工作流技術在海事衛(wèi)星業(yè)務受理中的現(xiàn)代研究與實現(xiàn)

劉利靜?燕鵬飛

摘 要 隨著海事衛(wèi)星業(yè)務范圍日益擴大，為了能夠更好兼容三、四代星及未來的五代星業(yè)務，提升整體業(yè)務受理的交易量和成功率，縮短業(yè)務受理時長，其現(xiàn)有業(yè)務支撐系統(tǒng)需要不斷更新。本論文將研究和實現(xiàn)基于工作流的業(yè)務受理系統(tǒng)。工作流處理模塊采用開源的Activiti5工作流引擎實現(xiàn)業(yè)務受理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)轉換、數(shù)據(jù)分發(fā)及全流程自動處理功能。最終消除半手工工作狀態(tài)，保持各系統(tǒng)數(shù)據(jù)一致的需求。

關鍵詞 Activiti5；工作流；業(yè)務受理系統(tǒng)；海事衛(wèi)星

前言

國際海事衛(wèi)星（Inmarsat）是第一個可以覆蓋面積為全球范圍的商用移動衛(wèi)星通信系統(tǒng)[1]，現(xiàn)已發(fā)展成為海、陸、空范圍內話音、傳真、數(shù)據(jù)等衛(wèi)星通信服務。全球有四大關口站，其中北京關口站為其中之一。

目前北京關口站業(yè)務子系統(tǒng)已經形成第四代海事衛(wèi)星[2]網絡體系。四代星業(yè)務支撐系統(tǒng)主要是用于支撐電信通信業(yè)務的業(yè)務受理與業(yè)務需求的擴展[3]，提供業(yè)務開通、變更、注銷，以及對計費數(shù)據(jù)的賬務處理功能，服務于海事衛(wèi)星全體用戶及系統(tǒng)管理部門。

業(yè)務受理是業(yè)務支撐系統(tǒng)重要的組成部分，通過內外需求驅動來優(yōu)化整個系統(tǒng)運營流程，從而提升資金安全，最終滿足系統(tǒng)業(yè)務、財務審計及管理需求等。

由于現(xiàn)有的業(yè)務支撐系統(tǒng)實現(xiàn)非模塊化，大量的建設需求及相關信息處于半手工管理階段，使得各交互系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)存在數(shù)據(jù)不一致情況。鑒于此，本論文將設計和實現(xiàn)一套基于開源的Activiti5工作流的業(yè)務受理系統(tǒng)，通過全自動的流程處理，減少半手工處理帶來的數(shù)據(jù)差異。

1 工作流工作機制

1.1 工作流技術

生產與辦公自動化領域在發(fā)展過程中為了優(yōu)化管理，將生產/辦公處理過程中具有共性的內容進行抽象，涉及的人員通過角色權限抽象成數(shù)據(jù)信息，涉及的共性工作通過任務來進行處理，涉及不同人員/部門之間工作的調度等抽象為系統(tǒng)中的執(zhí)行規(guī)則與過程，將生產/辦公處理過程通過軟件技術進行處理，從中孕育出了工作流技術[4]，提升整個領域的處理效率。

1993年工作流管理聯(lián)盟（Workflow Management Coalition， WMFC）成立，定義工作流為：“工作流是一類能夠完全或者部分自動執(zhí)行的經營過程，它根據(jù)一系列過程規(guī)則、文檔、信息或任務能夠在不同的執(zhí)行者之間進行傳遞與執(zhí)行”[5]。從上可以看出工作流管理聯(lián)盟對于兩者的定義重點在于工作流的執(zhí)行工作上。

WMFC定義了工作流最基本的概念，其中提出的廣泛應用的術語有：工作流、業(yè)務流程、過程定義、過程定義工具、活動、過程/活動實例、工作流管理系統(tǒng)、工作流引擎、工作項、工作列表等，工作流管理聯(lián)盟定義的工作流基本概念間關系圖，如圖1所示。

1.2 業(yè)務流程建模標記語言（BPMN2.0）

（1）BPMN2.0

WMFC的成立在一定程度上促使了整個業(yè)務流程管理市場繁榮發(fā)展，業(yè)務流程管理基本內容是將現(xiàn)實生產活動按照相應的管理過程進行抽象，通過統(tǒng)一管理，使流程涉及的人員能夠在恰當?shù)臅r間點完成各自的任務且任務內容準確無誤，最終實現(xiàn)減少流程冗余及處理流程優(yōu)化的目標。

