地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法.pdf

軟件學(xué)報(bào) ISSN 1000 9825 CODEN RUXUEW E mail jos Journal of Software 2015 26 3 584 599 doi 10 13328 ki jos 004772 中國(guó)科學(xué)院軟件研究所版權(quán)所有 Tel 86 10 62562563 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 朱鑫偉 1 朱國(guó)賓 1 Seppe VANDEN BROUCKE2 1 武漢大學(xué) 國(guó)際軟件學(xué)院 湖北 武漢 430079 2 Research Center for Management Informatics KU Leuven Leuven 3000 Belgium 通訊作者 朱國(guó)賓 E mail gbzhu 摘 要 明晰了受地理空間約束的業(yè)務(wù)流程的兩個(gè)基本概念 地理位置與地理空間信息 首先 提出了地理空間約 束思想 分析了地理空間約束的內(nèi)涵 并在工作流元模型的知識(shí)基礎(chǔ)上構(gòu)建了地理空間約束的 UML 語(yǔ)義框架 其次 以形式化的方式提出了地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 LAWF net 并描述了 LAWF net 模型轉(zhuǎn)化為 CPN 可執(zhí) 行模型的規(guī)則 探討了地理空間約束對(duì)流程建模的影響 最后 通過(guò)案例結(jié)合 GIS 系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)展 CPN Tools 不僅驗(yàn)證了 LAWF net 建模方法的可行性 而且實(shí)現(xiàn)了地理空間約束的業(yè)務(wù)流程的可視化 關(guān)鍵詞 地理空間信息 業(yè)務(wù)流程建模 地理空間約束 LAWF net 中圖法分類號(hào) TP311 中文引用格式 朱鑫偉 朱國(guó)賓 Vanden Broucke S 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 軟件學(xué)報(bào) 2015 26 3 584 599 英文引用格式 Zhu XW Zhu GB Vanden Broucke S Business process modeling with geospatial constraints Ruan Jian Xue Bao Journal of Software 2015 26 3 584 599 in Chinese Business Process Modeling with Geospatial Constraints ZHU Xin Wei1 ZHU Guo Bin1 Seppe VANDEN BROUCKE2 1 International School of Software Wuhan University Wuhan 430079 China 2 Research Center for Management Informatics KU Leuven Leuven 3000 Belgium Abstract This paper introduces a methodology towards enabling business process modeling with geographic and geospatial information First a comprehensive framework of geospatial constraints formulated as a UML based semantic model is proposed Next a business process modeling language LAWF net is designed to combine traditional control flow constructs with the aforementioned geospatial constraints To enable the execution of such models a mapping to Coloured Petri Nets CPN is formulated The proposed approach is implemented in the form of a CPN tool extension and a case study is presented to show that the new approach is feasible in practice and can be combined and integrated with existing GIS systems Key words geospatial information business process modeling geospatial constraint LAWF net 業(yè)務(wù)流程管理以流程為核心 增值為目的 是一種對(duì)流程生命周期進(jìn)行有效分析 持續(xù)改進(jìn) 控制和管理 的系統(tǒng)性結(jié)構(gòu)化方法 受到了企業(yè)界 IT 界和學(xué)術(shù)界的廣泛重視 如何將地理空間信息引入到業(yè)務(wù)流程管理中 是研究的重要課題之一 地理空間信息引入到業(yè)務(wù)流程管理中并發(fā)揮積極作用 這對(duì)輔助實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化 流 程優(yōu)化和創(chuàng)造價(jià)值的意義不可忽視 一方面 傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程管理側(cè)重于最大范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程的自動(dòng)化或者部分自動(dòng)化 研究和實(shí)踐的重心 在于任務(wù) 而非資源或者數(shù)據(jù)方面 地理位置信息在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程建模語(yǔ)言中只是任務(wù)的一個(gè)的靜態(tài)屬性 甚 至可能被忽略考慮 基金項(xiàng)目 國(guó)家科技支撐計(jì)劃 2012BAH01F02 收稿時(shí)間 2014 07 01 修改時(shí)間 2014 09 30 定稿時(shí)間 2014 11 21 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 585 比如在 BPMN 和 YAWL 中 地理位置信息以擴(kuò)充屬性的形式存在 而在 BPMN 中 地理位置信息還可以通 過(guò)泳道 文本注釋或者數(shù)據(jù)傳遞的方式在業(yè)務(wù)流程模型直觀表達(dá) 在 ARIS 中 地理位置信息只是存在于 EPCs 的組織機(jī)構(gòu)對(duì)象的屬性中 不管哪種業(yè)務(wù)流程建模方法 地理位置屬性都是以文本信息的靜態(tài)狀態(tài)來(lái)描述 并沒(méi) 有涉及位置信息的拓?fù)潢P(guān)系 另一方面 