新一代高校校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)研究

徐俊波　劉秀琴

摘? ?要：隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和高校信息化建設(shè)的全面推進(jìn)，傳統(tǒng)校園一卡通系統(tǒng)已經(jīng)不滿足高校發(fā)展的需要。文章探討了智慧校園建設(shè)背景下高校校園一卡通的定位與發(fā)展，在此基礎(chǔ)上，以哈爾濱工程大學(xué)校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)為例，設(shè)計了新一代校園一卡通系統(tǒng)體系架構(gòu)。研究成果為相關(guān)高校推進(jìn)校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)提供了有益的技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：校園一卡通;發(fā)展趨勢;建設(shè)研究

中圖分類號：TP39 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1673-8454（2020）09-0060-04

一、引言

近年來，隨著信息技術(shù)的發(fā)展和高校信息化水平的不斷提高，各高校不斷探索校園一卡通系統(tǒng)軟硬件技術(shù)，包括校園一卡通系統(tǒng)體系架構(gòu)、應(yīng)用服務(wù)模式、運行支撐環(huán)境等。部分高校也構(gòu)建了新一代智能校園一卡通系統(tǒng)，并進(jìn)行了全面的升級建設(shè)，從而使校園一卡通系統(tǒng)成為高校智慧校園建設(shè)的重要組成部分。本文以哈爾濱工程大學(xué)校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)為例，深入研究了新一代校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)實施與應(yīng)用拓展。

二、校園一卡通定位與發(fā)展趨勢

1.校園一卡通定位

校園一卡通系統(tǒng)是高校加強信息化管理，提高管理效率和服務(wù)水平的重要基礎(chǔ)應(yīng)用，也為高校師生的學(xué)習(xí)、生活提供了極大便利。隨著高校智慧校園建設(shè)的不斷深入，校園一卡通在高校的定位主要為以下幾方面：

（1）校園信息化的應(yīng)用基礎(chǔ)

校園一卡通是高校校務(wù)管理、教學(xué)科研和生活服務(wù)很重要的支撐，包括校園各場景的金融消費和身份認(rèn)證等。由于校園一卡通身份識別準(zhǔn)確、安全，日常消費過程簡單、可查，數(shù)據(jù)收集全面、統(tǒng)一，并且運用專網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸、集中化決算管理等形式，為高校人員身份識別、消費和結(jié)算等提供了有力保障，促進(jìn)了學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)資源的交換與共享，形成了高校統(tǒng)一管理的基礎(chǔ)信息平臺，校園一卡通是高校信息化建設(shè)的重要應(yīng)用基礎(chǔ)。

（2）智慧校園建設(shè)的重要載體

校園一卡通因其通用性和便攜性，廣泛應(yīng)用于校園各個場景中，校園一卡通系統(tǒng)也采集了師生就餐、購物、洗浴、圖書借閱、體鍛、醫(yī)療等行為數(shù)據(jù)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，校園虛擬卡與實體卡智能融合，與各類多功能服務(wù)終端共同構(gòu)成了物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的延伸，校園一卡通也成為智慧校園建設(shè)中必不可少的重要載體。

（3）大數(shù)據(jù)分析的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

校園一卡通是高校智慧校園中重要的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，其功能涉及到金融消費、電子身份認(rèn)證兩大類綜合業(yè)務(wù)，在其運行過程中也積累了大量的各類數(shù)據(jù)。多年來，很多工作者對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行專業(yè)化統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)挖掘，也可關(guān)聯(lián)師生的消費習(xí)慣、行為方式、生活作息等，從而形成輔助支撐學(xué)校決策的重要依據(jù)，也是學(xué)校大數(shù)據(jù)分析的重要數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

2.校園一卡通發(fā)展趨勢

在高校智慧校園建設(shè)中，校園一卡通的作用非常重要，新一代智能“校園卡”不僅僅具有金融消費、身份識別、數(shù)據(jù)共享和信息服務(wù)等功能，更加關(guān)注對師生綜合服務(wù)價值的體現(xiàn)，最終達(dá)到 “支付便捷、卡片多樣、安全性高、多卡融合” 的智慧校園建設(shè)目標(biāo)。在高校校園一卡通如此普及的今天，校園卡正在向以下幾個方面發(fā)展。

