新一代高校校园一卡通系统建设研究
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作者:徐俊波 刘秀琴
摘 要：随着信息技术的快速发展和高校信息化建设的全面推进，传统校园一卡通系统已经不满足高校发展的需要。文章探讨了智慧校园建设背景下高校校园一卡通的定位与发展，在此基础上，以哈尔滨工程大学校园一卡通系统建设为例，设计了新一代校园一卡通系统体系架构。研究成果为相关高校推进校园一卡通系统建设提供了有益的技术参考。
关键词：校园一卡通;发展趋势;建设研究
中图分类号：TP39 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2020）09-0060-04
一、引言
近年来，随着信息技术的发展和高校信息化水平的不断提高，各高校不断探索校园一卡通系统软硬件技术，包括校园一卡通系统体系架构、应用服务模式、运行支撑环境等。部分高校也构建了新一代智能校园一卡通系统，并进行了全面的升级建设，从而使校园一卡通系统成为高校智慧校园建设的重要组成部分。本文以哈尔滨工程大学校园一卡通系统建设为例，深入研究了新一代校园一卡通系统的建设实施与应用拓展。
二、校园一卡通定位与发展趋势
1.校园一卡通定位
校园一卡通系统是高校加强信息化管理，提高管理效率和服务水平的重要基础应用，也为高校师生的学习、生活提供了极大便利。随着高校智慧校园建设的不断深入，校园一卡通在高校的定位主要为以下几方面：
（1）校园信息化的应用基础
校园一卡通是高校校务管理、教学科研和生活服务很重要的支撑，包括校园各场景的金融消费和身份认证等。由于校园一卡通身份识别准确、安全，日常消费过程简单、可查，数据收集全面、统一，并且运用专网进行数据传输、集中化决算管理等形式，为高校人员身份识别、消费和结算等提供了有力保障，促进了学校内部数据资源的交换与共享，形成了高校统一管理的基础信息平台，校园一卡通是高校信息化建设的重要应用基础。
（2）智慧校园建设的重要载体
校园一卡通因其通用性和便携性，广泛应用于校园各个场景中，校园一卡通系统也采集了师生就餐、购物、洗浴、图书借阅、体锻、医疗等行为数据。随着信息技术的不断发展，校园虚拟卡与实体卡智能融合，与各类多功能服务终端共同构成了物联网应用的延伸，校园一卡通也成为智慧校园建设中必不可少的重要载体。
（3）大数据分析的数据基础
校园一卡通是高校智慧校园中重要的业务系统，其功能涉及到金融消费、电子身份认证两大类综合业务，在其运行过程中也积累了大量的各类数据。多年来，很多工作者对这些数据进行专业化统计分析、数据挖掘，也可关联师生的消费习惯、行为方式、生活作息等，从而形成辅助支撑学校决策的重要依据，也是学校大数据分析的重要数据基础。
2.校园一卡通发展趋势
在高校智慧校园建设中，校园一卡通的作用非常重要，新一代智能“校园卡”不仅仅具有金融消费、身份识别、数据共享和信息服务等功能，更加关注对师生综合服务价值的体现，最终达到 “支付便捷、卡片多样、安全性高、多卡融合” 的智慧校园建设目标。在高校校园一卡通如此普及的今天，校园卡正在向以下几个方面发展。
（1）支付方式便捷化，充值形式多样化
在新一轮的校园一卡通建设中，各高校都在尝试在线支付、无卡支付等模式，以及利用支付宝、微信等为师生提供便捷的充值服务，打破了传统人工现金充值和圈存机充值方式。同时，此种校园卡充值模式不受时间地点限制，随时随地完成校园卡充值，有效减少校园卡务部门柜台服务压力，给广大师生的工作和生活带来了极大的便利，也进一步提升了学校信息化建设和服务水平。
（2）校园卡与NFC手机融合，提供多种支付手段
NFC（Near Field Communication）是一種近距离无线通信技术，由于NFC安全性较高，被认为在手机支付等领域具有良好的应用前景。以手机为载体将手机卡和校园一卡通进行融合，已经成为高校校园一卡通建设的重要组成部分。同时，通过加载校园卡的NFC手机，能够实现自助空中发卡、空中充值、手机消费等功能，以及在线业务办理、实时信息查询等综合信息服务，真正实现校园一卡通的移动化办理。
（3）卡片载体多样化，安全性越来越高
随着计算机技术及网络技术的发展，卡片在人们日常生活中担当的角色也越来越明显，但是从卡片的设计原理和制作工艺上看，早期的校园卡多为传统的M1（NXP Mifare1）卡，因其设计问题存在一定的安全隐患，目前正逐渐被CPU（Central Processing Unit）卡替代。同时，新技术产生的指纹、二维码、手机卡及人脸识别等新载体成为发展方向，多样的卡片载体为师生在各种场景中应用校园卡提供了便捷途径，深受广大师生欢迎。