業(yè)務流程建模標注語言（Business Process Modeling Notation， BPMN）是業(yè)務流程設計與流程實現(xiàn)之間搭建的一條標準化的橋梁，該語言使用圖示的形式簡單清晰的表達生產活動中的業(yè)務流程信息，這種圖示與常見的業(yè)務流程圖圖示相似[6]。

對象管理組織（Object Management Group，OMG）在2011年發(fā)布了BPMN2.0規(guī)范。2.0版本引用了XML語言描述，使用XML語言定義流程節(jié)點的執(zhí)行先后順序，完成了業(yè)務流程可執(zhí)行化的描述。因為BPMN2.0的出現(xiàn)，業(yè)務流程管理的流程建模與模型的序列化執(zhí)行可以使用同一種規(guī)范化定義標準。

（2）BPMN2.0圖形標記

BPMN2.0定義了用于業(yè)務流程處理主要圖形標記，圖形內容包含有五個基本元素，分別是將各個分開的業(yè)務過程/任務/活動連接在一起的連接對象；各節(jié)點直接進行相互傳遞的數(shù)據(jù)信息；用于分辨多部門或者多系統(tǒng)或者多用戶間各自獨立的流程定義的泳道；為各個活動提供上下文途徑的擴展符號——工件（Artifacts）[6]；標識基本工作流處理事件或者任務的工作流對象。2.0版本定義了流程的開始、結束、流程過程判斷等，其包含了事件（Events）、活動節(jié)點（Activities）及網關（Gateways）三類基本要素。

①事件

事件一般用圓圈表示，可以用于表示業(yè)務流程活動的開始、結束，當出現(xiàn)邊界判斷或者定時判斷時候，也可以使用事件進行定義。在實際使用過程中存在多個業(yè)務系統(tǒng)之間整合，此時也可以通過使用事件增強整個系統(tǒng)之間交互控制。BPMN2.0中定義的事件有：開始事件（Start Events）、中間事件（Intermediate Events）、結束事件（End Events）等。

②活動

工作流建模中將存在從啟動到結束有一定過程狀態(tài)的內容定義為活動，活動一般用圓角型圖示進行表示，常見的活動的有任務（Task）、流向（Sequence Flow）及子流程（Sub-Process）等。

任務：可以用于表示工作流執(zhí)行活動內容，任務與其他類型節(jié)點或者其他任務之間的連接通過順序流來實現(xiàn)。

順序流：是帶箭頭的有向連接線，在進行順序定義的時候同時有源頭ID定義及目的ID定義。工作流建模中涉及的所有元素之間的連接均通過順序流連接。

子流程：主要功能是實現(xiàn)流程的繼承。當出現(xiàn)多重復雜流程時，可以通過創(chuàng)建不同級別的流程進行實現(xiàn)。

③網關

工作流建模過程中存在流程判斷與流程并行執(zhí)行情況，這種情況可以通過網關來實現(xiàn)。BPMN2.0中定義的網關有：并行網關（Parallel Gateway）、排他型網關（Exclusive Gateway）、包容型網關（Inclusive Gateway）。

并行網關：是經過該網關的活動可以同時被執(zhí)行，該網關所有輸入的順序流對應的源活動節(jié)點均執(zhí)行完畢后，才能繼續(xù)執(zhí)行網關輸出流連接的活動節(jié)點。

排他型網關：是經過該網關可能有多條順序流輸出，但是最終只有一條滿足參數(shù)判斷條件的輸出流被調用執(zhí)行。

包容型網關：被用來進行條件性拆分或者歸并順序流。

1.3 Activiti5引擎

（1）Activiti5

Activiti5以BPMN2.0標準化語言為基礎，可以通過標準化的建模語言與可執(zhí)行化的描述完成相應工作流的建立與執(zhí)行，使應用該開源工作流引擎的企業(yè)能夠處理形式多樣的問題。Activiti5最終的目標是為了創(chuàng)建更靈活開放的業(yè)務流程管理處理方案[7]。

Activiti5擁有活躍的生命力與潛在的可能性，原因在于在底層開發(fā)框架許可上選擇的是Apache，這樣使得整個架構可以開放給全世界，而不僅僅是將歸屬權限制在某個公司或者個人。