傳統(tǒng)業(yè)務(wù)流程側(cè)重于管理結(jié)構(gòu)化的流程 因此在銀行 保險(xiǎn) 稅務(wù)等流程結(jié)構(gòu)非常清晰的領(lǐng)域 應(yīng)用非常廣泛 而如今 隨著業(yè)務(wù)流程管理理念的不斷深入 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及 傳感器技術(shù)的快速發(fā)展 位置 服務(wù)的廣泛應(yīng)用 對(duì)業(yè)務(wù)流程的要求更加細(xì)化 靈活 尤其在物流 調(diào)度 應(yīng)急管理等對(duì)位置敏感的領(lǐng)域 要實(shí) 現(xiàn)流程柔性 要求地理位置信息在新的業(yè)務(wù)流程模型中發(fā)揮重要作用 因此 在新的業(yè)務(wù)流程建模方法中 需要參照地理位置信息在地理信息系統(tǒng)的表達(dá) 重新定位地理位置信息 的地位 表達(dá)方式和作用 本文提出了基于地理信息約束的擴(kuò)充建模方法 這種方法 1 基于地理信息的流程建模更加逼近于現(xiàn)實(shí)的模型 傳統(tǒng)的流程建模并沒(méi)有否認(rèn)位置的存在 但是它 將地理信息約束對(duì)流程建模的影響忽略了 或者說(shuō) 它假設(shè)地理變量是一個(gè)恒定的常量 位置信息的 引入 使得建模更加精準(zhǔn) 模型描述更加逼近現(xiàn)實(shí) 2 基于地理信息約束的建模使得參與者與模型之間互為反饋 參與者通過(guò)位置動(dòng)態(tài)參與模型過(guò)程 而 模型通過(guò)捕捉參與者的行為并根據(jù)其行為調(diào)整目標(biāo) 使模型目標(biāo)達(dá)到最優(yōu)化 3 流程的抽象粒度從宏觀層面細(xì)化到微觀 細(xì)化的程度取決于地理信息構(gòu)筑的上下文語(yǔ)境以及地理信 息所描述的空間影響范圍 目前 國(guó)內(nèi)外關(guān)于地理位置 地理信息對(duì)業(yè)務(wù)流程建模影響方面的研究尚不多見(jiàn) 且大多數(shù)停留在理論探 討和個(gè)案分析中 De Leoni等人 1 嘗試了在流程感知的信息系統(tǒng)YAWL中實(shí)現(xiàn)流程執(zhí)行過(guò)程中的任務(wù)和資源中 的地圖可視化 但論文沒(méi)有對(duì)位置與建模的關(guān)系進(jìn)行深入的探討 Decker 等人 2 3 深入分析了位置約束對(duì)移動(dòng)工 作流的影響 提出了位置對(duì)流程行為約束的概念 并以 BNF 語(yǔ)法表示了位置約束規(guī)則 而張力等人 4 基于 Petri 網(wǎng)研究了位置敏感工作流建模的方法 并以形式化方式對(duì)建模正確性進(jìn)行了驗(yàn)證 回顧前期的研究 文獻(xiàn) 2 4 均 是基于對(duì)地理位置的分析 沒(méi)有將位置概念提升到地理信息層面 對(duì)于復(fù)雜業(yè)務(wù)流程模型顯得支持力度不足 文 獻(xiàn) 4 所提出的 6 種位置關(guān)系原語(yǔ)僅從實(shí)用角度 若從地理信息的角度看是欠完備的 另外 他們所給出的位置約 束條件也僅從精確約束條件出發(fā) 未考慮到地理語(yǔ)義場(chǎng)景下常見(jiàn)的模糊約束條件 本文將地理位置和地理信息納入到影響流程建模的上下文背景中 5 在第 1 階段研究中 分析了對(duì)地理位 置與地理信息兩者的內(nèi)涵和表達(dá) 剖析了地理信息對(duì)流程建模的約束方式 提出了地理空間約束的UML擴(kuò)展框 架 這是一種地理空間約束對(duì)傳統(tǒng)建模的擴(kuò)充方法 6 第 2 階段的研究主要討論如何進(jìn)行地理空間約束的業(yè)務(wù) 流程建模 以及怎樣驗(yàn)證其正確性和可行性 1 業(yè)務(wù)流程上下文 1 1 流程的上下文框架 自然 科技 經(jīng)濟(jì)等客觀世界和人的認(rèn)知是不斷變化發(fā)展的 這要求組織機(jī)構(gòu)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的工作環(huán)境變 化和需求變化對(duì)業(yè)務(wù)流程進(jìn)行調(diào)整 控制 即具有流程柔性 7 這種柔性需求歸因于流程賴以生存的上下文變 化 表現(xiàn)為內(nèi) 外因素的變化 外部因素影響包括自然 科技 經(jīng)濟(jì) 法律等從宏觀上對(duì)流程產(chǎn)生的影響以及 流程外與組織機(jī)構(gòu)相關(guān)聯(lián)的其他機(jī)構(gòu)的影響 而內(nèi)部因素影響特指組織機(jī)構(gòu)內(nèi)部的變動(dòng)以及流程本身需求的 變化或者異常情況的發(fā)生 上下文是環(huán)境本身以及環(huán)境各實(shí)體所明示或隱含的可用于描述狀態(tài) 含歷史狀態(tài) 的任何信息 其中 實(shí)體 既可以是人 地點(diǎn) 天氣等物理實(shí)體 也可以是時(shí)間 網(wǎng)絡(luò)狀況等虛擬形態(tài) 8 流程上下文指與流程運(yùn)行相關(guān)的 所有因素 即前面談到的內(nèi)外因素 比如國(guó)際包裹發(fā)送的過(guò)程中 雙邊國(guó)家海關(guān)政策 運(yùn)輸?shù)奶鞖鉅顩r 運(yùn)輸手 段等均可認(rèn)為是其上下文 從工作流運(yùn)行原理出發(fā) 仿照 Rosemann Recker 5 上下文概念模型 Van Der Aalst 和 Dustdar 9 概括工作流數(shù) 586 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 據(jù)歸為 4 層 實(shí)例上下文數(shù)據(jù)層 工作流上下文數(shù)據(jù)層 組織環(huán)境數(shù)據(jù)層和外部環(huán)境數(shù)據(jù)層 如圖 1 所示 1 實(shí)例上下文數(shù)據(jù)層主要是單個(gè)工作流實(shí)例或者工作流案例涉及的工作流屬性數(shù)據(jù) 比如物流的工作 流實(shí)例中包含的屬性有客戶姓名 客戶郵寄地址 貨物名稱 貨物所在地等 2 工作流上下文數(shù)據(jù)層考慮運(yùn)行中的所有工作流案例或者實(shí)例包含的所有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)信息 比如運(yùn)行中 的工作流案例數(shù)量 實(shí)例數(shù)量 資源負(fù)荷情況 區(qū)域分配比例等 3 組織環(huán)境數(shù)據(jù)層主要是組織內(nèi)外相關(guān)的企業(yè)環(huán)境對(duì)工作流的運(yùn)行產(chǎn)生影響的數(shù)據(jù) 比如新競(jìng)爭(zhēng)者的 規(guī)模 個(gè)人的工作效率等 4 外部環(huán)境數(shù)據(jù)層主要是參與者和組織機(jī)構(gòu)以外的間接影響工作流的屬性和數(shù)據(jù) 比如某地的天氣數(shù) 據(jù) 法律條款等 實(shí)例上下文 數(shù)據(jù)層 工作流 上下文數(shù)據(jù)層 組織環(huán)境 上下文數(shù)據(jù)層 外部環(huán)境 數(shù)據(jù)層 Fig 1 Geospatial information in