流管理系統(tǒng)執(zhí)行的業(yè)務(wù)模型[5]。JBPM是目前比較流行的一種開源工作流引擎，它是一種基于J2EE（Java 2 Platform，Enterprise Edition）的輕量級工作流管理系統(tǒng)，實現(xiàn)業(yè)務(wù)過程的部分或整體在計算機應(yīng)用環(huán)境下的自動化[6-7]。JBPM的優(yōu)勢主要有如下三點：

1）JBPM 的業(yè)務(wù)邏輯定義摒棄目前的一些規(guī)范，采用了自己定義的流程描述語言——jPDL。jPDL將一個業(yè)務(wù)流程看作是一個改良的統(tǒng)一的建模語言（UML）狀態(tài)圖，使用直觀的流程語言以圖形化的方式來表示業(yè)務(wù)流程，詳細定義了這個狀態(tài)圖的每個部分，更貼近用戶的理解和體驗；

2）JBPM采用Java語言實現(xiàn)，其核心功能都被封裝作為一個簡單的Java庫，提供了功能豐富、對外交互的應(yīng)用程序編程接口（API）集合，可以在其之上進行功能擴展；

3）使用對象關(guān)系映射框架（Hibernate）來管理數(shù)據(jù)庫。Hibernate是目前Java領(lǐng)域中性能非常好的數(shù)據(jù)存儲層解決方案，可以很好的支持主流數(shù)據(jù)庫。通過Hibernate，JBPM將數(shù)據(jù)的管理職能分離出去，專注于業(yè)務(wù)邏輯的處理[8]。

選擇JBPM工作流引擎建立無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)，不僅可以將復(fù)雜的業(yè)務(wù)流程和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰化，對流程數(shù)據(jù)持久化，而且可以提高系統(tǒng)運行時的靈活性和可擴展性。JBPM 的框架和執(zhí)行過程如圖1所示。JBPM的基本工作步驟為：1）通過jPDL圖形化流程編輯器進行流程定義，并加載到應(yīng)用中；2）啟動流程，即創(chuàng)建流程實例的過程；3）執(zhí)行接口使用戶和系統(tǒng)可以操作流程實例，推動流程的流轉(zhuǎn)；4）流程監(jiān)控，獲得當前的待辦任務(wù)和流程運行的確切狀態(tài)。JBPM執(zhí)行接口保證用戶和系統(tǒng)可以操作流程實例，推動流程的流轉(zhuǎn)，用戶可以通過JBPM的任務(wù)接口，獲得當前的待辦任務(wù)。在JBPM框架中，工作流引擎是核心模塊，主要功能是解釋 jPDL定義的流程過程文件，為流程實例提供運行時環(huán)境，調(diào)度過程實例的運行，并提供流程監(jiān)控的接口，這些接口是通過API來提供的[9-10]。

圖1 JBPM的框架和執(zhí)行過程Fig.1 Framework and executing process of JBPM

2 基于Petri網(wǎng)的系統(tǒng)建模與驗證

2.1系統(tǒng)建模

本文采用工作流技術(shù)，實現(xiàn)對無人機遙感網(wǎng)任務(wù)調(diào)度管理中任務(wù)的申請、審核、執(zhí)行、總結(jié)為主線的生命周期管理。工作流模型是業(yè)務(wù)過程計算機化的形式表示，當前工作流建模方法多種多樣，有基于活動網(wǎng)絡(luò)的建模方法、基于UML活動圖的建模方法、基于Petri網(wǎng)的建模方法等。因Petri網(wǎng)不僅具有易于理解的圖形特征，而且具有嚴密的數(shù)學基礎(chǔ)，是一個過程建模與分析的強大工具，還可以通過它的結(jié)構(gòu)檢驗?zāi)Ｐ偷恼_性[11]，所以本文采用Petri網(wǎng)作為系統(tǒng)的建模工具。在建模過程中，主要采用“自頂向下”層次化的建模方法[12]。

無人機遙感網(wǎng)任務(wù)調(diào)度管理業(yè)務(wù)的運行方式按照應(yīng)用場景，可分為常規(guī)任務(wù)管理和應(yīng)急任務(wù)管理兩種，這兩種任務(wù)的管理與調(diào)度方式都是縱向管理的過程，但需采用不同的模型實現(xiàn)任務(wù)調(diào)度。

