第２９卷第３期 ２０１２年３月 计算机应用研究 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒｓ Ｖ０ｌ＿２９ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２０１２ 一种基于改进的业务活动算法实时监控平台研究术 李泽平 （黔南民族师范学院计算机科学系，贵州都匀５５８０００） 摘要：研究业务活动监控平台设计问题。针对目前企业业务活动实时监控系统中存在的不足，提出了一种新 的基于业务活动实时监控平台系统。该平台利用事件体系结构构建整个系统，通过事件服务器实现了被监控服 务与监控平台的松散耦合；利用规则引擎分离业务逻辑规则实现了企业业务逻辑规则的灵活可配置；采用实时 预警信息实现了错误信息可追踪；通过分角色多视图定制ＫＰＩ的方式保护了企业关键业务信息。整个平台具有 实时性、可扩展性、可靠性和安全性的特点。 关键词：业务活动监控；规则引擎；关键绩效指标 中图分类号：ＴＰ３１１ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００１—３６９５（２０１２）０３—０９８８—０３ ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１００１—３６９５．２０１２．０３．０５１ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ ＬＩ Ｚｅ—ｐｉｎｇ （Ｄｅｐｔ．ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｑｉａｎｎａｎ Ｎｏｒｍａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｆｏｒ Ｎａｔｉｏｎａｌｉｔｉｅｓ，Ｄｕｙｕｎ Ｇａｉｚｈｏｕ ５５８０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ａｎａｌｙｚｅｄ ｔｈｅ ｓｈｏｒｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅ ｃｕｒｒｅｎｔ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｖｅｒｃｏｍｅ ｔｈｅｓｅ ｓｈｏｒｔａｇｅｓ，ｄｅｓｉｇｎｅｄ ａ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｐｌａｔｆｏｒｍ，ｗｈｉｃｈ ｕｓｅｄ ｅｖｅｎｔ－ｄｒｉｖｅｎ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ｔｏ ｂｕｉｌｄ ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｍｏｎｉｔｏｒｅｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ ｂｙ ｔｈｅ ｅｖｅｎｔ ｓｅｒｖｉｃｅｓ；ａｎｄ ｓｅｐａｒａｔｅｄ ｔｈｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｌｏｇｉｃ ｒｕｌｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｒｕｌｅ ｅｎｇｉｎｅ ｔｏ ａｃｈｉｅｖｅ ｔｈｅ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅ ｂｕｓｉｎｅｓｓ ｌｏｇｉｃ ｒｕｌｅｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｆｌｅｘｉｂｌｙ；ａｎｄ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｔｈｅ ｔｒａｃｅ ｆｕｎｃｔｉｏｎ ｏｆ ｅｒｒｏｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｅａｒｌｙ ｗａｒｎｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ；ａｎｄ ｐｒｏｔｅｃｔｅｄ ｔｈｅ ｓｅｃｒｅｔ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍｕｌｔｉ—ｒｏｌｅ ａｎｄ ｍｕｌｔｉ＇ｖｉｅｗ ｆｏｒ ｃｕｓｔｏｍｉｚｉｎｇ ＫＰＩｓ．Ｔｈｅ ｗｈｏｌｅ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｈａｓ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ，ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ，ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｓｅｃｕｒｉｔｙ ｆｅａｔｕｒｅｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｂｕｓｉｎｅｓｓ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ；ｒｕｌｅ ｅｎｇｉｎｅ；ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ 源于上述企业需求而提出的。 ０ 引言 随着企业规模的日趋庞大，一个企业可能地处不同的区 域，即使同一企业也由许多部门组成，在这样的企业中，虽然计 算机软件产品在各个领域中已得到广泛使用，然而这些软件系 统可能是由多家ＩＴ服务商提供的，企业各自独立的业务系统 以及同一业务中相互隔离的繁杂应用程序已给运营和ＩＴ部门 带来诸多问题…： ａ）企业的一张产能分析报表需从多个系统提取企业数 据，耗费数小时工作，这期间的业务状态已经发生了变化。 ｂ）目前在企业流程中对业务逻辑的设计往往固定地嵌入 到代码当中，而企业业务逻辑是随着实际情况随时发生变化 的，普通用户没有能力自行修改业务规则。业务的变化常常需 要软件工程师经过需求分析、设计、编码、测试、发布等环节，对 企业业务活动性能管理的实时性体现在业务活动运行过 程中对企业关键性能指标偏移和意外事件的及时正确响应上。 及时Ｉ生要求尽可能少地人工干预，实现自动化或者半自动化的 信息反馈；可扩展性要求企业随着市场的变化，能够实现企业 业务逻辑灵活挂接和易配置，能够使服务软件随业务流程变化 而快速适应，逻辑处理和业务数据之间建立松散耦合的交互关 系，实现数据交换和业务逻辑的透明处理。 ＡＲＩＳ于２００２年率先推出可自动测量已运行业务过程性 能的过程分析工具——ＡＲＩＳ过程性能管理器（ＡＲＩＳ ＰＰＭ） 。 它允许用户自定义关键性能指标，并计算和展示这些指标值， 指导企业管理人员对业务的分析和商机的把握。ＡＲＩＳ ＰＰＭ 采用数据仓库技术，实现对业务流程性能多层次多维度的分 析。不过，业务性能关键性能指标的计算是在业务过程实例完 成之后才进行的，因此其不具备实时管理的功能。 原系统中的业务逻辑进行修改，任务繁重，修改周期长，同时增 加了系统的不稳定性。 文献［３］提出了基于事件一条件一活动规则和过程仓库 的支持业务过程性能实时管理框架。在该方案中，事件一条 Ｃ）企业在运营过程中，业务流程出现异常，由于该流程涉 及多个部门的不同软件程序，因此很难及时定位是哪个部门出 现了问题。 件一活动规则用于描述过程性能控制逻辑，将过程仓库作为过 程性能指标的计算模型；为了满足性能指标的实时计算需求， 采用实时过程仓库对历史过程仓库分离的策略。