the levels of context data 圖 1 與地理空間信息相關(guān)的上下文數(shù)據(jù)概念圖 本文認(rèn)為 實(shí)例上下文數(shù)據(jù)層和工作流數(shù)據(jù)層是流程上下文的概念模型中地核層的數(shù)據(jù)表達(dá) 即 地理空間信息 靜態(tài)信息活動(dòng)的核心層 所謂地理位置靜態(tài)信息指地理位置數(shù)據(jù)作為屬性參數(shù)存在于工作流主要元 素的屬性集中 只是對(duì)執(zhí)行者 任務(wù)等所在地的客觀說(shuō)明 不決定流程的走向 比如顯示組織機(jī)構(gòu)的地 名 任務(wù)執(zhí)行的地點(diǎn)等 組織環(huán)境數(shù)據(jù)層與企業(yè)戰(zhàn)略和市場(chǎng)情況聯(lián)系緊密而與物理上的地理空間信息關(guān)系疏遠(yuǎn) 外部環(huán)境數(shù)據(jù)層中的基于地理空間的自然環(huán)境數(shù)據(jù)等對(duì)工作流產(chǎn)生主動(dòng)的影響 甚至要求工作流就 此做出積極變更 調(diào)整以便適應(yīng)新的工作流運(yùn)行的上下文 10 這類與地理空間信息密切相關(guān)的數(shù)據(jù)稱 為動(dòng)態(tài)信息 其特點(diǎn)是這些數(shù)據(jù)作為事件觸發(fā) 沒(méi)有具體的規(guī)則表明何時(shí)會(huì)發(fā)生 但是一旦發(fā)生 便會(huì)及 時(shí)響應(yīng) 而且改變?cè)械墓ぷ髁鬟\(yùn)行規(guī)則 使其適應(yīng)新的規(guī)則和上下文 1 2 地理位置與地理空間信息 通常 地理位置刻畫(huà)的是位于特定空間框架內(nèi)的目標(biāo)絕對(duì)坐標(biāo)或相對(duì)關(guān)系 地理空間信息表達(dá)的是目標(biāo)自 身或其與其他目標(biāo)之間相互作用而傳達(dá)的語(yǔ)義信息 地理空間信息的基本組成要素是度量關(guān)系 順序關(guān)系以及 拓?fù)潢P(guān)系 11 由此復(fù)合構(gòu)成更為復(fù)雜的空間關(guān)系 如兩點(diǎn)最短路徑 線 泰森多邊形等 對(duì)于單體空間目標(biāo)而言 主要表征的是幾何信息 具體講 點(diǎn)的幾何信息即為位置本身 線的幾何信息為 長(zhǎng) 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 587 度 而面的幾何信息則為 周長(zhǎng) 面積 在不同的粒度空間 點(diǎn) 線 面可以互為轉(zhuǎn)換 比如 在大比例尺情況 下 細(xì)粒度 的線 在小比例尺情況下 粗粒度 可以以點(diǎn)表達(dá) 而細(xì)粒度下的面 既可能抽象為粗粒度下的線 也可 能抽象為點(diǎn) 對(duì)于兩個(gè)以上的空間目標(biāo) 就可以刻畫(huà)它們之間的空間拓?fù)潢P(guān)系 用以表述目標(biāo)之間的不精確的相對(duì)關(guān)系 具體表現(xiàn)為描述基本的空間目標(biāo)點(diǎn) 線 面之間的鄰接 關(guān)聯(lián) 包含等關(guān)系 例如 A 位于 B 的左邊 C 位于 D 的內(nèi)部等等 最常見(jiàn)的拓?fù)潢P(guān)系描述方法有四交叉模型 九交叉模型 基于 Voronoi 圖的 V9I 模型 RCC 模型 空間代數(shù)模型等 12 14 對(duì)于更為復(fù)雜的復(fù)合空間目標(biāo)之間的關(guān)系 則需要借助于空間運(yùn)算處理 才能發(fā)現(xiàn)其中隱含的地理信息 如 兩個(gè)點(diǎn)之間的最短路徑 需要兩點(diǎn)之間的聯(lián)通性作為條件 通過(guò)計(jì)算兩點(diǎn)之間的最小能量消耗 如時(shí)間最短 或 長(zhǎng)度最短等 實(shí)現(xiàn) 同樣 粒度作為一種變量參數(shù) 也會(huì)影響到空間信息的輸出 由此推斷 地理信息又可以分為靜態(tài)信息和動(dòng)態(tài)信息兩種情形 靜態(tài)信息指的是地理信息不隨時(shí)間 粒度的變化而恒定信息 如不變點(diǎn) 如某機(jī)場(chǎng)對(duì)外公布的經(jīng)緯度 所傳達(dá)的信息恒定為靜態(tài)信息 而動(dòng)態(tài)信息則是隨著時(shí)間 粒度的變化而變化的信息 比如 物流車(chē)在運(yùn)輸途中 可以根據(jù)路況 兩點(diǎn)之 間的通達(dá)性 隨時(shí)產(chǎn)生新的路徑信息 不同粒度空間下的拓?fù)湫畔?huì)發(fā)生變化等 1 3 業(yè)務(wù)流程建模中的基本地理空間關(guān)系 迄今為止 有兩大主要國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織致力于包含地理幾何和地理圖形關(guān)系等地理空間信息標(biāo)準(zhǔn)的制定 開(kāi) 放地理空間聯(lián)盟 OGC 和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織 ISO 技術(shù)委員會(huì) 211 TC211 OGC 自 1994 年成立以來(lái) 成為擁有超 過(guò) 400 家企業(yè) 政府部門(mén) 研究組織和大學(xué)參與的國(guó)際性聯(lián)營(yíng)企業(yè) 致力于提供地理信息行業(yè)軟件和數(shù)據(jù)及服 務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化工作 不但包括 ESRI GOOGLE Oracle 等企業(yè)作為成員 而且與 W3C ISO TC211 IEEE 等是合作伙 伴關(guān)系 可見(jiàn) 其制定的標(biāo)準(zhǔn)具有權(quán)威性 遵從 OGC主題 8 和 ISO19107 中對(duì)地理空間關(guān)系的描述 總結(jié)出流程建模中受地理空間約束的普遍性的度 量關(guān)系 見(jiàn)表 1 和拓?fù)潢P(guān)系 見(jiàn)表 2 并且 當(dāng)表 2 中的拓?fù)潢P(guān)系不足以表達(dá)實(shí)際中的應(yīng)用情況時(shí) 拓?fù)潢P(guān)系能夠 根據(jù)實(shí)際的需求進(jìn)一步進(jìn)行擴(kuò)展 Table 1 Measurement relationships used in process modeling 表 1 流程建模中的度量關(guān)系 名字 描述涉及的特征 getCoordination返回一個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)點(diǎn) getLength 返回一條線的長(zhǎng)度線 getArea 返回一個(gè)面區(qū)域的面積面 getPerimeter返回一個(gè)面的周長(zhǎng)面 Table 2 Topological relationships used in process modeling 表 2 流程建模中的拓?fù)潢P(guān)系 名字 描述涉及的特征 Within 如果兩位置的關(guān)系是空間包含 返回真值 點(diǎn) 面 線 面 點(diǎn) 線 