闭环非常态控制的工作流建模及软件结构研究

论文摘要

工作流管理技术在各行各业已有较为广泛的应用。本文着重将工作流技术应用于水利领域的水资源配置过程，目的是提高水资源配置系统的效率，特别是应对突发事件的能力。 目前水资源配置的信息化过程存在着较严重的“技术孤岛”现象，各个功能模块除了数据关联之外，很少形成物理上的有机联系。水资源配置因水源构成的不同，过程约束非常复杂，主要有单源单约束、单源多约束和多源多约束三种情况。当异常事件发生时，不同约束的控制过程的调整不仅耗时，而且，由于传统的信息系统没有处理异常事件和面对异常事件的变更能力，无法对异常事件实施干预或干预滞后，结果不是工程毁坏，就是水资源浪费，损失在所难免。 针对水资源配置的上述问题，本文利用统一建模语言（United Modeling Language，UML）对其过程进行系统的工作流建模，特别针对异常事件，采用事件驱动（Event-Condition-Action，ECA）方式实现实时控制。这种处理机制实现了过程控制与具体事件间的相对独立，便于系统扩展和更新。对于比较复杂的控制过程，例如多源多约束，进一步采用分层建模方法，既简化了模型，又保证了层间的相对独立。 为了验证所建模型的正确性，本文先将UML模型转化为工作流网，再逐步对库所和变迁进行合并，实现工作流网的图形化简，最后得到只有一个变迁和一个库所的自闭环的模型，从而证明模型的正确性。 在过程建模的基础上，论文最后研究并设计了具有异常事件处理能力的水资源配置工作流管理系统的软件结构，并且实现了软件的功能原型。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究现状
• 1.3 论文内容
• 1.4 论文组织
• 第二章 水资源配置的物理过程与分析
• 2.1 水资源配置的特点
• 2.2 单源单约束的水资源配置
• 2.3 单源多约束的水资源配置
• 2.3.1 常态控制
• 2.3.2 非常态控制
• 2.4 多源多约束的水资源配置
• 2.4.1 常态控制
• 2.4.2 非常态控制
• 2.5 复杂多源多约束的水资源配置
• 2.6 本章小结
• 第三章 水资源配置工作流建模
• 3.1 工作流模型
• 3.1.1 基本概念
• 3.1.2 工作流元模型和形式化定义
• 3.2 建模方法与步骤
• 3.2.1 建模方法与步骤
• 3.2.2 建模工具
• 3.3 单源单约束的工作流建模
• 3.3.1 常态控制建模
• 3.3.2 非常态建模
• 3.4 单源多约束的建模
• 3.4.1 常态控制建模
• 3.4.2 非常态控制过程
• 3.5 多源多约束的建模
• 3.5.1 常态控制过程建模
• 3.5.2 非常态控制过程建模
• 3.6 复杂多源多约束的建模
• 3.7 本章小结
• 第四章 水资源配置工作流模型的验证
• 4.1 Petri网和工作流网
• 4.2 工作流过程模型到工作流网的转换方法
• 4.2.1 UML活动图与工作流网的映射关系
• 4.2.2 UML序列图和状态图的工作流网映射
• 4.3 模型化简方法
• 4.4 过程模型的验证
• 4.4.1 工作流过程模型转化为工作流网模型
• 4.4.2 工作流网模型的化简
• 4.5 本章小结
• 第五章 水资源配置工作流管理系统软件原型
• 5.1 体系结构
• 5.2 功能划分
• 5.2.1 过程建模
• 5.2.2 组织建模
• 5.2.3 工作流引擎
• 5.2.4 工作流监控
• 5.2.5 工作流仿真
• 5.3 软件环境
• 5.3.1 技术平台
• 5.3.2 工作流引擎 OSWorkflow
• 5.4 软件原型
• 5.4.1 工作流流程定义文件
• 5.4.2 配置工作流
• 5.4.3 系统页面设计
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