校園一卡通升級改造工程實施案例

摘要：校園一卡通系統(tǒng)是高校智慧校園信息化系統(tǒng)的重要組成部分，為了解決一卡通存在的問題，實現(xiàn)與智慧校園共享數(shù)據(jù)中心對接，與智慧校園其它應用實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，我校采用統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施的模式逐步完成了校園一卡通升級改造工程。本文從原一卡通系統(tǒng)存在的問題、升級方案的確立、實施、成果等方面，介紹大連醫(yī)科大學校園一卡通升級改造建設。

教育信息化的發(fā)展和應用水平正日益成為學校的核心競爭力之一。學校信息化由數(shù)字校園向智慧校園的轉型是教育信息化發(fā)展客觀規(guī)律的必然體現(xiàn)，也是當前教育信息化發(fā)展的趨勢與潮流[1]。

為了適應這個發(fā)展趨勢，進一步推進校園管理和教學水平。大連醫(yī)科大學于2014年開始進行學校的智慧校園建設。校園一卡通是學校信息化建設的核心項目之一，是智慧化校園的重要組成部分。為了更好的適應學校的信息化建設，學校定于2015年初進行“校園一卡通”升級改造工程。

一、前言(一卡通系統(tǒng)升級前概況)

我校校園一卡通系統(tǒng)始建于2007年，不僅是數(shù)字化校園系統(tǒng)的重要有機組成部分，是教育信息化建設的基礎支撐點之一。

隨著校園一卡通系統(tǒng)的深入使用，已與學校多個管理系統(tǒng)(圖書借閱系統(tǒng)、門禁管理系統(tǒng)、宿舍管理系統(tǒng)等)實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，提供了生活消費(餐飲、洗浴、購電、洗衣機)、身份認證(門禁、考試、考勤等)、圖書借閱、自助網(wǎng)絡服務等多種功能。

隨著校園“一卡通”的推廣使用，其服務范圍遍布校園及學習生活工作各個方面。極大的方便了學生、教工的工作生活，實現(xiàn)了“一卡在手，走遍校園”。

二、一卡通系統(tǒng)的整體升級改造項目

1.存在問題

一卡通系統(tǒng)的整體建設從無到有，應用由單一服務增至多原化服務。隨著應用的不斷加深，一卡通系統(tǒng)的制度不健全、管理不規(guī)范、設備老化、應用系統(tǒng)無法滿足現(xiàn)階段發(fā)展的需要，以及卡片的安全隱患等一系列問題愈加明顯，給一卡通系統(tǒng)的管理和維護帶來了很大的困難，這也是本次升級需要急迫解決的問題。

(1)管理方面

1)制度建設

原來的管理制度不夠全面、細致。導致管理很被動，經(jīng)常被使用者鉆空子，如商戶自私搭建消費平臺、挪用設備、私自進行工程改造破壞一卡通使用環(huán)境等都未納入管理制度中，因此完善一卡通系統(tǒng)管理制度也是升級過程最重要的一環(huán)。

2)管理不規(guī)范

a.網(wǎng)絡地址不足

未將原一卡通網(wǎng)絡的服務器、消費、門禁控制器等設備地址進行有效的分類。當設備數(shù)量和種類增加到一定成程度時，導致一卡通設備地址數(shù)量不足，業(yè)務無法擴容。

b.設備命名、編號混亂

服務器、自助機、消費POS等設備命名和編號雜亂無章，特別是消費類設備，無法快速定位報修設備，加大了設備管理難度。

3)數(shù)據(jù)標準化不一致

一卡通系統(tǒng)建設初期，使用的是系統(tǒng)自身的編碼規(guī)則和數(shù)據(jù)標準。但隨著學校智慧校園的建立，學校整體的數(shù)據(jù)中心由一卡通系統(tǒng)轉移至數(shù)據(jù)共享中心，所以一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標準已不滿足整體智慧校園的建設。特別是一卡通號在原系統(tǒng)中為流水號，它隨著用戶換卡操作而發(fā)生變化。這種不唯一性，給后續(xù)的系統(tǒng)集成、管理、維護，特別是用戶使用帶了極大的不便。