Equals 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間相同 返回真值 點(diǎn) 點(diǎn) 線 線 面 面 Disjoint 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間相離 返回真值 點(diǎn) 點(diǎn) 線 線 面 面 點(diǎn) 面 線 面 Intersects 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間相交 返回真值 面 面 重疊部分在內(nèi)部 Touches 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間接觸 返回真值 線 面 面 面 Crosses 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間交叉 返回真值 線 線 線 面 Overlaps 如果兩位置特征空間關(guān)系是空間部分重疊 返回真值 面 面 Contains 如果特征 A 空間包含特征 B 返回真值 面 面 島的情形 588 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 2 地理空間約束思想 2 1 地理空間約束 地理空間約束是一個(gè)聲明 聲明工作流場(chǎng)景或者執(zhí)行的實(shí)例中的一個(gè)或者多個(gè)活動(dòng)的地理信息 在某種程 度上 地理空間約束是一種作用于活動(dòng)的約束機(jī)制 通過(guò)利用活動(dòng)的位置屬性或者活動(dòng)的位置與位置之間的關(guān) 系約束活動(dòng)的行為 存在兩種對(duì)流程活動(dòng)的約束 靜態(tài)約束和動(dòng)態(tài)約束 2 靜態(tài)約束是在工作流設(shè)計(jì)階段預(yù)先定義好的約束 這意味著 1 這些約束是作用在單個(gè)活動(dòng)上 2 這些約束迫使所有的流程實(shí)例根據(jù)工作流的設(shè)計(jì)來(lái)執(zhí)行 動(dòng)態(tài)約束是在流程的運(yùn)行階段產(chǎn)生 并僅對(duì)流程實(shí)例有效 如果動(dòng)態(tài)約束具體是一種受到地理位置的 約束 則意味著存在受到至少一個(gè)動(dòng)態(tài)位置影響的活動(dòng) 受到靜態(tài)約束或者動(dòng)態(tài)約束的活動(dòng)具備靜態(tài)行為和動(dòng)態(tài)行為的特征 就現(xiàn)場(chǎng)維修的流程為例 維修活動(dòng)受 到地理位置的靜態(tài)約束 因?yàn)榫S修請(qǐng)求要求一旦確定 其維修的地理位置是固定不變 指派工程師活動(dòng)受到地理 位置的動(dòng)態(tài)約束 因?yàn)楣こ處煹奈恢檬请S時(shí)間而變動(dòng) 且受到維修請(qǐng)求的位置與工程師位置的關(guān)系影響 所以指 派誰(shuí)維修或者誰(shuí)被指派是不固定的 具體而言 動(dòng)態(tài)約束又可劃分為內(nèi)部動(dòng)態(tài)約束和外部動(dòng)態(tài)約束兩種 內(nèi)部動(dòng)態(tài)約束是在工作流設(shè)計(jì)階段的工作流模型中定義好的規(guī)則 工作流實(shí)例執(zhí)行過(guò)程中僅捕獲工 作流系統(tǒng)中定義好的活動(dòng)的地理位置 按照規(guī)定好的規(guī)則 指導(dǎo)活動(dòng)的執(zhí)行 外部動(dòng)態(tài)約束是沒(méi)有在工作流系統(tǒng)中定義的 而是由操作員或者管理員在流程運(yùn)行階段輸入或者定 義的地理位置或者規(guī)則 2 2 地理空間約束的行為 地理空間約束的行為定義了地理空間約束作用于一個(gè)活動(dòng)或者多個(gè)活動(dòng)的規(guī)則 在工作流元模型中 在流 程的一個(gè)實(shí)例被觸發(fā)前 不僅活動(dòng)的固有屬性是定義好的 而且活動(dòng)與活動(dòng)的關(guān)系也是設(shè)置好的 然而在流程的 運(yùn)行階段 活動(dòng)之間的關(guān)系會(huì)動(dòng)態(tài)發(fā)生變化 這種改變?nèi)绻c地理空間因素?zé)o關(guān) 通常在工作流元模型的設(shè)計(jì)范 疇 是可以處理的 但是假如沒(méi)有考慮地理空間信息對(duì)流程的影響 則活動(dòng)的執(zhí)行規(guī)則將超出工作流的設(shè)計(jì)范 疇 活動(dòng)的行為也與業(yè)務(wù)流程模型設(shè)定的情景存在差異性 因此 討論地理空間約束如何控制活動(dòng)的行為是必 要的 地理空間約束聚焦于活動(dòng)的地理空間屬性 地理空間約束對(duì)活動(dòng)的影響范圍包括一個(gè)活動(dòng)或者幾個(gè)活動(dòng) 之間 對(duì)于一個(gè)活動(dòng)的情景 活動(dòng)限定在初始化的地理位置執(zhí)行 對(duì)于多個(gè)活動(dòng)的情景 地理空間約束行為限制 活動(dòng)與活動(dòng)的發(fā)生或流轉(zhuǎn)的地理位置關(guān)系 2 3 地理空間約束的UML語(yǔ)義框架 由于UML吸取了面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域其他方法的長(zhǎng)處 提供了標(biāo)準(zhǔn)的面向?qū)ο蟮哪Ｐ驮睾捅硎?并具備以 下優(yōu)點(diǎn) 1 統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) UML 是 OMG 和 ISO 認(rèn)可的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 獲得了 IBM SUN 等眾多軟件巨頭的支持 2 專注于建模 UML 并不指定適用于任何特定的應(yīng)用領(lǐng)域 具體平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)語(yǔ)言或者實(shí)現(xiàn)方法 只專注 于建立模型 3 只是一種圖形表示法 本身不包含任何方法論的部分 4 良好的擴(kuò)展性 在 UML 框架的基礎(chǔ)上 允許用戶定義自己的 UML Profile 確定一個(gè)區(qū)域 一個(gè)行業(yè)的 特定標(biāo)準(zhǔn) 因此 可以通過(guò)對(duì)地理位置 地理空間信息和地理空間關(guān)系的剖析 地理空間約束概念的理解和地理空間 約束行為的研究 應(yīng)用 UML 的擴(kuò)展機(jī)制對(duì)業(yè)務(wù)流程模型元模型的地理空間約束進(jìn)行擴(kuò)展 6 如圖 2 所示 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 589 Fig 2 Extended geospatial constraint meta model of UML activity diagrams 6 圖 2 地理空間約束的 UML 擴(kuò)展框架 6 3 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 LAWF net Petri 網(wǎng)是建模和分析流程的工具 