在常規(guī)任務(wù)調(diào)度管理方式中，任務(wù)的時間要求并不緊急，管理模型的業(yè)務(wù)流程在滿足任務(wù)周期的情況下，針對不同的無人機遙感網(wǎng)任務(wù)調(diào)度需求，制定不同的任務(wù)流程計劃，實現(xiàn)系統(tǒng)資源的調(diào)度和任務(wù)的分發(fā)。例如圖2所示的無人機遙感網(wǎng)常規(guī)任務(wù)調(diào)度流程，工作流的開始條件為任務(wù)申請者需要進行任務(wù)申請，經(jīng)過任務(wù)分析、任務(wù)審核、任務(wù)申請的信息預(yù)發(fā)布和反饋后、填寫任務(wù)大綱、填寫任務(wù)書、通知各個相關(guān)部門任務(wù)會簽、制訂任務(wù)實施方案、任務(wù)執(zhí)行、任務(wù)數(shù)據(jù)分析等流程，最后總結(jié)報告并歸檔，流程結(jié)束。

相對于常規(guī)的任務(wù)管理流程，無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度管理流程產(chǎn)生于突發(fā)或緊急的情況，需盡最大可能滿足應(yīng)急的快速響應(yīng)，取消任務(wù)的審核、預(yù)發(fā)布、反饋等步驟，簡化流程，加快應(yīng)急響應(yīng)速度；并根據(jù)實際任務(wù)需求，增加態(tài)勢評估、應(yīng)急信息上報等步驟，提高處理緊急情況的適用性，實現(xiàn)應(yīng)急響應(yīng)情況下資源的合理調(diào)度和任務(wù)的及時響應(yīng)。

本文設(shè)計如圖3所示的應(yīng)急任務(wù)調(diào)度管理流程，該工作流的開始條件為任務(wù)申請者發(fā)起應(yīng)急任務(wù)申請，然后應(yīng)急指揮調(diào)度中心的系統(tǒng)工作人員對任務(wù)區(qū)所需的遙感載荷、無人機資源、飛行航線和支撐條件等進行分析，并根據(jù)結(jié)果進行任務(wù)規(guī)劃、組建應(yīng)急響應(yīng)試驗隊，同時各相關(guān)任務(wù)執(zhí)行參與者上報系統(tǒng)技術(shù)狀態(tài)。系統(tǒng)工作人員編制應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)書，交由決策者進行任務(wù)書審核。審核通過后，進行系統(tǒng)轉(zhuǎn)場，制定應(yīng)急響應(yīng)任務(wù)實施方案，然后執(zhí)行應(yīng)急響應(yīng)飛行任務(wù)，開展無人機飛行作業(yè)，獲取災(zāi)區(qū)的遙感數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)快速傳輸?shù)綉?yīng)急指揮調(diào)度中心，由專業(yè)技術(shù)人員綜合分析災(zāi)情，形成應(yīng)急事件的態(tài)勢評估報告，上報給應(yīng)急救災(zāi)決策部門。最后對數(shù)據(jù)進行編目存檔，并形成任務(wù)總結(jié)報告，流程結(jié)束[13-14]。

圖2 無人機遙感網(wǎng)常規(guī)任務(wù)調(diào)度管理工作流程Fig.2 Regular task dispatch management workflow model of the UAV remote sensing network

圖3 無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度管理工作流程Fig.3 Emergency task dispatch management workflow model of the UAV remote sensing network

Petri網(wǎng)是由節(jié)點和有向弧組成的一種有向圖，它有兩類節(jié)點：一類稱為庫所，通常用圓圈表示，代表位置、狀態(tài)、條件等；另一類稱為變遷，用方框或粗杠表示，代表工作流中的任務(wù)；兩類元素之間的連接用有向弧表示，代表工作流的邏輯關(guān)聯(lián)。庫所只能和變遷相連，變遷只能和庫所相連。Petri網(wǎng)中另一重要元素是托肯（token），代表系統(tǒng)的條件、資源、狀態(tài)等。