（1）支付方式便捷化，充值形式多樣化

在新一輪的校園一卡通建設(shè)中，各高校都在嘗試在線支付、無卡支付等模式，以及利用支付寶、微信等為師生提供便捷的充值服務(wù)，打破了傳統(tǒng)人工現(xiàn)金充值和圈存機充值方式。同時，此種校園卡充值模式不受時間地點限制，隨時隨地完成校園卡充值，有效減少校園卡務(wù)部門柜臺服務(wù)壓力，給廣大師生的工作和生活帶來了極大的便利，也進(jìn)一步提升了學(xué)校信息化建設(shè)和服務(wù)水平。

（2）校園卡與NFC手機融合，提供多種支付手段

NFC（Near Field Communication）是一種近距離無線通信技術(shù)，由于NFC安全性較高，被認(rèn)為在手機支付等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。以手機為載體將手機卡和校園一卡通進(jìn)行融合，已經(jīng)成為高校校園一卡通建設(shè)的重要組成部分。同時，通過加載校園卡的NFC手機，能夠?qū)崿F(xiàn)自助空中發(fā)卡、空中充值、手機消費等功能，以及在線業(yè)務(wù)辦理、實時信息查詢等綜合信息服務(wù)，真正實現(xiàn)校園一卡通的移動化辦理。

（3）卡片載體多樣化，安全性越來越高

隨著計算機技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，卡片在人們?nèi)粘Ｉ钪袚?dān)當(dāng)?shù)慕巧苍絹碓矫黠@，但是從卡片的設(shè)計原理和制作工藝上看，早期的校園卡多為傳統(tǒng)的M1（NXP Mifare1）卡，因其設(shè)計問題存在一定的安全隱患，目前正逐漸被CPU（Central Processing Unit）卡替代。同時，新技術(shù)產(chǎn)生的指紋、二維碼、手機卡及人臉識別等新載體成為發(fā)展方向，多樣的卡片載體為師生在各種場景中應(yīng)用校園卡提供了便捷途徑，深受廣大師生歡迎。

（4）“多卡合一”，拓展校園卡社會化應(yīng)用

改變校園卡只限校內(nèi)應(yīng)用的傳統(tǒng)模式，將校園卡與銀行卡、公交卡進(jìn)行“多卡合一”融合，即將三張卡的功能集成在一張物理卡上，在一張物理卡上虛擬多張邏輯卡，各卡之間互相獨立，安全上符合相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)規(guī)范。同時，融合后的“校園卡”可以在不同業(yè)務(wù)終端上完成各自的自動識別、充值和消費等功能，滿足師生校外消費及出行需要，實現(xiàn)跨出校園的“一卡多用”，為師生提供便捷的校園卡校外應(yīng)用服務(wù)，其他業(yè)務(wù)辦理按照各自行業(yè)工作標(biāo)準(zhǔn)、服務(wù)規(guī)范要求執(zhí)行。

（5）注重大數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，為高校決策提供支持

隨著高校智慧校園建設(shè)的不斷發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析成為高校管理與決策的重要手段和有力支撐。校園一卡通系統(tǒng)是高校智慧校園建設(shè)的重要組成部分，對校園一卡通系統(tǒng)中積累的大量各類歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)挖掘，預(yù)測未來趨勢，為高校管理決策提供了有價值的數(shù)據(jù)支持，有效提升管理的科學(xué)性，也可為學(xué)校各類獎助學(xué)金發(fā)放、貧困生評定、大學(xué)生飲食健康分析提供準(zhǔn)確、可靠和翔實的數(shù)據(jù)信息服務(wù)。

三、校園一卡通體系架構(gòu)