一方面 Petri 網(wǎng)作為設(shè)計(jì)語(yǔ)言描述復(fù)雜的工作流 另一方面 Petri 網(wǎng)理論 為驗(yàn)證工作流的正確性提供了強(qiáng)大的分析技術(shù)支持 因此 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法是基于 Petri 網(wǎng)的 基礎(chǔ)上開(kāi)展的 雖然傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程管理不否認(rèn)地理位置因素的存在 但認(rèn)為地理位置信息是恒定的信息 對(duì)于流程管理 不產(chǎn)生重要影響 不能輔助實(shí)現(xiàn)流程自動(dòng)化 流程優(yōu)化 創(chuàng)造價(jià)值 地理位置信息在傳統(tǒng)的業(yè)務(wù)流程建模語(yǔ)言 中只是任務(wù)的一個(gè)的靜態(tài)屬性 甚至可能被忽略考慮 因此在新的業(yè)務(wù)流程建模方法中 本節(jié)參照地理位置信息 在地理信息系統(tǒng)的表達(dá) 提出了基于地理信息約束的擴(kuò)充建模方法 LAWF net 并進(jìn)行了形式化表達(dá) 3 1 LAWF net模型的定義 地理空間信息作為地理空間信息感知流程的基本因子 以不同的角色貫穿于業(yè)務(wù)流程的上下文框架的每 一層 發(fā)揮著不可替代的作用 地理空間信息在其框架中的基本表現(xiàn)形式概括為地理特征 地理特征主要包括自 然地理特征和人文地理特征 自然地理特征主要有位置 地形特征 氣候特征 水文特征 土壤和生物 人文 地理特征主要有農(nóng)業(yè) 工業(yè) 人口 交通 經(jīng)濟(jì) 周邊城市發(fā)展情況和國(guó)家政策等 定義 1 特征 FL 特征類型 FTL FL是關(guān)于地理空間信息特征的有窮集合 FTL是關(guān)于地理空間信息特征類 型的有窮集合 FL f1 f2 f F 1 FTL ft1 ft2 ft FT 2 定義 2 TypeL是地理空間信息類型函數(shù) TypeL FL FTL 3 且滿足 f FL TypeL f FTL 4 定義 3 地理空間約束 CL CL是地理空間約束的集合 是關(guān)于地理空間變遷 TL的函數(shù)返回值的集合 該函數(shù) 是每一個(gè)變遷 t TL映射到一個(gè)布爾表達(dá) CExpr 這個(gè)表達(dá)式計(jì)算的結(jié)果返回值為布爾值 記作 Cexpr 該值決定 了變遷是否能觸發(fā) CL TL CExpr 5 且滿足 590 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 c CL x y CFL x c y T 6 該表達(dá)式表明 每一個(gè)地理空間約束僅有一個(gè)連接從地理空間約束 c 到變遷 t 的連接弧 定義 4 t L C是變遷t上的所有的地理空間約束的集合 t LLL Cc cCc tCF 7 滿足約束到輸出變遷的弧 c t 位于地理空間約束弧集中 c t CF 且其約束屬于地理空間約束集 CL 其中 符合條件的所有約束都終止于變遷t 這意味著 如果有T t1 t2 則存在可能分別構(gòu)建兩個(gè)基于變遷 t1 t2的地理空間約束集合 12 tt LL CC 定 義 5 地 理 空 間 約 束 的 業(yè) 務(wù) 流 程 模 型 LAWF net 地 理 空 間 信 息 感 知 的 工 作 流 是6元 組 WF net FL TL FTL CL CFL 其中 WF net P T F 是工作流中庫(kù)所 變遷和弧的定義 FL是地理特征的集合 FTL是地理特征類型的集合 TL是地理空間依賴的變遷的集合 且滿足TL T CL是地理空間約束的集合 通常是一組地理空間約束表達(dá)式的集合 CFL是一組地理空間約束弧 是連接地理空間依賴的變遷到地理空間約束或者連接地理空間約束到變 遷的有窮弧的集合 且滿足 CFL TL CL CL T 采用基于LAWF net模型進(jìn)行建模 其基本形式如圖3所示 其中 庫(kù)所和變遷與Petri網(wǎng)建模方法相同 對(duì)于 地理依賴型變遷 在變遷方形的左上角添加標(biāo)志以示區(qū)別 并將該變遷依賴的主要地理特征類型與變遷名稱 一起標(biāo)注在方形中 地理空間約束用灰色的長(zhǎng)方體表示 地理空間約束弧以虛線及其帶箭頭的虛線表示 從圖中 可以看出 地理空間約束不僅發(fā)生的地理依賴型變遷之間 同時(shí) 地理空間約束對(duì)一般變遷也發(fā)揮作用 地理空 間約束在方形中的描述 在基于流程元模型的地理空間約束的UML語(yǔ)義框架指導(dǎo)下 遵照表1和表2的規(guī)則 進(jìn)行 Fig 3 An example of a LAWF net model 圖3 LAWF net模型的圖形化示例 3 2 LAWF net模型的執(zhí)行語(yǔ)義 定義 6 地理標(biāo)識(shí) LM LM是位置標(biāo)識(shí)函數(shù) 返回地理空間依賴的變遷所附著的地理特征 LM TL FL 8 且滿足 T TL TypeL LM t TypeL t LM t 9 地理空間標(biāo)識(shí)狀態(tài)與其變遷本身默認(rèn)的特征類型是同一種類型 并且允許地理空間依賴的變遷中地理特 征為空 初始狀態(tài)下 每一個(gè)地理空間依賴的變遷并不附著任何地理特征 記作 T TL LM t 大多數(shù)地理空間 約束能夠直接用地理空間位置關(guān)系的方式 返回布爾值 進(jìn)行表達(dá) 一般情況下 對(duì)地理空間約束c CL沒(méi)有嚴(yán)格 的定義 由于之前給每一個(gè)地理空間依賴的變遷定義了一種特征類型 以此對(duì)附著在變遷上的地理特征進(jìn)行分 類劃分 記做 TypeL LM t TypeL t 例如 比如活動(dòng)Task B關(guān)聯(lián)的地理特征是所有的Locations 而地理特征類型 是點(diǎn)類型 point 具體為 如果t Task B TypeL Task B Point LM B Location 1 則 ABCD 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 591 TypeL Location 1 TypeL Task B Location 1的類型應(yīng)當(dāng)是點(diǎn)類型 point 其涵義之一是 即便地理空間依賴的變遷沒(méi)有約束限制 其特征類 型也存在 另一層涵義是 地理空間依賴的變遷中 關(guān)于地理特征的選擇應(yīng)當(dāng)與其變遷本身許可的特征類型保持 一致 定義 7 LAWF net 的執(zhí)行語(yǔ)義 LAWF net中變遷的觸發(fā)要滿足使能規(guī)則和點(diǎn)火規(guī)則 1 使能規(guī)則 LAWF net中一個(gè)使能的變遷t在標(biāo)識(shí) M LM 下是使能的 可以觸發(fā) 當(dāng)且僅當(dāng) 1 它的輸入庫(kù)所p P中的每個(gè)都至少包含一個(gè)token 2 與變遷關(guān)聯(lián)的所有約束都得到滿足 p t M p 0 10 t T TL c CL c true 11 t TL f FL c CL c true 12 這些約束根據(jù)變遷的類型不同 評(píng)判的準(zhǔn)則也存在一定差異 