文章对各个 模块以及数据模型进行了介绍，但没有说明如何采用事件和规 则引擎实现实时监控。 实时性、可扩展性、可靠性是企业在当今复杂多变的市场 环境中取胜所必须的，也正是业务活动实时监控系统产生的原 动力。本文所讲述的业务活动实时监控平台（ＢＡＲＴＭＰ）正是 收稿日期：２０１１：０８－２０；修回日期：２０１１—０９—２１ 文献［３—６］采用复杂事件处理引擎（ＣＥＰ）对企业业务活 基金项目：贵州省教育厅自然科学类科研资助项目（２００９００４８） 作者简介：李泽平（１９７１－），男（布依族），责，。３，Ｉ贵定人，副教授，主要研究方向为软件工程、计算机教育（１ｉｚｅｐｉｎｇｌａｏｓｈｉ＠１６３．ｃｏｍ） 第３期 李泽平：一种基于改进的业务活动算法实时监控平台研究 １．１ 相关定义 ・９８９・ 动进行实时监控，然而在实现过程中没有将企业业务逻辑从应 用程序中分离处理，业务逻辑以硬代码的形式插入到应用程序 中，系统的可维护性和可扩展性比较差。 惠普开发了一组集成工具 ，支持业务和ＩＴ用户管理过 程执行质量。这组工具从惠普过程管理器（ＨＰＰＭ）中抽取工 作流执行数据到过程数据仓库，利用数据挖掘工具对工作流执 行数据进行异常挖掘，推导出异常产生原因。虽然其挖掘出的 异常因素可用于执行中的异常预警，却很难保证实时眭。 为了便于后文讨论，给出事件模型等相关概念定义。 定义１ ＲａｗＤａｔａ是被监控服务中的原始数据。形式地， ＲａｗＤａｔａ表示为一个四元组（Ⅳ， ， ，Ｄ）。其中：Ⅳ为数据的名 称， 为该数据的类型， 为数据的值，Ｄ为被监控服务的名称。 定义２ ＫＰＩ（ｋｅｙ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ，关键业务绩效指 标）是对于企业中业务目标的量化规约。在ＢＡＲＴＭＰ中每一 个ＫＰＩ对应于一个业务活动类型，通过对ＫＰＩ的实时监测来监 从以上研究可以看出，虽然众多的工作基于实时监控的思 路，对企业业务活动进行研究，但仍然存在以下不足： ａ）众多系统是将业务逻辑代码和应用系统紧密耦合在一 控企业业务活动的运行状况。形式地，ＫＰＩ表示为一个四元组 （Ｋ，Ｔ，Ｖ，Ｂ）。其中：Ｋ为ＫＰＩ的标志符， 为ＫＰＩ的类型， 表 起，企业业务逻辑发生变化后系统修改困难，周期长； ｂ）没有提供错误追踪功能，业务活动数据发生异常后，很 难第一时间定位哪个被监控服务出现了问题； Ｃ）没有把企业的不同角色和关键性能指标相关联，要么 对企业管理人员可见，要么对全体企业人员可见，针对企业中 不同的人员关心的性能指标可能不一样，而且有些性能指标是 企业的秘密信息。只能对企业高层管理人员可见。 本文针对以上存在的问题，研究设计了一个业务活动实时 监控平台，该平台按照事件驱动架构构建整个系统，利用规则引 擎分离业务逻辑规则，采用分角色多视图定制ＫＰＩ方式保护了 企业的秘密信息，采用实时预警机制通过预警信息提供了错误 追踪功能，使整个系统具有实时Ｊ生、可：旷展性、安全性和可靠性。 １ ＢＡＲＴＭＰ框架设计 该平台按照企业业务活动监控实时性、可扩展性、安全性、 可靠性的要求，采用层次化的体系结构设计，总体框架如图１ 所示。从体系结构上看，整体框架分为企业业务数据捕获层、 数据处理层以及展示层三层。各层之间以及模块之间采用事 件作为基本的通信机制。整个系统分为配置阶段和运行阶段。 图１中曲线部分为配置阶段，该阶段利用友好的图形用户界面 配置监控模型，包括被监控服务、数据模型、事件模型以及业务 逻辑规则。其余部分为运行阶段，该阶段由企业业务活动数据 更新驱动运行，利用规则引擎执行企业业务逻辑规则，实时更 新企业关键绩效指标，通过仪表盘实时显示，同时利用规则引 擎推理判断是否产生预警。 √ｊ 悫毒 ！ ｔ： 图１ ＢＡＲＴＭＰ系统框架 示ＫＰＩ的值，曰表示ＫＰＩ的边界值（通常包含上边界与下边界 两种）。 定义３业务度量（ｍｅｔｒｉｃ）。