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1、工作流技术在高速铁路技术体系的应用探讨雷跃摘 要提出在我国未来的高速铁路技术体系中引入工作流技术。介绍工作流、工作流管理系统的基 本定义、特点及工作流参考模型。阐述了基于工作流的动车运用所信息系统的业务流程设计、 系统功能设计及系统的体系架构。展现了工作流技术在未来的高速铁路技术体系中的应用前 景。【关键词高速铁路动车组工作流技术流程设计体系架构；1. 引言鉴于世界上目前高速铁路技术最发达的日木、法国和徳国来看，我国铁路现有的传统管理理念和 手段是无法适应未来高速铁路的要求。我国铁路传统的MIS系统自动化程度仍然偏低，往往需要人工 手动传达各种命令并容易出现错误，从而降低生产效率。解决上述问题
2、最有效办法就是引入工作流技 术。建立基于T作流的动车运用所信息系统，对高层管理决策人员來说,能紧密结合所内检修调度作 业，根据需要迅速变更组织、人员及业务流稈等，而不必对现有系统进行重构；对普通丁作人员来说, 通过无纸化办公流程能快速交互及共享资源，有效地提高工作人员的工作效率，从而极大地提升管理 水平。2. 工作流技术概述工作流的研究与应用如今已成为IT技术研究的热门课题。所谓工作流(Workflow)就是“业务过 程的部分或整体在计算机应用环境下的自动化”，它主要解决的是“使在多个参与者Z间按照某种预定 义的规则传递文档、信息或任务的过程自动进行，从而实现某个预期的业务目标，或者促使此目标
3、的 实现”。丁.作流管理系统(Workflow Management System, WFMS)则是指运彳亍在一个或多个称为T作流引 擎的软件上的用于定义、实现和管理工作流运行的一套软件系统，它和工作流执行者(人、应用)交 互，推进工作流实例的执行，并监控工作流的运行状态。在工作流管理系统的支撑下，通过集成具体 的业务应用软件和操作人员的界面操作，就能够良好地完成对业务过程运行的支持。工作流之所以能得到广泛的应用，还因为其具有以下特点：图形化、可视化设计流程图并支持各 种复杂流程；B/S结构,纯浏览器应用；组织结构级处理者指定功能，处理过程可跟踪、管理；与MAIL 系统集成等。2. 1工作流参
4、考模型工作流管理联盟(WFMC)提出了一个工作流的参考模型，约定了工作流管理系统的体系结构、应 用接口及特性，主要目的是为了实现工作流的标准化与开放性。工作流参考模型如图1所示。过程定义工具管理与监怦工具I作流执行服务器接口 $/LJrV匸作流执行服务器按【”总接调用应用工作流客尸应用图1工作流参考模型从图1可看岀，工作流管理系统主要内容分五部分：（1）工作流执行服务器：由一个或多个工作流引擎构成的软件服务器，用来创建、管理、执行工 作流实例，不同工作流引擎通过协作共同执行工作流。（2）工作流引擎：工作流管理系统的核心软件纽件。它的功能包括：解释过程定义；创建过程实 例并控制其执行；调度各项活
5、动；为用户工作表添加工作项；通过应用稈序接口（APT）调用应用稈序; 提供监督和管理功能等。（3）过程定义工具：用來创建计算机可处理的业务过程描述。它可以是形式化的过程定义语言或 对象关系模型，也可以是简单地规定用户间信息传输的一组路由命令。（4）管理与监控工具：主要负责对工作流实例的运行进行监控。管理员可以通过工作流管理工具 获得目前备个活动的运行情况报告，并干预实例的推进。（5）T作流客户应用和直接调用的应用：是T作流管理系统运行所需要的资源，如人或应用稈序。3. 动车运用所的工作流建模鉴于徳国高速铁路的ICE动车组检修基地与生产管理计算机系统，通过对广州东动车运用所述行调 研后总结出按以
6、下步骤建立动车运用所信息系统的组织结构及业务流稈：（1）建立组织机构，用图形编辑器定义蕖个动车运用所的组织结构及各部门岗位员工的职务级别关 系及员工信息，并给角色进行相应的授权管理。（2）建立数据库。根据所内设计的功能需求，设计并建立各子系统对应的数据库模型及其表结构。（3）建立业务对象模型，业务对象模型是工作流引擎运行所支撑的基础数据。依据建立好的数据库 及其表结构定义业务对象模型，即建立从数据库表结构到对象的映射，业务对象模型可以被多个业务 功能模型所引用。（4）建立业务功能模型，业务功能模型引用一个业务对象模型，并定义该业务对象模型的行为及其 在客户前端的表现内容及表现形式。（5）建立业
7、务流程模型，用可视化的过程定义T具绘制出某个业务的流程及其包含的活动。对于每 项业务流稈，定义它的启动条件、启动方式、执行人员、角色、退出条件、退出方式等及相应的工作 委托、协调等相关属性并指定数据结构和执行该活动所需的程序。并针对每个流程、活动及其表单设 置相应的角色用户，并设置其访问权限（6）求对前端界面进行编稈，工作流引擎将白动完成从前端到业务流稈模型的对应。（7）当流程设置完毕后进行流稈验证。3. 1业务流程设计动车组运川维修基地与动车纽运用所的最大区别在于其修程修制并不一样，因此动车组在进入动 车运用所后根据运用检修计划应完成动车组的口检、整备、存放及临修作业。根据动车组运川状态不