具體而言 1 對(duì)于一般變遷 又稱為非地理空間依賴的變遷t T TL 滿足地理空間約束條件即可 2 對(duì)于地理空間依賴的變遷 t TL 滿足地理空間依賴的變遷至少有一個(gè)地理特征與變遷本身要求的 特征類型一致 且地理空間約束條件為真值 值得一提的是 一個(gè)變遷的使能必然要求變遷的約束條件為真 其基本要求是 地理標(biāo)識(shí)LM能夠反饋當(dāng)前 與地理空間依賴變遷所依賴的地理特征 然后 變遷的地理標(biāo)識(shí)LM通常反映的是前一次活動(dòng)執(zhí)行時(shí)關(guān)聯(lián)的地 理特征 如果流程沒(méi)有執(zhí)行 其地理標(biāo)識(shí)為空 或者處于沒(méi)有預(yù)置的情境下 為了解決這個(gè)問(wèn)題 采取的策略是對(duì)使能的候選地理特征 possible t F進(jìn)行地理空間約束的條件判斷 并將結(jié) 果作為候選的地理標(biāo)識(shí)LMcan保存下來(lái) 即 true possible tLL FfFType fType tcCc 13 if otherwise can L ftt tTLMt LM t 14 2 點(diǎn)火規(guī)則 LAWF net中 一個(gè)使能的變遷t在標(biāo)識(shí) M LM 下可以點(diǎn)火 一方面需要滿足輸入庫(kù)所令牌的要求 另一方面 要滿足地理空間約束的條件 如果變遷t點(diǎn)火 那么 1 t從它的輸入庫(kù)所p中消耗一個(gè)令牌 并為t的每個(gè)輸出庫(kù)所p產(chǎn)生一個(gè)令牌 這意味著當(dāng)點(diǎn)火t時(shí) M 標(biāo)識(shí)從一種狀態(tài)改變到另一種狀態(tài) 12 t MM 21 21 21 if 1 if 1 if MpMpptt pPMpMppt MpMppt ii i i 15 2 一個(gè)位置依賴的變遷使得LM地理空間標(biāo)識(shí)從一種狀態(tài)改變到另一種狀態(tài) 12 t LMLM 因此 2 1 otherw if ise selected L ftt tTLMt LM t 16 其中 selectedpossible t fF 點(diǎn)火后 從候選的地理標(biāo)識(shí) possible t F中選擇的地理特征fs elected成為當(dāng)前的地理標(biāo)識(shí) 3 3 LAWF net到CPN的轉(zhuǎn)換 為了驗(yàn)證和仿真文中提出的LAWF net建模方法 本節(jié)將LAWF net建模方法映射Coloured Petri net CPN 建模方法 一方面 這是因?yàn)橹疤岢龅牡乩砜臻g感知的工作流的執(zhí)行語(yǔ)義簡(jiǎn)單易懂 便于基于地理空間約束建 592 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 模 但是卻無(wú)法進(jìn)行仿真驗(yàn)證 另一方面 LAWF net和CPN都是基于Petri網(wǎng) 遵循嚴(yán)格的形式化定義 具有互通 性 而且 轉(zhuǎn)換為CPN建模具有諸多的優(yōu)勢(shì) LAWF net到CPN的映射遵循以下規(guī)則 1 LAWF net的地理特征的集合對(duì)應(yīng)于CPN中新增的顏色集 且是地理特征的最高抽象顏色集 U FL 17 其中 U Unit 是CPN定義的顏色集集合 FL作為地理特征的集合而認(rèn)為是地理特征的最高抽象顏色集 2 LAWF net中的每一個(gè)變遷t TL和庫(kù)所p PL對(duì)應(yīng)于CPN中的變遷t T和庫(kù)所p P 其中 p PL p P 18 if otherwise unitp C pU I p i 19 t TL t T 20 3 對(duì)于LAWF net中每一個(gè)地理空間依賴變遷t TL 在CPN模型中增加一個(gè)地理空間信息輸出庫(kù)所 ftL L C pF 21 ftL L I pfFType fft 22 對(duì)于LAWF net中每一個(gè)特征類型 在CPN模型中增加一個(gè)地理空間信息輸入庫(kù)所 t L p t LL tTpP 23 tL L C pF 24 t L I p 25 4 對(duì)于LAWF net控制流中的弧映射為CPN模型中的弧 x y FL a x y A 26 N a x y x y 27 E a x y unit 28 5 在CPN中添加約束變量和重寫(xiě)變量來(lái)綁定地理空間信息與地理空間依賴變遷 并分別重寫(xiě)之前綁定的 變遷 vL V 其中 C vL FL vo V 其中 C vo FL 6 對(duì)于每一個(gè)地理空間依賴變遷t TL 在CPN中添加4條弧 命名為入弧 input t a 返回弧 return t a 出弧 output t a 和 override t a弧 入弧 input t a連接地理空間信息輸入庫(kù)所與變遷t 傳遞地理特征 返回弧 return t a連接變遷與地理空間信 息輸入庫(kù)所 傳遞地理特征 出弧 output t a連接變遷與地理空間信息輸出庫(kù)所 override t a弧連接地理空間信息輸出庫(kù) 所與變遷 Linputreturnoutputoverride tttt tTaaaa 其中 inputftreturnftoutputtoverrideft tLtLtLtL NNNNaptat pat papt 29 inputreturnoutput tttL E aE aE av 30 if otherwise t overrideL t t L M p E a M p 31 7 對(duì)于每一個(gè)地理空間依賴變遷t TL 將位于其上的所有地理空間約束在CPN中用警衛(wèi)函數(shù)來(lái)表達(dá) t L L c C tTG tc 32 8 對(duì)于LAWF net中的地理空間約束 在CPN中涉及的輸入變遷 通過(guò)定義一個(gè)變量并賦予相關(guān)聯(lián)的兩 條弧上 將傳遞地理特征從地理空間信息輸出庫(kù)所到受約束的輸出變遷 點(diǎn)火后 將地理特征返回地理空間信息 輸出庫(kù)所 Ltx yx yx y LLLLio tTcCx yx yCFxTycvV aaA 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 593 其中 x yL L C vF 33 x yx iL N ap t 34 x yx OL N at p 35 根據(jù)LAWF net到CPN的映射規(guī)則 圖3所示的LAWF net模型轉(zhuǎn)化為CPN模型的一種示例 如圖4所示 其中 填充為灰色的地理空間信息輸入庫(kù)所或者地理空間信息輸出庫(kù)所 v1為入弧 返回弧 出弧的變量 vo為 重寫(xiě)弧的變量 與入弧和返回弧相連的是地理空間信息輸入庫(kù)所 與出弧和重寫(xiě)弧相連的是地理空間信息輸出 庫(kù)所 G B G C G D 是變遷的警衛(wèi)函數(shù) 值得一提的是 圖3所示的LAWF net模型的具體含義不同 轉(zhuǎn)化為的 CPN模型也不同 圖4所示的模型是其中的一種情況 Fig 4 LAWF Net of Fig 3 converted to a CPN model 圖4 圖3中LAWF net模型轉(zhuǎn)化為CPN模型 4 LAWF net 