（4）“多卡合一”，拓展校园卡社会化应用
改变校园卡只限校内应用的传统模式，将校园卡与银行卡、公交卡进行“多卡合一”融合，即将三张卡的功能集成在一张物理卡上，在一张物理卡上虚拟多张逻辑卡，各卡之间互相独立，安全上符合相关行业标准技术规范。同时，融合后的“校园卡”可以在不同业务终端上完成各自的自动识别、充值和消费等功能，满足师生校外消费及出行需要，实现跨出校园的“一卡多用”，为师生提供便捷的校园卡校外应用服务，其他业务办理按照各自行业工作标准、服务规范要求执行。
（5）注重大数据分析应用，为高校决策提供支持
随着高校智慧校园建设的不断发展，大数据分析成为高校管理与决策的重要手段和有力支撑。校园一卡通系统是高校智慧校园建设的重要组成部分，对校园一卡通系统中积累的大量各类历史数据进行统计分析和数据挖掘，预测未来趋势，为高校管理决策提供了有价值的数据支持，有效提升管理的科学性，也可为学校各类奖助学金发放、贫困生评定、大学生饮食健康分析提供准确、可靠和翔实的数据信息服务。 三、校园一卡通体系架构
新一代高校一卡通系统以面向师生服务为根本目的，通过建设技术先进的校园一卡通系统软、硬件运行支撑环境，将实体卡与虚拟卡智能融合，建成服务多样、应用丰富、安全可靠的校园一卡通系统，并将校园卡服务向移动端延伸并拓展校园卡校外应用与服务领域。同时，建设支持虚拟卡和实体卡智能融合体系架构，提升平台拓展服务能力，实现灵活扩展应用服务，并逐步完成卡片由IC卡向CPU卡过渡，以满足未来信息化建设的发展需要。校园一卡通体系架构自上而下分为：管理与服务层、业务与平台层、数据与接口层、运行与支撑层，同时由系统安全保障和运维服务保障贯穿各个层级。校园一卡通体系架构示意图如图1所示。
1.管理与服务层
以卡务服务和自助服务（含Web服务和移动端服务）为主要表现形式的校园卡服务体系，在高校各种管理规范和业务流程的约束下为校内师生提供校园一卡通卡务办理、各类查询及金融交易等服务，构建起“线上+线下+移动端服务”的校园卡综合信息服务窗口。
2.业务与平台层
由卡务管理、支付管理、账务管理、身份识别等子系统构成，依托支付平台和身份识别平台共同支撑起校园一卡通系统的软件应用运行体系。
3.数据与接口层
系统生产的数据主要有校园卡交易、结算、账务等金融交易数据及考勤、签到、通道等身份识别数据，能够为校内师生和其它信息管理系统提供数据共享服务及第三方系统对接服务。
4.运行与支撑层
校园一卡通系统运行与支撑层主要包括校园卡片、终端机具、通信网络、服务器、存储设备等硬件，形成必要的运行支撑环境。
5.系统安全保障
为提高数据的安全性，进行新校园卡建设时，在介质选择、数据传输、消费数据安全、充值交易安全、数据库安全、Web Service接口安全，以及突发事件技术防范、对账机制健全等方面均应予以充分考虑和精心设计，以保证系统安全运行。
6.运维服务保障
通过构建科学规范的校园一卡通系统运行维护制度、先进运行监控手段以及完备技术操作规范手册，确保校园一卡通系统运维服务及时、高效。
四、校园一卡通建设研究
1.系统与平台建设
我校根据业务需求和建设要求，构建了校园一卡通核心业务系统、金融支付平台、身份识别平台和数据分析平台四大部分。
（1）核心业务系统
采用B/S架构，建设了校园一卡通核心业务系统，主要包括管理中心、卡务中心、结算中心、秘钥中心、数据中心、集控中心等校园卡基础业务。
（2）金融支付平台
主要是针对以卡代币全过程的金融交易服务与管理，主要包括金融交易管理平台及在线支付平台。其中，金融交易管理平台包括账户管理、充值转账、账务结算、代收代付等金融功能。在线支付平台包括校园卡充值、网费、电费、考试费等各类费用的支付，对校园内消费进行统一管理，并提供安全可靠、快捷高效、灵活开放的支付接口，以及与第三方支付系统及校内其他业务系统完成对接。
（3）身份识别平台
建立了以校园卡为介质，实现进出人员管理的身份识别类系统数据的统一管理，即通过统一校园卡介质授权，实现师生授权分级管理。同时，通过整合学校身份识别类数据，一方面为师生提供场馆资源占用信息查询、个人行为活动查询，帮助师生合理规划自己的工作、学习和生活，另一方面为开展基于身份识别的数据挖掘及领导决策支持奠定了基础。
（4）数据分析平台