新一代高校一卡通系統(tǒng)以面向師生服務(wù)為根本目的，通過建設(shè)技術(shù)先進(jìn)的校園一卡通系統(tǒng)軟、硬件運行支撐環(huán)境，將實體卡與虛擬卡智能融合，建成服務(wù)多樣、應(yīng)用豐富、安全可靠的校園一卡通系統(tǒng)，并將校園卡服務(wù)向移動端延伸并拓展校園卡校外應(yīng)用與服務(wù)領(lǐng)域。同時，建設(shè)支持虛擬卡和實體卡智能融合體系架構(gòu)，提升平臺拓展服務(wù)能力，實現(xiàn)靈活擴展應(yīng)用服務(wù)，并逐步完成卡片由IC卡向CPU卡過渡，以滿足未來信息化建設(shè)的發(fā)展需要。校園一卡通體系架構(gòu)自上而下分為：管理與服務(wù)層、業(yè)務(wù)與平臺層、數(shù)據(jù)與接口層、運行與支撐層，同時由系統(tǒng)安全保障和運維服務(wù)保障貫穿各個層級。校園一卡通體系架構(gòu)示意圖如圖1所示。

1.管理與服務(wù)層

以卡務(wù)服務(wù)和自助服務(wù)（含Web服務(wù)和移動端服務(wù)）為主要表現(xiàn)形式的校園卡服務(wù)體系，在高校各種管理規(guī)范和業(yè)務(wù)流程的約束下為校內(nèi)師生提供校園一卡通卡務(wù)辦理、各類查詢及金融交易等服務(wù)，構(gòu)建起“線上+線下+移動端服務(wù)”的校園卡綜合信息服務(wù)窗口。

2.業(yè)務(wù)與平臺層

由卡務(wù)管理、支付管理、賬務(wù)管理、身份識別等子系統(tǒng)構(gòu)成，依托支付平臺和身份識別平臺共同支撐起校園一卡通系統(tǒng)的軟件應(yīng)用運行體系。

3.數(shù)據(jù)與接口層

系統(tǒng)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)主要有校園卡交易、結(jié)算、賬務(wù)等金融交易數(shù)據(jù)及考勤、簽到、通道等身份識別數(shù)據(jù)，能夠為校內(nèi)師生和其它信息管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)及第三方系統(tǒng)對接服務(wù)。

4.運行與支撐層

校園一卡通系統(tǒng)運行與支撐層主要包括校園卡片、終端機具、通信網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲設(shè)備等硬件，形成必要的運行支撐環(huán)境。

5.系統(tǒng)安全保障

為提高數(shù)據(jù)的安全性，進(jìn)行新校園卡建設(shè)時，在介質(zhì)選擇、數(shù)據(jù)傳輸、消費數(shù)據(jù)安全、充值交易安全、數(shù)據(jù)庫安全、Web Service接口安全，以及突發(fā)事件技術(shù)防范、對賬機制健全等方面均應(yīng)予以充分考慮和精心設(shè)計，以保證系統(tǒng)安全運行。

6.運維服務(wù)保障

通過構(gòu)建科學(xué)規(guī)范的校園一卡通系統(tǒng)運行維護(hù)制度、先進(jìn)運行監(jiān)控手段以及完備技術(shù)操作規(guī)范手冊，確保校園一卡通系統(tǒng)運維服務(wù)及時、高效。

四、校園一卡通建設(shè)研究

1.系統(tǒng)與平臺建設(shè)

我校根據(jù)業(yè)務(wù)需求和建設(shè)要求，構(gòu)建了校園一卡通核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)、金融支付平臺、身份識別平臺和數(shù)據(jù)分析平臺四大部分。

（1）核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)

采用B/S架構(gòu)，建設(shè)了校園一卡通核心業(yè)務(wù)系統(tǒng)，主要包括管理中心、卡務(wù)中心、結(jié)算中心、秘鑰中心、數(shù)據(jù)中心、集控中心等校園卡基礎(chǔ)業(yè)務(wù)。