的實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)集成 本文通過(guò)擴(kuò)展CPN Tools 以維修流程為案例實(shí)現(xiàn)了LAWF net建模方法 并且通過(guò)集成GIS系統(tǒng)和CPN Tools 完成了地理空間約束的業(yè)務(wù)流程的正確性驗(yàn)證 開(kāi)拓性地實(shí)現(xiàn)了地理空間約束的業(yè)務(wù)流程的可視化 4 1 場(chǎng)景描述 維修公司客戶中心接到客戶的故障報(bào)修請(qǐng)求 RCC 并開(kāi)始著手處理故障報(bào)修請(qǐng)求 ACC 通常是負(fù)責(zé)相應(yīng) 維修區(qū)域的客服中心接聽(tīng)電話 如果通過(guò)客服中心與客戶的電話交流中 能確診問(wèn)題并解 RAS 待一段時(shí)間 客 服中心進(jìn)行服務(wù)回訪 FUA 整個(gè)流程結(jié)束 如果電話內(nèi)不能解決 則將故障請(qǐng)求級(jí)別標(biāo)示為現(xiàn)場(chǎng)檢查 執(zhí)行分派 現(xiàn)場(chǎng)檢查 DIS 任務(wù) 并安排緩沖區(qū)50公里內(nèi)的組員達(dá)到2人以上的檢查組前往開(kāi)展現(xiàn)場(chǎng)檢查 OSI 如果現(xiàn)場(chǎng) 檢查沒(méi)有問(wèn)題 則等待客服中心進(jìn)行服務(wù)回訪 FUA 整個(gè)流程結(jié)束 如果現(xiàn)場(chǎng)修理工作的執(zhí)行需要調(diào)動(dòng)維修工 程隊(duì)前往作業(yè) 則安排維修隊(duì) CRT 且對(duì)維修隊(duì)的要求是客服中心50公里以內(nèi)且空閑的維修隊(duì) 空閑的維修隊(duì) 前往進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修理 OSW 如果維修完成 RRT 則等待客服中心進(jìn)行服務(wù)回訪 FUA 整個(gè)流程結(jié)束 如果現(xiàn)場(chǎng) 修理過(guò)程中發(fā)現(xiàn)需要零件返廠維修 SFR 則尋找最近的維修點(diǎn)將零件送往維修 再前往進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修理 OSW 一直到維修完成 RRT 等待客服中心進(jìn)行服務(wù)回訪 FUA 整個(gè)流程結(jié)束 對(duì)于所有的服務(wù)回訪 FUA 要求不同 于流程開(kāi)始時(shí)的客戶中心進(jìn)行回訪 分析得知 整個(gè)流程中的地理位置關(guān)系包括6個(gè) 即 客戶歸屬地的客服中心處理故障請(qǐng)求 緩沖區(qū)50km 內(nèi)的檢查組進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查 客服中心50KM內(nèi)的空閑的維修隊(duì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)修理 零件返廠維修是最近的維修點(diǎn) 不同的維修隊(duì)進(jìn)行維修完成后的檢查 不同的客服中心進(jìn)行回訪 圖5是用工作流模型對(duì)整個(gè)流程進(jìn)行了描述 但并不包含任何地理空間信息 看不到地理空間信息對(duì)該維 修流程的影響 圖6是維修流程的LAWF net模型 具體描述了以上提到的活動(dòng)與活動(dòng)之間受到的6種地理空間 約束 圖7將維修流程的LAWF net模型轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行的CPN模型 ABCD G B G C G D v1 v1 v1 v1 v1 v1 v1 v1v0v2 v0 v2 v0 v1 594 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 Fig 5 WF Net model of repair process 圖5 維修流程的工作流模型 收到故障報(bào)修 請(qǐng)求 RCC 分析故障報(bào)修 請(qǐng)求 ACC 電話內(nèi)直接 解決 RAS 分析現(xiàn)場(chǎng)檢查 工作 DIS 現(xiàn)場(chǎng)檢查 OSI 現(xiàn)場(chǎng)修理 OSW 零件返廠維修 SFR 維修完成 RRT 服務(wù)回訪 FUA 安排維修隊(duì) CRT 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 595 Fig 6 LAWF Net model of repair process 圖6 維修流程的LAWF net模型 Contains Buffer rccregion 50km rt ShortestRoute c rs Contains rccregion c Disjoint fccregion rccregion rtstatus onsite rtstatus available Equals rt rt2 c Customer RCC rcc Customer ACC rt RepairTeam CRT rs RepairStation SFR rt2 RepairTeam RRT fcc CallCenter FUA DIS OSI RAS OSW 596 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 Fig 7 LAWF Net model of Fig 6 converted to a CPN model 圖7 維修流程的LAWF net模型轉(zhuǎn)化為CPN模型 朱鑫偉 等 地理空間約束的業(yè)務(wù)流程建模方法 597 4 2 遇到的問(wèn)題及其解決方案 如何在CPN Tools中實(shí)現(xiàn)本文提出的地理空間約束思想 是實(shí)現(xiàn)LAWF net建模方法的關(guān)鍵 但是 應(yīng)用 CPN Tools提供的工具和方法實(shí)現(xiàn)地理空間約束思想存在一定的問(wèn)題 因?yàn)镃PN Tools有其自身的局限性 1 CPN Tools中 函數(shù)描述方法有限 其定義的函數(shù)變量?jī)H接受Boolean Integer和String類型 不能滿足 地理空間約束思想關(guān)于地理空間信息表達(dá)的復(fù)雜性和多樣性的需求 比如關(guān)于地理坐標(biāo)的表達(dá)等 2 CPN Tools支持的語(yǔ)法有限 利用其提供的標(biāo)準(zhǔn)ML語(yǔ)言表達(dá)地理空間關(guān)系 不僅花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間和 精力 而且構(gòu)建的模型可能及其龐大 針對(duì)以上的問(wèn)題 本文利用CPN Tools提供的RPC 遠(yuǎn)程過(guò)程調(diào)用 功能對(duì)CPN Tools進(jìn)行擴(kuò)展 選擇這個(gè)方 法而不采用標(biāo)準(zhǔn)ML語(yǔ)言的原因在于 1 采用java作為擴(kuò)展的語(yǔ)言 與標(biāo)準(zhǔn)ML語(yǔ)言相比更易于理解和擴(kuò)展 2 在一定程度上能夠克服模型過(guò)于龐大和復(fù)雜的弊端 