（2）Activiti5與BPMN2.0

BPMN2.0定義了標準的建模圖示與可序列化執(zhí)行的描述信息，Activiti5在設計與研發(fā)中嚴格按照BPMN2.0標準執(zhí)行，實現(xiàn)了其中大部分的圖示定義與可序列化執(zhí)行語義的描述。Activiti5是開源的業(yè)務流程管理軟件和工作流系統(tǒng)引擎，同時通過自定義擴展元素與屬性，在實際生產過程自動化建設過程中，可以實現(xiàn)更多的業(yè)務功能。這些擴展的元素與屬性同樣支持BPMN2.0標準規(guī)范。

Activiti5通過BpmnParseHandler類進行BPMN2.0 XML流程定義文件的解析。其解析過程為從頂部節(jié)點開始解析，逐級深入，從定義的屬性、導入、分項定義、消息、接口、錯誤信息到過程定義，最后進行可視化定義的讀取與分析。

除了以上內容外，Activiti5還引入了監(jiān)聽機制，包含：BPMN解析監(jiān)聽、任務監(jiān)聽、執(zhí)行監(jiān)聽、事務監(jiān)聽。

2 工作流處理模塊設計與實現(xiàn)

2.1 工作流處理模塊需求分析

海事衛(wèi)星業(yè)務受理系統(tǒng)需要將用戶提交的業(yè)務受理信息，進行數(shù)據(jù)解析處理并發(fā)送到不同系統(tǒng)中。與業(yè)務受理系統(tǒng)進行交互的有Inmarsat系統(tǒng)、Billing系統(tǒng)、賬管系統(tǒng)、流控系統(tǒng)及870系統(tǒng)。

各交互系統(tǒng)需要的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)格式相差很大，對受理數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)解析轉換處理在工作流處理模塊進行操作。各平臺數(shù)據(jù)處理的時候根據(jù)其開通的關鍵性及后續(xù)處理便捷性進行排序。

現(xiàn)有系統(tǒng)目前對于各平臺數(shù)據(jù)處理部分處于半手工狀態(tài)，因而為了能夠實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理的及時性、準確性，引用Activiti開源工作流進行配置處理。Inmarsat系統(tǒng)通過報文文件方式進行數(shù)據(jù)訂購/變更/退訂操作，因而工作流流程處理過程中采用異步的方式實現(xiàn)。當某個平臺處理失敗的時候，需要考慮錯單、異常訂單處理機制。

因而工作流處理模塊需要實現(xiàn)的內容如下：

（1）Activiti工作流的啟動、查詢、停止等操作控制與管理。

（2）需要解析訂單信息，將訂單信息轉化為各個外圍平臺識別的報文信息。

（3）出現(xiàn)異常情況的錯單處理，訂單重發(fā)或者訂單撤單操作等。

（4）所有平臺均處理完成后，整個工作流數(shù)據(jù)的歸檔操作。

2.2 Activiti5在海事衛(wèi)星受理系統(tǒng)中的應用實現(xiàn)

工作流管理模塊主要實現(xiàn)工作流的啟動、查詢與終止操作。訂單模塊創(chuàng)建訂單完成后，調用工作流處理模塊進行訂單的派發(fā)操作。初始化時調用Activiti啟動工作流，每個訂單生成唯一的流程實例ID（PROC_INST_ID），每個訂單發(fā)送到不同平臺，生成不同的TASK_ID。當訂單派發(fā)處理完成后，調用Activiti終止工作流，管理工作流的生命周期。Activiti流程圖如圖6所示。

圖6 Activiti流程圖

工作流管理模塊實現(xiàn)了對工作流流程的控制與分發(fā)，整個流程設計自動化完成處理，減少了人工操作及各系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)差異。系統(tǒng)中實現(xiàn)的工作流主要使用節(jié)點有開始事件、順序流、JAVA服務任務、用戶任務、排他型網關及結束事件。每個節(jié)點實現(xiàn)的任務不同。針對Acitiviti流程圖中重要節(jié)點定義圖形符號、類型及功能描述如表1所示。

（1）JAVA服務任務：工單預處理節(jié)點的XML定義如下。

節(jié)點參數(shù)定義：

id參數(shù)定義為 servicetask_orderPreprocessor；name名稱為工單預處理（判斷是否發(fā)送inmarsat）；

activiti：expression是該節(jié)點調用的表達式，Expression表達式可以用于Java Service Tasks、Task Listeners和Condition Sequence Flows中。

activiti：resultVariableName表示該節(jié)點執(zhí)行完畢后，執(zhí)行結果賦值的參數(shù)名稱，如節(jié)點正常結束，節(jié)點最終輸出結果為param=Continue（param參數(shù)值用于順序流判定）。