（2）金融支付平臺

主要是針對以卡代幣全過程的金融交易服務(wù)與管理，主要包括金融交易管理平臺及在線支付平臺。其中，金融交易管理平臺包括賬戶管理、充值轉(zhuǎn)賬、賬務(wù)結(jié)算、代收代付等金融功能。在線支付平臺包括校園卡充值、網(wǎng)費、電費、考試費等各類費用的支付，對校園內(nèi)消費進(jìn)行統(tǒng)一管理，并提供安全可靠、快捷高效、靈活開放的支付接口，以及與第三方支付系統(tǒng)及校內(nèi)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)完成對接。

（3）身份識別平臺

建立了以校園卡為介質(zhì)，實現(xiàn)進(jìn)出人員管理的身份識別類系統(tǒng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，即通過統(tǒng)一校園卡介質(zhì)授權(quán)，實現(xiàn)師生授權(quán)分級管理。同時，通過整合學(xué)校身份識別類數(shù)據(jù)，一方面為師生提供場館資源占用信息查詢、個人行為活動查詢，幫助師生合理規(guī)劃自己的工作、學(xué)習(xí)和生活，另一方面為開展基于身份識別的數(shù)據(jù)挖掘及領(lǐng)導(dǎo)決策支持奠定了基礎(chǔ)。

（4）數(shù)據(jù)分析平臺

以校園卡消費數(shù)據(jù)和身份識別數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源，深入分析師生食堂消費、超市消費、充值、洗浴、圖書借閱、門禁、通道等數(shù)據(jù)，為師生提供食堂、超市、在線消費情況對比以及三餐消費情況、圖書館占用率、用餐高峰分析等信息，使師生能夠直觀了解自己校園卡消費情況和使用情況，便于調(diào)整生活和學(xué)習(xí)。同時，為業(yè)務(wù)部門提供貧困生消費分析、飲食結(jié)構(gòu)分析、飲食體鍛與健康分析、設(shè)備交易情況分析、商戶收入情況分析等。

2.應(yīng)用服務(wù)建設(shè)

校園一卡通應(yīng)用服務(wù)主要是面向師生的線上、線下服務(wù)，包括網(wǎng)上服務(wù)大廳、線下服務(wù)大廳和移動端服務(wù)的建設(shè)。

（1）網(wǎng)上服務(wù)大廳

該平臺基于校園卡業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，為用戶提供完善的校園卡服務(wù)信息和常用業(yè)務(wù)辦理，包括校園卡服務(wù)指南、通知公告、校園卡服務(wù)網(wǎng)點、賬戶查詢、交易查詢、銀行卡綁定、掛失等基本服務(wù)，以及個人消費情況分析、行為活動軌跡、場館資源使用情況等綜合信息服務(wù)。

（2）線下服務(wù)大廳

建設(shè)了校園卡線下人工服務(wù)窗口和自助服務(wù)終端相結(jié)合的校園卡線下服務(wù)體系，包括自助補卡、自助現(xiàn)金充值、自助多媒體查詢、自助文印、自助拍照、自助領(lǐng)卡等自助服務(wù)系統(tǒng)。同時，線下服務(wù)大廳以自助服務(wù)應(yīng)用為主，逐步減少人工服務(wù)工作量，逐步構(gòu)建起全方位、全時段的校園卡自助服務(wù)體系。

（3）移動端服務(wù)

校園卡移動端服務(wù)是基于網(wǎng)上服務(wù)大廳平臺的移動應(yīng)用，也是服務(wù)大廳PC端向移動端的平滑移植。該移動端服務(wù)不僅實現(xiàn)了校園卡在線充值、流水查詢和修改密碼等基礎(chǔ)業(yè)務(wù)，而且配合PC端實現(xiàn)了在線繳費、在線預(yù)訂、考勤查詢、卡掛失、遺失卡招領(lǐng)、交易查詢、賬戶轉(zhuǎn)賬、銀行卡綁定等校園卡常用業(yè)務(wù)。

3.數(shù)據(jù)應(yīng)用與接口建設(shè)