3 有利于集成現(xiàn)有的GIS系統(tǒng)與CPN Tools來(lái)驗(yàn)證LAWF net建模方法 實(shí)現(xiàn)地理空間約束思想對(duì)流 程的約束和驅(qū)動(dòng)效應(yīng) 呈現(xiàn)地理空間約束對(duì)流程的感知 并且反饋到地圖上來(lái) 通過(guò)GIS系統(tǒng)調(diào)用地 圖并反饋活動(dòng)在流程執(zhí)行過(guò)程中的即時(shí)運(yùn)行狀態(tài) 因此 為了在CPN Tools中實(shí)現(xiàn)地理空間約束思想 實(shí)驗(yàn)中結(jié)合應(yīng)用GeoTools Java包進(jìn)行了原型設(shè)計(jì) GeoTools是一款基于Java的開(kāi)源GIS工具集 允許用戶對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行基本操作 提供地理空間信息的函數(shù)與 方法 因此 GeoTools工具包支持圖2中涉及的絕大多數(shù)地理空間關(guān)系的表達(dá) 并且遵從OGC對(duì)地理空間信息標(biāo) 準(zhǔn)的制定 圖8是維修流程的在CPN Tools中運(yùn)行的過(guò)程截圖 其具體的操作過(guò)程包括3個(gè)部分 1 在ArcGIS中繪制維修流程的地圖 并以Shapefile文件輸出點(diǎn)文件 線文件和面文件 這是實(shí)現(xiàn)CPN Tools中流程執(zhí)行的地圖可視化的基礎(chǔ) 2 通過(guò)Eclipse定義和構(gòu)建具體的約束函數(shù) 包括創(chuàng)建包simulator extensions location 創(chuàng)建3個(gè)擴(kuò)展 類 LocationAwareExtention java LocationConstraint java和LogWindow java 最后 從Eclipse中導(dǎo)出到 CPN的擴(kuò)展文件夾中 3 在CPN Tools構(gòu)建基于地理空間約束思想的維修流程 并實(shí)現(xiàn)可視化 Fig 8 Screen capture showing the CPN model running in tandem with a GIS system 圖8 維修流程的運(yùn)行過(guò)程截圖 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明 運(yùn)行無(wú)死鎖 具備安全性和活性 在維修流程的運(yùn)行過(guò)程中 地圖上能夠容易地分辨維修隊(duì) 598 Journal of Software 軟件學(xué)報(bào) Vol 26 No 3 March 2015 的地理位置 所在的維修區(qū)域與顧客維修點(diǎn)的地理位置等等 便于直觀了解維修隊(duì)地理位置與顧客維修點(diǎn)地理 位置的地理空間關(guān)系 值得一提的是 黑點(diǎn)代表的維修隊(duì)的地理位置是不固定的 隨著時(shí)間而不同 隨著任務(wù)的 分配而不同 5 結(jié)束語(yǔ) 傳統(tǒng)的流程建模中沒(méi)有考慮地理位置以及相應(yīng)的地理空間信息的影響 本文研究了地理空間約束對(duì)傳統(tǒng) 流程建模的擴(kuò)充 使得業(yè)務(wù)流程模型更加逼近現(xiàn)實(shí)的模型 并增強(qiáng)了參與者與模型之間的互動(dòng)反饋 更為重要的 是 使得流程的抽象粒度更為細(xì)化 因此 對(duì)于提升流程模型的可靠性 增強(qiáng)流程模型的柔性具有重要的意義 本文在分析傳統(tǒng)建模內(nèi)容的基礎(chǔ)上 討論了作為上下文信息的地理信息在建模中的應(yīng)用 為了更好地把握 地理空間信息在流程建模中的作用 本文闡述了地理位置與地理信息的表達(dá)方式 區(qū)別與聯(lián)系 指出地理位置 是地理信息獲取的先決條件 地理空間信息則是基于地理位置的度量關(guān)系 順序關(guān)系 拓?fù)潢P(guān)系的復(fù)雜信息表 達(dá) 總結(jié)了流程建模中的度量關(guān)系和拓?fù)潢P(guān)系 提出了地理空間約束的UML語(yǔ)義框架 用于指導(dǎo)地理空間約束 的業(yè)務(wù)流程建模 論文重點(diǎn)探討了地理信息約束對(duì)業(yè)務(wù)流程元模型擴(kuò)充的影響 以形式化的方式提出了LAWF net建模方法 將LAWF net模型映射到CPN模型進(jìn)行驗(yàn)證 最后 通過(guò)案例結(jié)合GIS系統(tǒng)來(lái)擴(kuò)展CPN Tools 不 僅驗(yàn)證了LAWF net建模方法的可行性 而且實(shí)現(xiàn)了地理空間約束的業(yè)務(wù)流程的可視化 本文的部分工作仍需進(jìn)一步完善 由于篇幅的原因 本文沒(méi)有探討地理空間約束對(duì)工作流模式的影響 但本 文所提出的地理空間信息對(duì)傳統(tǒng)流程建模的擴(kuò)充思路具有重要的意義 本文的后續(xù)工作還包括 1 從面向過(guò)程的角度進(jìn)一步完善地理空間信息對(duì)業(yè)務(wù)流程運(yùn)行的影響和機(jī)制 2 完成基于地理信息擴(kuò)充的業(yè)務(wù)流程模型的一致性驗(yàn)證 死鎖與異常分析 性能檢驗(yàn)等 References 1 De Leoni M Adams M Van Der Aalst WMP Ter Hofstede AHM Visual support for work assignment in process aware information systems Framework formalisation and implementation Decision Support Systems 2012 54 1 341 361 doi 10 10 16 j dss 2012 05 042 2 Decker M Modelling location aware access control constraints for mobile workflows with UML activity diagrams In Proc of the Mobile Ubiquitous Computing Systems Services and Technologies Sliema IEEE 2009 263 268 doi 10 1109 UBICOMM 2009 30 3 Decker M St rzel P Klink S Oberweis A Location constraints for mobile workflows In Proc of the Techniques and Applications for Mobile Commerce Amsterdam IOS Press 2009 93 103 4 Zhang L Zhao J Jia WH Liu YB Location Aware workflow modeling and soundness verification method based on Petri net Computer Integrated Manufacturing Systems 2012 18 8 1747 1756 in Chinese with English abstract 5 Rosemann