節(jié)點功能：

該節(jié)點實現(xiàn)的功能為先判斷是否發(fā)送Inmarsat平臺，如果發(fā)送直接調用發(fā)送Inmarsat任務，不發(fā)送則調用通知訂單處理模塊進行轉實例操作。

（2）用戶任務：發(fā)送Inmarsat節(jié)點的XML定義如下。

節(jié)點參數(shù)定義：

id定義為usertask_inmarsat。name名稱定義為發(fā)送inmarsat。

activiti：async參數(shù)定義服務處理是異步操作；當設置async=”true”的時候，流程引擎采用JobExecutor來異步執(zhí)行，引擎首先會將該任務實例化一條job記錄，插入act_ru_job表中，然后JobExecutor掃描該表并加鎖執(zhí)行該job。

extensionElements：User Task的擴展屬性定義，任務監(jiān)控（Task Listener）定義是用戶任務的擴展屬性。

activiti：taskListener：使用任務監(jiān)聽器方式實現(xiàn)該節(jié)點功能，通過方法表達式完成類調用，在此該節(jié)點功能具體的實現(xiàn)類方法為interOrderAllBusiServiceImpl.orderSendInmarsat（task）（task參數(shù)保存當前任務的相關信息）。

節(jié)點功能：

對訂單數(shù)據(jù)進行解析并轉化成Inmarsat平臺可以識別的文件，并增加任務監(jiān)控，出現(xiàn)異常的時候捕獲異常，并進行相應的異常處理。

（3）排他型網關：網關節(jié)點的XML定義如下。

節(jié)點參數(shù)定義：

id定義為exclusivegateway1；name名稱定義為Exclusive Gateway；

節(jié)點功能：

排他型網關連接一個輸入流，三個輸出流，三個輸出流分別為：判斷參數(shù)值是Continue調用通知受理轉實例分支；判斷參數(shù)值是Repeat調用發(fā)送Inmarsat節(jié)點；判斷參數(shù)值是Exception調用錯單處理節(jié)點。

（4）順序流：連接排他型網關exclusivegateway1有三個輸出順序流。

節(jié)點參數(shù)定義（以flow90節(jié)點為例）：

id定義為flow90。

sourceRef定義flow90順序流的源頭節(jié)點是id為exclusivegateway1的排他型網關。

targetRef定義flow90順序流的目標節(jié)點是id為servicetask_accept的服務任務。

conditionExpression定義順序流flow90分支條件判斷表達式，使用單變量的boolean表達式進行判斷處理，順序流flow90分支的條件判斷定義為：${param==Continue}，增加CDATA標記是格式化字符數(shù)據(jù)。

節(jié)點功能：

flow90的源頭節(jié)點是網關，目標節(jié)點是服務任務通知訂單處理模塊進行轉實例操作節(jié)點；flow91的源頭節(jié)點是網關，目標節(jié)點是發(fā)送數(shù)據(jù)到Inmarsat系統(tǒng)節(jié)點；flow72的源頭節(jié)點是網關，目標節(jié)點是錯單處理節(jié)點。

輸出順序流的定義如下所示：

sourceRef=”exclusivegateway1”

targetRef=”servicetask_accept”>

<！[CDATA[${param==Continue}]] >

sourceRef=”exclusivegateway1” targetRef=”usertask_inmarsat”>

<！[CDATA[${param==Repeat}]] >

sourceRef=”exclusivegateway1” targetRef=”usertask_error_1”>

<！[CDATA[${param==Exception}]] >

3 結束語

本文研究和實現(xiàn)了基于工作流的業(yè)務受理系統(tǒng)，通過引用開源的Activiti5工作流引擎，實現(xiàn)了海事衛(wèi)星業(yè)務受理系訂單的全自動處理功能，解決了之前應用系統(tǒng)的半手工訂單處理問題，最終避免了各系統(tǒng)之間數(shù)據(jù)不一致情況。而與五代星業(yè)務融合是后續(xù)事衛(wèi)星業(yè)務范圍日益擴大，五代星業(yè)務也在慢慢成熟，需要推廣到市場中，如何實現(xiàn)與五代星業(yè)務融合，也將是非常有意義的工作。

參考文獻

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[7] Tijs Rademakers，Ron van Liempd.Activiti in Action[M].New York：Manning Publications，2007：51-52.

作者簡介

劉利靜（1987-），女，河南新鄉(xiāng)人，中國交通通信信息中心，研究方向：交通信息化。

燕鵬飛（1981-），男，內蒙古烏蘭察布人，中國交通通信信息中心，研究方向：交通信息化。