通過將業(yè)務(wù)運行管理的工作流程映射到 Petri網(wǎng)流程模型的方法，可將無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理工作流模型轉(zhuǎn)化為如圖4所示的Petri網(wǎng)模型。圖4中圓圈P1～P25的標識表示庫所名稱，i庫所表示開始，e庫所表示結(jié)束。這些庫所主要用于反映無人機遙感網(wǎng)任務(wù)之間資源的傳遞，包括無人機、人員、任務(wù)單等，因其具體含義對分析該模型的正確性關(guān)系不大，在此不作贅述。扁矩形T1～T24的標識表示變遷名稱，分別對應(yīng)圖3流程中各任務(wù)節(jié)點，例如T1代表無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)申請，T2代表填寫和提交任務(wù)分析。

2.2 模型的化簡與驗證

Petri網(wǎng)不僅為系統(tǒng)建模提供了形式化的表達方法，而且具有豐富的分析和驗證手段，例如基于狀態(tài)方程的代數(shù)分析方法、基于可達性的圖分析方法、基于化簡的歸納分析方法等。一個工作流過程的合理性是指工作流建立的模型過程正確，不會出現(xiàn)死鎖、運行結(jié)果不正確等現(xiàn)象[15-16]。

圖4 無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理Petri網(wǎng)模型Fig.4 Petri net model of the emergency response dispatch management system of UAV remote sensing network

對圖 4所示的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型進行合理性的驗證的主要依據(jù)如下：1）模型必須有一個開始庫所和一個結(jié)束庫所，結(jié)束庫所是從開始庫所可達的唯一最終狀態(tài)，每個庫所和變遷都在一條從開始庫所到結(jié)束庫所的路徑上；2）在任何情況下，工作流總能終止，而且在終止的時候，每個實例在結(jié)束庫所中只有一個托肯，其它庫所中沒有該實例的托肯存在；3）在所得Petri網(wǎng)中不存在死變遷，每個變遷都可能被執(zhí)行到。

本文采用化簡分析技術(shù)，分析該模型的合理性。該方法可在保持模型特性的前提下，將模型縮小到適當規(guī)模，降低驗證的復(fù)雜度；另外，如果在工作流的過程模型中存在死鎖或結(jié)構(gòu)上的沖突等問題，在圖形化簡過程中很容易檢測到產(chǎn)生這種問題的原因。

化簡規(guī)則如圖5所示，該方法可以在有限時間內(nèi)將具有活性和有界性的自由選擇擴展工作流網(wǎng)化簡為只有一個庫所和變遷的自閉環(huán)網(wǎng)，或者將工作流網(wǎng)化簡為一個簡單的順序結(jié)構(gòu)，從而快速完成模型的合理性驗證[17-18]。

圖5 Petri網(wǎng)模型化簡規(guī)則Fig.5 Simplification rules of the Petri net model

根據(jù)上述Petri網(wǎng)模型的合理性驗證方法，對無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型進行驗證。首先根據(jù)圖5所示化簡規(guī)則對模型進行化簡（化簡過程中產(chǎn)生的模型如圖6所示）：

圖6 Petri網(wǎng)模型化簡過程Fig.6 Reduction process of the Petri net model

1）根據(jù)化簡規(guī)則1，消去庫所P2、P3、P4、P5，合并變遷T2、T3、T4、T5，記為T2-5；同理消去庫所P11、P12、P15、P21、P22、P23、P24、P15，得到簡化模型記為WF1；

2）根據(jù)化簡規(guī)則2，消去變遷T6、T7、T8，T17、T18，根據(jù)化簡規(guī)則3，P5、P6、P7為并行結(jié)構(gòu)，與前置變遷T2-5和后置變遷T9化簡為一個變遷，記為T2-9，同理消去T17和T18構(gòu)成的并行結(jié)構(gòu)，得到簡化模型記為WF2；

3）根據(jù)化簡規(guī)則3，消去庫所P14，根據(jù)化簡規(guī)則2，消去變遷T14-15，T2-11，簡化后的模型記為WF3；

4）根據(jù)化簡規(guī)則4，消去變遷T12-13，根據(jù)化簡規(guī)則1，消去庫所P13，得到最終的模型化簡結(jié)構(gòu)WF4。

通過上述化簡過程，將圖4所示的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)Petri網(wǎng)模型化簡為簡單的順序結(jié)構(gòu)。所以，該工作流Petri網(wǎng)模型是滿足合理性要求的。