（1）統(tǒng)一數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集是高校數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集的一部分，本次建設(shè)將按照學(xué)校數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)集（參考國標(biāo)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）要求，建立并完善了校園卡系統(tǒng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)子集，形成校園卡數(shù)據(jù)集，包括校園卡賬戶信息、商戶信息、交易信息、認(rèn)證信息、設(shè)備信息等數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，為基于校園卡的數(shù)據(jù)交換、共享和數(shù)據(jù)分析奠定良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。同時，通過新一代校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)，重新梳理了校園一卡通系統(tǒng)與學(xué)校其他信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)關(guān)系，確保了校園一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)及相關(guān)信息的準(zhǔn)確、及時、可靠。

（2）接口服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)

規(guī)范了校園一卡通系統(tǒng)與校內(nèi)其他信息系統(tǒng)對接流程，構(gòu)建了標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)接口規(guī)范，為學(xué)校第三方系統(tǒng)接入提供標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的Web Service接口，并以標(biāo)準(zhǔn)的XML格式進(jìn)行返回。同時，校內(nèi)應(yīng)用系統(tǒng)接入時，通過統(tǒng)一授權(quán)對接入系統(tǒng)進(jìn)行授權(quán)，確保訪問安全。

4.虛擬校園卡建設(shè)

（1）手機二維碼虛擬校園卡

建設(shè)了動態(tài)手機二維碼金融交易和身份識別應(yīng)用服務(wù)體系，即通過手機APP生成動態(tài)二維支付碼和乘車碼，實現(xiàn)校內(nèi)金融支付和身份識別，包括使用手機完成POS消費、掃碼乘車、教學(xué)樓和公寓的掃碼進(jìn)出，以及學(xué)期報道注冊和圖書館、公寓的通道進(jìn)出等。

（2）手機NFC虛擬校園卡

利用手機NFC功能開發(fā)了虛擬校園卡，即將手機虛擬成一張校園卡，通過與本人校園卡賬戶的綁定實現(xiàn)校園卡功能，包括使用手機既可在校內(nèi)進(jìn)行金融消費和身份識別，又可以隨時隨地完成充值、消費、查詢賬戶余額、交易明細(xì)、掛失、解掛等業(yè)務(wù)。

5.校園一卡通應(yīng)用拓展

為便于師生校外出行和消費，拓展校園卡社會化應(yīng)用，建設(shè)了校園卡與銀行卡、公交卡的校園融合卡，實現(xiàn)“一卡多用”社會化需求。根據(jù)師生需求，與銀行和城市公交管理部門協(xié)商合作，建設(shè)了校園卡、銀行卡、公交卡融合的“三卡合一”聯(lián)名一卡通和校園卡、公交卡融合的“二卡合一”聯(lián)名一卡通，滿足了師生多樣化的校園卡需求。“三卡合一”校園聯(lián)名卡可在我校、中國銀行金融系統(tǒng)和全國公交、地鐵等系統(tǒng)中使用?！岸ê弦弧毙@聯(lián)名卡可在學(xué)校和全國公交、地鐵等系統(tǒng)中使用。聯(lián)名“校園一卡通”采用CPU卡片，物理上為一張卡，邏輯上為多張卡，各卡之間互相獨立。同時，聯(lián)名“校園一卡通”發(fā)放時校園卡功能已經(jīng)開通，師生依據(jù)自愿原則，銀行卡、公交卡功能按需自行激活開通。

五、結(jié)束語

本文在對部分高校充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，闡述了在高校智慧校園建設(shè)階段校園一卡通的定位及發(fā)展趨勢，并以哈爾濱工程大學(xué)實際需求和已有系統(tǒng)為基礎(chǔ)，設(shè)計了校園一卡通系統(tǒng)體系架構(gòu)，并進(jìn)行了建設(shè)實施，為后期學(xué)校智慧校園建設(shè)奠定了基礎(chǔ)，也為其他高校新一代校園一卡通建設(shè)提供了有益的參考。

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（編輯：王曉明）