8、同，动车组运用所内的动车组作业流程主耍有以下几种：1）入所动车组不需要清洗作业及日常整备作业。这种状态主要指外部的检修基地动车纟R入所存放时肓接进入存车场存放，木部的检修基地动车组 如需在车站停留较长时间时，也可入所等待。作业流程为：2）入所动车组需完成外皮清洗、轮对踏血诊断、口检作业。动车组按此作业流稈:3）动车组入所后，仅完成外皮清洗，不需要完成口检作业。按正常作业程序，动车组的清洗周期、扌非污周期可以安排与口检周期相同或是LI检周期的整数倍。 作业流程为：4）动车组夜间集中到达。根据动车组的运用特点，在夜间存在动车组集中入所的情况，此时，检查库线已被先期到达的动 车组占用，正在进行口检作
9、业，后期到达的动车组可先进入存车场停放，需要进行外皮清洗的动车组 也可在进行外皮洗刷、轮对踏面诊断作业后进入存车场，待检查库线有空闲时入库完成口检、報备作 业。作业流稈为：”、已】轮对踏1 了外皮清 旳厂面检测广1洗存车场待发CHH5）毓轮作业。根据国外动车组的有关资料分析，动车组的毓轮作业周期初步确定为710力公里，同时也可根 据踏面诊断的结果分析确定，并通过动车组运用所运用管理信息系统提前安排动车组的魏轮作业，入 所后即可完成作业。作业流程为：6）排污作业。排污作业通常在检查整备库完成，但由于种种原因可能存在动车纟H.需要临时排污作业，而检杏库 线已被占一用的情况下，可在外存车线上利用移动
10、式卸污设备完成排污作业。3.2系统功能设计动车组运用所信息系统实现对动车纽运用所内备项业务的管理。根据业务功能需求，动车组运用 所信息系统应分为动车组调度与运用管理、生产计划与作业监控管理、质量保障管理、设备设施管理、 材料配件仓储管理与配送、财务及行政办公管理六个了系统，各了系统功能独立、信息关联、分工协 作，共同完成动车组运用所的信息管理工作。系统功能结构示意图如图2所示：图2动车纽运川所信息系统结构示意图4. 基于工作流的动车运用所信息系统的体系架构动车组运用所信息系统软件设计应逍循相关设计标准和原则，采用先进、成熟并具有发展前景的 技术和产品，以适应先进的管理要求，确保系统的安全性、可
11、靠性、完备性、开放性和扩展性。软件 设计应该采用模块化、结构化、标准化设计方法，功能完全、结构合理、运行高效。其中，软件应用是工作流技术运用于动车运用所信息系统的主要平台，根据业务功能需求，工作 流平台对内而言是六大了系统的技术支撑平台，对外而言则是与外部各个系统的窗口。因此，基于工 作流的动车运用所信息系统的体系架构，如图3所示：业务对彖模型抽象对象模型丁作流引擎通用数据库Rwaww刃车绍腐g 巧运用青理主产计划号作业监簣对隽忖政剜公青理MHn2fTHIzxzzxzZ业务功能模型业务流程模型图3基于工作流的动车运用所信息系统体系架构图其中，通用数据库是系统的底层数据支撑平台，数据库可以是我们
12、通用的数据库系统，如Oracle 数据库、IBM的DB2数据库、MS的SQL Server数据库等目前主流商业数据库等。主要用于建立并存放 系统应用所需要的齐种数据，包括系统白定义数据、用户数据、动车运用所需要的相关数据类型。在数据库Z上是工作流引擎及抽象对象模型，T作流引擎是桀个系统的底层核心，负责桀个系统 的业务流转、流程监控管理等。而业务对象模型、业务功能模型及业务流稈模型则是属于底层模型开发，业务对象模型主要用于 从数据库表字段到开发人员使用的对象映射，提供底层数据对象支持；而业务功能模型可对应于多个 业务对彖模型，开发人员可以设置多个业务功能，以完成不同的任务；业务流程模型则是把多个
13、业务 功能进行敕合，形成真正的业务流程，并可以设置相应的用户权限及分配角色，使得不同角色能各施 其职，完成H身的任务。系统设计中的六大了系统则是作为具体应用实现在工作流的支撐平台之上。4. 结语木文提出了基于工作流的动车运用所信息系统的初步研究。通过分析工作流的定义、特点及T作 流参考模型，进行业务流稈设计、系统功能设计及体系技术架构设计。说明丁作流技术完全能应用于 我国的动车检修基地（所）信息系统。工作流技术必将广泛应用于我国未来高速铁路技术体系Z中， 并使铁路实质性改变其传统的组织结构配置方式，使铁路系统顺利地进行扩展以满足不断变化的市场 和社会环境，增强铁路运输的竞争力，从而带来巨大的效
14、益。参考文献1 Wil van der Aalst, Kees van Hee. Workflow Management: Model len, Methoden en System M (in D, utch). Schoonhoven: Academic Service, 1997.2 WorkflowManagementCoa1i t ion. WFMCTC-1003, TheWorkflowRefereceModelEB/OL. http: /www. wfmc. org/standards/docs. htm, 2005-04.3 中华人民共和国铁道部京沪高速铁路设计暂行规定(下)北京：中国铁道出版社,2004.铁道科学研究院高速铁路技术研究总体组，高速铁路技术M.北京：中国铁道出版社，2005.5 冯双洲，德国ICE高速动车组及其检修技术J机车电传动,2002.4: 1-4-18.6 池毓敢，周力.时速200km动车组修程修制的建议方案J.铁道车辆,2005.4: 30-32.范玉顺.工作流管理技术基础M.北京：清华大学出版，2001.刘坍波,索东梅工作流技术及建模方法研究J 长春师范学院学报, 2005: 24 ( 3 ) 78-79.(原刊于科学时代2007年第11期)