(2)基礎設施建設

1)設備問題

校園一卡通系統(tǒng)已平穩(wěn)運行8年，不論是服務器還是外圍設備都已嚴重老化，設備故障率已呈逐年提高的態(tài)勢。

2)網(wǎng)絡安全

校園“一卡通”系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構采用的是單獨組網(wǎng)，實現(xiàn)了真正意義上一卡通專網(wǎng)。隨著信息技術的不斷發(fā)展和學校智慧校園的建設，原一卡通專網(wǎng)已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要，勢必會與校園網(wǎng)絡業(yè)務存在進行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡安全顯得尤為重要。

3)卡片安全

原一卡通系統(tǒng)使用的一卡通是M1卡。隨著M1卡被破解，M1卡上存在用戶信息和數(shù)據(jù)將無法得到保障，如何規(guī)避M1卡的安全性成為至關重要的問題。

(3)應用方面

舊版一卡通系統(tǒng)采用的是C/S模式，雖然系統(tǒng)的安全性和保密性得到了一定的保障，但也帶來諸多限制[2]：

1)維護和升級繁瑣、成本高。

2)C/S結構的軟件需要針對不同的操作系統(tǒng)開發(fā)不同版本的軟件，而且代價高、效率低。

3)C/S組織結構不支持Internet，只適用于局域網(wǎng)，而隨著互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，移動辦公和分布式辦公越來越普及，C/S結構很顯然無法滿足這些需求。

2.確立升級方案

本次升級改造并非單純的在舊版一卡通系統(tǒng)基礎上升級，而是建立一個全新的校園一卡通系統(tǒng)。在解決原系統(tǒng)存在問題的同時，更好的適應學校快速發(fā)展的信息化建設。所以本次整體升級改造的原則、中心思想和方式如下：

1)原則：適應智慧校園建設，遵循數(shù)據(jù)標準，統(tǒng)一規(guī)劃、分布實施的建設原則。

2)中心思想：安全、平滑、穩(wěn)定的過渡。

3)方式：采用新舊一卡通系統(tǒng)并運行，逐步替換的方式。

從以下幾個方面制定了本次升級改造方案：

(1)管理方面

1)完善制度

制度是一切系統(tǒng)有效運行和管理的保障， 校園一卡通系統(tǒng)的正常運行需要嚴格的管理體制和相應的工作制度，對管理中出現(xiàn)的問題要及時解決并總結經(jīng)驗[3]。結合多年一卡通系統(tǒng)使用情況和相關政策，完善管理制度(如一卡通系統(tǒng)管理、設備管理、商戶管理等方面)。健全的制度是管理一卡通的整體運維的重要保障。

2)優(yōu)化網(wǎng)絡結構

根據(jù)一卡通系統(tǒng)各種功能結構，重新規(guī)劃一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡地址。根據(jù)功能分類，分屬不同的VLAN，達到擴展、優(yōu)化一卡通網(wǎng)絡的目的。如表1所示。

3)制定設備管理相關規(guī)則

為了規(guī)范一卡通設備管理，特制定相應編碼標準和相應的規(guī)則(包括服務器、自助服務機的命名規(guī)則、消費水控設備的編碼標準等)。遵循規(guī)則可以快速、有效的定位設備，便于管理與維護。以消費及水控設備編碼舉例說明，采用4位長度編碼，第1位用于區(qū)分設備類別及所屬部門，后3位用于記錄設備所在樓宇、樓層、順序號。具體分類如表2所示。

4)遵循數(shù)據(jù)標準

隨著學校信息化建設的推進，數(shù)據(jù)共享平臺將數(shù)據(jù)層面的所需信息集中存儲，并給各應用子系統(tǒng)共享，有效防止信息的冗余和不一致，保障數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。

校園一卡通系統(tǒng)作為智慧校園中的重要應用系統(tǒng)，本次升級充分采用、操作統(tǒng)一共享數(shù)據(jù)平臺提供的公共數(shù)據(jù)編碼、身份信息等數(shù)據(jù)標準。如一卡通號由原來的流水號變?yōu)閷W號和工號,實現(xiàn)了一卡通業(yè)務系統(tǒng)統(tǒng)一的賬號登錄，也將用于智慧校園統(tǒng)一門戶登錄的唯一賬號。