3 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理業(yè)務(wù)是基于各類業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，為客戶端的用戶提供相應(yīng)的工作流服務(wù)，根據(jù)這樣的特點，本文將應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)分為3層：應(yīng)用層、服務(wù)層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)如圖7所示。

圖7 無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)框架結(jié)構(gòu)Fig.7 Frame structure of the emergency response dispatch management system of the UAV remote sensing network

應(yīng)用層主要為無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的參與者提供管理操作的功能，包括用戶管理、任務(wù)管理、節(jié)點管理與流程定制以及數(shù)據(jù)綜合管理，應(yīng)急調(diào)度管理參與者包括系統(tǒng)管理員、任務(wù)申請者和審核者等。

服務(wù)層是系統(tǒng)的核心層，主要為基于工作流的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理提供基本的服務(wù)功能，包括用戶權(quán)限鑒別服務(wù)、數(shù)據(jù)管理服務(wù)、節(jié)點組件管理服務(wù)、任務(wù)流程管理服務(wù)、工作流定制服務(wù)、工作流流程控制服務(wù)、流程實例化服務(wù)和任務(wù)流程監(jiān)控跟蹤服務(wù)等。

數(shù)據(jù)層是系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支撐層，主要以關(guān)系數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)提供數(shù)據(jù)的存取服務(wù)，存取的數(shù)據(jù)分為用戶信息數(shù)據(jù)庫、無人機遙感資源數(shù)據(jù)庫、任務(wù)數(shù)據(jù)庫和工作流引擎數(shù)據(jù)庫等。

3.2系統(tǒng)功能與實現(xiàn)

本文的無人機遙感應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)使用Myeclipse開發(fā)，開發(fā)語言采用Java和JSP，工作流引擎采用 JBPM4開發(fā)實現(xiàn)，后臺數(shù)據(jù)庫為Oracle，系統(tǒng)的客戶端支持主流瀏覽器軟件，如IE、Chrome、Firefox等。

根據(jù)無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理中不同參與者的身份，管理員可定義不同的角色名稱，每個角色操作權(quán)限各不相同。在申請任務(wù)時，本系統(tǒng)通過可視化的方法，從工作流引擎數(shù)據(jù)庫中選取代表應(yīng)急調(diào)度管理工作流模型節(jié)點的節(jié)點組件，根據(jù)工作流模型定制出任務(wù)工作流模板。然后以工作流模板為基礎(chǔ)，通過任務(wù)申請者申請無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)實例化工作流模板，系統(tǒng)在后臺記錄任務(wù)流程實例的ID，將實例化的任務(wù)申請信息通過任務(wù)流程管理服務(wù)存入任務(wù)數(shù)據(jù)庫，并與任務(wù)工作流程模板自動關(guān)聯(lián)。接著，工作流引擎根據(jù)工作流模板、當前的工作流節(jié)點狀態(tài)和輸入的數(shù)據(jù)，按照預(yù)定義的規(guī)則實現(xiàn)工作流程節(jié)點的流轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度的全過程管理。

根據(jù)前文建立的模型，系統(tǒng)向用戶提供無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)流程界面，一方面描述該流程包含的全部任務(wù)節(jié)點，另一方面紅框標記的節(jié)點表示流程執(zhí)行到該節(jié)點，每個節(jié)點都可鏈接到與之對應(yīng)的功能界面。任務(wù)申請節(jié)點的接口，接收任務(wù)申請信息，任務(wù)書節(jié)點輔助用戶確定參與執(zhí)行任務(wù)的遙感載荷、無人機資源、飛行航線和支撐條件等，制定出任務(wù)參與者的工作要求，形成任務(wù)書分發(fā)給各任務(wù)參與者。任務(wù)參與者對各自承擔的任務(wù)要求進行反饋。系統(tǒng)狀態(tài)上報節(jié)點包括了組織所有的任務(wù)參與者上報其負責的系統(tǒng)狀態(tài)并匯總。系統(tǒng)通過圖形化手段顯示任務(wù)的執(zhí)行狀態(tài)和走向，依照每個任務(wù)節(jié)點的屬性規(guī)劃了任務(wù)走向、路徑路由等，并包含了完成、回退等功能。