以校园卡消费数据和身份识别数据为数据源，深入分析师生食堂消费、超市消费、充值、洗浴、图书借阅、门禁、通道等数据，为师生提供食堂、超市、在线消费情況对比以及三餐消费情况、图书馆占用率、用餐高峰分析等信息，使师生能够直观了解自己校园卡消费情况和使用情况，便于调整生活和学习。同时，为业务部门提供贫困生消费分析、饮食结构分析、饮食体锻与健康分析、设备交易情况分析、商户收入情况分析等。
2.应用服务建设
校园一卡通应用服务主要是面向师生的线上、线下服务，包括网上服务大厅、线下服务大厅和移动端服务的建设。
（1）网上服务大厅
该平台基于校园卡业务数据，为用户提供完善的校园卡服务信息和常用业务办理，包括校园卡服务指南、通知公告、校园卡服务网点、账户查询、交易查询、银行卡绑定、挂失等基本服务，以及个人消费情况分析、行为活动轨迹、场馆资源使用情况等综合信息服务。
（2）线下服务大厅
建设了校园卡线下人工服务窗口和自助服务终端相结合的校园卡线下服务体系，包括自助补卡、自助现金充值、自助多媒体查询、自助文印、自助拍照、自助领卡等自助服务系统。同时，线下服务大厅以自助服务应用为主，逐步减少人工服务工作量，逐步构建起全方位、全时段的校园卡自助服务体系。
（3）移动端服务
校园卡移动端服务是基于网上服务大厅平台的移动应用，也是服务大厅PC端向移动端的平滑移植。该移动端服务不仅实现了校园卡在线充值、流水查询和修改密码等基础业务，而且配合PC端实现了在线缴费、在线预订、考勤查询、卡挂失、遗失卡招领、交易查询、账户转账、银行卡绑定等校园卡常用业务。
3.数据应用与接口建设
（1）统一数据标准建设
校园一卡通系统数据标准集是高校数据标准集的一部分，本次建设将按照学校数据标准集（参考国标、行业标准）要求，建立并完善了校园卡系统数据标准子集，形成校园卡数据集，包括校园卡账户信息、商户信息、交易信息、认证信息、设备信息等数据表结构，为基于校园卡的数据交换、共享和数据分析奠定良好的数据基础。同时，通过新一代校园一卡通系统建设，重新梳理了校园一卡通系统与学校其他信息系统的数据关系，确保了校园一卡通系统数据及相关信息的准确、及时、可靠。 （2）接口服务标准建设
规范了校园一卡通系统与校内其他信息系统对接流程，构建了标准的数据接口规范，为学校第三方系统接入提供标准、规范的Web Service接口，并以标准的XML格式进行返回。同时，校内应用系统接入时，通过统一授权对接入系统进行授权，确保访问安全。
4.虚拟校园卡建设
（1）手机二维码虚拟校园卡
建设了动态手机二维码金融交易和身份识别应用服务体系，即通过手机APP生成动态二维支付码和乘车码，实现校内金融支付和身份识别，包括使用手机完成POS消费、扫码乘车、教学楼和公寓的扫码进出，以及学期报道注册和图书馆、公寓的通道进出等。
（2）手机NFC虚拟校园卡
利用手机NFC功能开发了虚拟校园卡，即将手机虚拟成一张校园卡，通过与本人校园卡账户的绑定实现校园卡功能，包括使用手机既可在校内进行金融消费和身份识别，又可以随时随地完成充值、消费、查询账户余额、交易明细、挂失、解挂等业务。
5.校园一卡通应用拓展
为便于师生校外出行和消费，拓展校园卡社会化应用，建设了校园卡与银行卡、公交卡的校园融合卡，实现“一卡多用”社会化需求。根据师生需求，与银行和城市公交管理部门协商合作，建设了校园卡、银行卡、公交卡融合的“三卡合一”联名一卡通和校园卡、公交卡融合的“二卡合一”联名一卡通，满足了师生多样化的校园卡需求。“三卡合一”校园联名卡可在我校、中国银行金融系统和全国公交、地铁等系统中使用。“二卡合一”校园联名卡可在学校和全国公交、地铁等系统中使用。联名“校园一卡通”采用CPU卡片，物理上为一张卡，逻辑上为多张卡，各卡之间互相独立。同时，联名“校园一卡通”发放时校园卡功能已经开通，师生依据自愿原则，银行卡、公交卡功能按需自行激活开通。
五、结束语
本文在对部分高校充分调研的基础上，阐述了在高校智慧校园建设阶段校园一卡通的定位及发展趋势，并以哈尔滨工程大学实际需求和已有系统为基础，设计了校园一卡通系统体系架构，并进行了建设实施，为后期学校智慧校园建设奠定了基础，也为其他高校新一代校园一卡通建设提供了有益的参考。
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（编辑：王曉明）
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