它是对于业务流程实例运行 过程中某一个侧面的记录，同时也是对于ＫＰ［的细化，它可能 并不具有明确的业务含义，但是多个业务度量指标经过聚合产 生一个关键绩效指标（ＫＰＩ）。Ｍｅｔｉｒｃ是从被监控服务的Ｒａｗ— Ｄａｔａ列表中选取配置获得。形式地，ｍｅｔｉｒｃ表示为一个四元组 （Ｍ，Ｖ，Ｔ，Ｄ），Ｍ表示ｍｅｔｉｒｃ的标志符， 表示ｍｅｔｒｉｃ的值， 表 示ｍｅｔｉｒｃ的类型，Ｄ表示ｍｅｔｒｉｃ所属的企业信息系统的名称。 定义４规则（ｒｕｌｅ）。它是对业务的某个方面进行定义或 约束的语句。在ＢＡＲＴＭＰ中规则细分为ＫＰＩ生成规则和ＫＰＩ 业务规则。ＫＰＩ生成规则描述了ＫＰＩ由哪些ｍｅｔｉｒｃ通过什么 样的运算计算所得。ＫＰＩ业务规则描述了ＫＰＩ达到什么样的 临界值产生预警。形式地，规则表示为一个三元组（，，Ｐ，Ｏ），， 表示规则的输入，Ｐ表示规则的断言，Ｏ表示规则的输出。针 对ＫＰＩ生成规则，，表示生成ＫＰＩ的ｍｅｔｉｒｃ列表，Ｐ表示ｍｅｔｉｒｃ 是否发生更新，Ｏ表示更新ＫＰＩ属性值。针对ＫＰＩ业务规则，， 表示ＫＰＩ对象，Ｐ表示ＫＰＩ是否到达一定的阈值，Ｏ表示预警。 定义５事件（ｅｖｅｎｔ）。事件语义上是指发生的活动或者 状态变化，其在ＥＤＡＢＡＭ中是信息的载体。形式地，一个事件 表示为三元组Ｅ（Ｔ，Ｓ， ），Ｔ表示事件类型，Ｓ表示事件源， 表示事件中包含的消息。 １．２系统内部模块介绍 企业业务数据捕获层是通过适配器集成被监控服务，实现 了ＢＡＲＴＭＰ和被监控服务之间的松散耦合。被监控服务通过 适配器在事件服务器上注册来通知ＢＡＲＴＭＰ对其监控，实现 了被监控服务即插即用的思想。在配置阶段，ＢＡＲＴＭＰ和适配 器以点对点的异步请求／应答处理机制来获取ＲａｗＤａｔａ列表， 用户从这些列表中选取关键数据作为被监控服务的ｍｅｔｉｒｃ；在 运行阶段，通过基于主题的发布／订阅处理机制来实时获取被 监控的ｍｅｔｉｒｃ信息，驱动这个系统的运行。 企业业务数据处理层是ＢＡＲＴＭＰ系统的核心。监控模型 库将用户配置的ｍｅｔｒｉｃ、ＫＰＩ以及业务逻辑规则进行保存。事 件处理引擎负责和被监控服务以事件的形式进行通信，在配置 阶段监听处理被监控服务注册事件，以及请求被监控服务的 ＲａｗＤａｔａ数据列表；在运行阶段订阅被监控服务的ｍｅｔｒｉｃ更新 事件，并对该事件进行监听处理，从中获取ｍｅｔｉｒｃ的信息，更新 活动数据缓存。在活动数据缓存中保存了系统中所有的ｍｅｔ． ｒｉｃ和ＫＰＩ最新信息；规则引擎负责处理ＫＰＩ的生成规则和业 务逻辑规则；报告缓存中存储了用户定制的ＫＰＩ最新信息；历 ・９９０・ 计算机应用研究 第２９卷 史数据仓库对ＫＰＩ进行持久化。 展示层主要包括ｕＩ配置模块、预警模块和仪表盘模块三 个部分。ｕＩ配置模块负责配置业务活动监控信息，包括被监 许用户根据市场变化随时对已配置的规则进行修改、删除等操 作，提高了系统的灵活性和可扩展性。 ２．３利用事件机制实时处理数据 控服务以及ｍｅｔｒｉｃ、ＫＰＩ、ＫＰＩ生成规则、ＫＰＩ预警规则以及预警 信息；预警模块是通过短信息和ｅ—ｍａｉｌ将异常信息通知给管理 人员；仪表盘模块通过提供多种图像图表组件来展示用户定制 的ＫＰＩ。 ２实现关键技术研究 ２．１ 适配器的设计与实现 ２．１．１ 点对点的异步请求，应答处理机制 在ＢＡＲＴＭＰ配置阶段首先要获取企业信息系统中的Ｒａｗ— Ｄａｔａ数据列表。然而在ＢＡＲＴＭＰ中从发送ＲａｗＤａｔａ数据请 求，到接收到ＲａｗＤａｔａ数据，是原子性操作，因此ＢＡＲＴＭＰ和 适配器之间采用了点对点的异步请求／应答处理机制来获取 ＲａｗＤａｔａ数据列表。ＢＡＲＴＭＰ向一队列中发布请求ＲａｗＤａｔａ 数据列表事件，然后阻塞等待应答队列，该应答队列等待来自 适配器的响应。这种交互如图２所示。 ①向申请队列发送 ②接收申请队列中 ＲａｗＤａｔａ￣０表申请 ＲａｗＤａｔａ列表申请 ，一一—～ ：…………“ 一 … …”：：： ———— 、、 ｆ ＢＡＲＴＭＰ 事件服务器 ｒ 适配器 、 一；■ …・③向应答队列接收响应 Ⅲ・－¨・…“…州・ ・ ——、—————一＝＿．………～………．向应答队列发送响应 ：： 卜一 图２适配器点对点的异步请求／应答处理交互 ２．１．２基于主题的发布／订阅处理机制 适配器和ＥＤＡＢＡＭ之间采用基于主题的发布／订阅模式 来发布和获取ｍｅｔｒｉｃ对象。当企业信息系统中ｍｅｔｉｒｃ产生了 更新后，适配器将更新封装此事件，该事件中包含了企业信息 系统的信息、ｍｅｔｒｉｃ的信息以及事件类型等，之后通过ＪＮＤＩ定 位ＪＭＳ服务器，并将该事件发送到特定的主题上，ＪＭＳ服务器 接收到该事件后立即将该事件推送给ＥＤＡＢＡＭ的事件引擎进 行处理。 ２．２ 利用规则引擎分离企业业务逻辑规则 该平台通过ｕＩ中友好的规则编辑器界面允许用户自定义 业务逻辑规则。规则编辑器采用规则模板技术，通过词法、语 法分析对规则表达式进行正确性的验证，最后提取规则表达式 中相关的参数列表，并将表达式和参数列表按照规则语言规范 填人规则模板，自动生成规则引擎能正确执行的规则文件。这 改变了传统的由软件开发人员利用复杂、专业的规则描述语言 编写规则文件的方式，规则编辑器的系统结构如图３所示。 厂 词法分析【 ｌ达式 串词 １．．．．¨Ⅲ ＿＿＿ 规则映射Ｌ 觇则模板Ｉ； ＴＩ 图３规则编辑器系统结构 规则编辑器以组件形式集成到ＢＡＲＴＭＰ中的配置管理界 面中，用于配置ＫＰＩ的生成规则以及ＫＰＩ的预警规则。该平台 允许用户通过配置管理界面查看已配置的业务逻辑规则，并允 该平台利用事件机制保证了数据的实时处理和展示。该 框架中的ｍｅｔｉｒｃ和ＫＰＩ设置为ＪａｖａＢｅａｎ对象，利用ＪａｖａＢｅａｎ的 属性更新事件激活规则引擎运行。ｍｅｔｉｒｃ和ＫＰＩ作为事件源， 维护一个事件代理管理事件。规则引擎实现事件监听器接口， 在ｍｅｔｒｉｃ和ＫＰＩ事件代理中进行注册来监听和处理此类事件。 规则引擎和ｍｅｔｒｉｃ以及ＫＰＩ之间的交互如图４所示。 图４规则引擎和ｍｅｔｒｉｃ以及ＫＰＩ交互图 具体流程如下： ａ）规则引擎在ｍｅｔｒｉｃ和ＫＰＩ的事件代理中注册，监听属性 更新事件。 ｂ）被监控服务中ｍｅｔｒｉｃ产生更新，通知所有注册的规则引 擎执行与该ｍｅｔｒｉｃ相关的ＫＰＩ生成规则。 Ｃ）规则引擎通过匹配推理执行ＫＰＩ生成规则，更新活动 缓存中的ＫＰＩ；同时将更新的ＫＰＩ写入到报告缓存中。 ｄ）ＫＰＩ产生更新后，通知所有注册的规则引擎执行与该 ＫＰＩ相关的ＫＰＩ预警规则，如果匹配成功，通过短信息或ｅ—ｍａｉｌ 发送预警信息。 ２．４分角色多视图定制ＫＰＩ 由前文定义可知ＫＰＩ是企业关键业务绩效指标，是对企业 中业务目标的量化规约，其信息属于企业的秘密信息，是对企 业运行状况的实时反映。如何保护好这些信息也是业务活动 实时监控系统中亟待解决的问题。本文采用分角色定制ＫＰＩ 的方法将ＫＰＩ的访问权限与企业角色相联系，如图５所示。角 色是根据企业内为完成各种不同的任务需要而设置的，根据用 户在企业中的职权和责任来设定他们的角色，每种角色对应的 ＫＰＩ不同。例如一般用户只能看到与自己业务相关的ＫＰＩ信 息，而企业管理人员能够看到所有的ＫＰＩ信息。 图５分角色定ＮＫＰＩ ｕｓ 仪表盘采用Ｆｌｅｘ实现，其丰富互联网应用（ＲＩＡ）技术为展 示数据提供了丰富的方式，其具有丰富多彩的图表、功能强大 的表格、以及灵活的交互能力。用户可以通过丰富的图表工具 展示ＫＰＩ，如仪表盘、曲线图、饼状图、柱状图等。 ２．５错误信息追踪机制 企业业务活动运行过程中，关键绩效指标ＫＰＩ由于ｍｅｔｒｉｃ 值的变化很可能异常，企业领导人往往希望第一时间收到异常 信息，并能快速定位出企业的哪个部门出现了问题。本文采用 实时预警机制将异常信息通过短信息或ｅ—ｍａｉｌ发送给企业管 理人员，在预警信息中包含了全部的错误信息，（下转第９９７页）