本文建立了清晰、可控的無人機遙感資源調(diào)度管理平臺，使參與任務(wù)的執(zhí)行部門有序地協(xié)同開展工作，提高了無人機遙感網(wǎng)各職能部門的協(xié)作能力；同時任務(wù)管理人員對任務(wù)執(zhí)行規(guī)程和狀態(tài)一目了然，有效提升了工作效率和管理水平。該系統(tǒng)成功部署并應(yīng)用于無人機遙感網(wǎng)試驗驗證任務(wù)，實現(xiàn)了 7×24小時穩(wěn)定無故障運行，滿足無人機遙感網(wǎng)任務(wù)調(diào)度需求，驗證了系統(tǒng)在有效性、易操作性、可靠性等方面的能力。

4 結(jié)束語

本文使用目前流行的輕量級工作流技術(shù)，結(jié)合文字、圖表等多種表現(xiàn)形式，設(shè)計開發(fā)了一套基于JBPM 的無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理系統(tǒng)，為無人機遙感網(wǎng)業(yè)務(wù)運行提供了一種網(wǎng)絡(luò)化的反饋式互動在線調(diào)度管理平臺。與一般的任務(wù)管理系統(tǒng)相比，本文提供的基于工作流的可視化管理模式，不僅將無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急調(diào)度管理的業(yè)務(wù)流程及其運行狀態(tài)直觀地展示給用戶，而且實現(xiàn)了無人機遙感網(wǎng)應(yīng)急任務(wù)調(diào)度的全生命周期管理，為用戶提供了直觀、便捷操作與運行維護的環(huán)境。同時，系統(tǒng)提供的工作流定制功能，還可以方便用戶根據(jù)應(yīng)急業(yè)務(wù)流程的演化情況更新應(yīng)急調(diào)度管理工作流模型，僅需開發(fā)新的關(guān)鍵管理節(jié)點組件即可，降低了系統(tǒng)與實際業(yè)務(wù)邏輯的耦合度。運行結(jié)果表明，該系統(tǒng)達到了設(shè)計的預(yù)期效果，具有更好的通用性、可擴展性、穩(wěn)定性以及適應(yīng)業(yè)務(wù)邏輯演化的能力。

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Application of JBPM in Emergency Dispatch Management for UAV Remote Sensing Network

TIAN Wenxin1,2WANG Chaoliang1DOU Shuai1LI Ziyang1

（1 Academy of Opto-Electronics, Key Laboratory of Quantitative Remote Sensing Information Technology,
Chinese Academy of Sciences, Beijing 100094, China）
（2 University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China）

Recently UAVs play an irreplaceable role in the fields of obtaining spatial data of emergency response. On the basis of collecting the UAV remote sensing resources which can be used for emergency and building the network of distributed UAV remote sensing services, in order to ensure that the network operates efficiently, the paper establishes an emergency response dispatch management system of UAV remote sensing network to achieve a unified configuration under the emergency conditions. Firstly, based on the Java Business Process Management (JBPM for short) engine, the paper introduces the basic concepts and framework of JBPM, and discusses the typical workflow of the emergency scheduling management of the UAV remote sensing network. Secondly, combining Petri nets theory, the paper establishes a hierarchical model of emergency scheduling management task, and validated the correctness of the model. Finally, emergency response dispatch management system for UAV remote sensing network based on JBPM, achieving the purpose of lifecycle management of emergency response task. The system is deployed and applied successfully in the validation task ofUAV remote sensing network. It not only meets the requirements of remote sensing network dispatch task, but also operates stably for many hours, providing an online scheduling feedback management platform for UAV remote sensing network.

JBPM engine; Petri nets; emergency dispatch management; unmanned air vehicle; remote sensing network

TP315

: A

: 1009-8518(2016)05-0102-09

10.3969/j.issn.1009-8518.2016.05.012

田汶鑫，女，1990年生，2016年6月獲中國科學院大學電子與通信工程專業(yè)碩士學位。研究方向為遙感技術(shù)與應(yīng)用。E-mail：tianwenxin@aoe.ac.cn。

（編輯：夏淑密）

2016-03-22

國家863計劃（項目編號：2013AA122105）