(2)基礎設施建設方面

根據(jù)設備種類、數(shù)量、施工量和施工安排，制定詳細的施工進度表，并提前通知相關部門值班人員予以配合。

1)網(wǎng)絡、基礎建設

a.網(wǎng)絡改造：只需在原一卡通專網(wǎng)基礎上予以補充或改造。

b.網(wǎng)絡安全：為了保證一卡通系統(tǒng)的安全，通過防火墻、網(wǎng)絡監(jiān)控等技術與校園網(wǎng)建立連接，以邏輯子網(wǎng)的方式在校園網(wǎng)上實現(xiàn)一卡通網(wǎng)絡的有效擴展。

c.更換M1卡：將校園卡由原來的M1卡全部更換為CPU卡，增加安全性的同時，可以充分利用CPU卡的特性，為廣大師生開發(fā)更多的服務。

2)設備調(diào)試安裝

除了布置新的服務器、存儲以及自助服務設備外，在感應式設備的安裝方面：我校采取逐步替換感應設備的方式進行施工。根據(jù)設備使用頻率、先行替換人員較為集中的位置，對于人員使用率較少的位置保留部分舊設備，按步驟逐步替換。這樣可以有效的減輕整體的施工量、后期維護量。

(3)應用與業(yè)務方面

1)系統(tǒng)平臺搭建

系統(tǒng)架構由原來的C/S模式改為B/S模式。

2)完善數(shù)據(jù)

管理人員根據(jù)學校相關數(shù)據(jù)標準錄入或?qū)胂嚓P信息(人員基本信息、部門信息等)，完善一卡通數(shù)據(jù)。

3)應用集成接口

校園一卡通系統(tǒng)中的應用集成接口是各種應用系統(tǒng)集成到一卡通系統(tǒng)中的橋梁,承擔著數(shù)據(jù)同步、用戶認證、流水采集上傳的重要功[4]。因此除一卡通系統(tǒng)本身業(yè)務外，最重要的就是與一卡通相關聯(lián)的第三方系統(tǒng)數(shù)據(jù)同步軟件。因數(shù)據(jù)庫整體架構發(fā)生根本改變，應用集成接口也隨之發(fā)生變化。新的一卡通系統(tǒng)采用的是統(tǒng)一的Web Service接口與協(xié)議。WebService采用簡單的、易理解的標準 Web協(xié)議作為組件界面描述和協(xié)同描述規(guī)范，完全屏蔽了不同軟件平臺的差異, 從而實現(xiàn)了在當前環(huán)境下最高的可集成性[5]。通過規(guī)范該接口與協(xié)議，制定標準，為未來系統(tǒng)集成提供接入方案，具有可擴展性。

4)換卡操作

本次升級，將全面替換一卡通卡片，同時必須保證新版的一卡通卡片必須在新學期開學前發(fā)放至師生手中。這個換卡流程包括整理信息、確認信息、制卡、開卡、預存款、發(fā)卡等步驟。

對于舊一卡通卡內(nèi)余額,在舊一卡通銷戶后，以補助的方式，將該部分金額發(fā)放至新卡中。需要注意的是，必須保證舊一卡通系統(tǒng)中的賬務清晰。

3.升級改造成果

歷經(jīng)5個多月時間，校園一卡通系統(tǒng)完成了升級改造工作。在解決舊版一卡通系統(tǒng)問題的同時，校園一卡通系統(tǒng)功能、集成度得到進一步提升，系統(tǒng)應用得到深化，也促進數(shù)據(jù)共享中心的整合，持續(xù)完善信息基礎設施和安全體系建設，為學校領導提供決策上的支持。校園“一卡通”系統(tǒng)的網(wǎng)絡結構示意圖如圖1所示。

本次升級工作很好的完成了升級建設方案既定的內(nèi)容，同時還增加了如下功能。

1)采用二維碼方式開卡，有效的防止了傳統(tǒng)批量開卡中開錯卡、開卡重復等錯誤情況的發(fā)生，節(jié)省了人力、物力，減少了不必要的浪費。

2)增設了2臺現(xiàn)金充值機，解決了師生充值排隊難的問題。

3)增設電子存包柜：在人群密集的餐飲中心共布置5組電子存包柜，廣大師生可通過刷校園一卡通的方式對個人隨身物品進行存放。

4)電子支付平臺：在完成多系統(tǒng)對接的情況下，用戶可以電子支付平臺完成無卡支付網(wǎng)絡費用、考試報名費等相關費用，突破了一卡通只有持卡交易，必須有讀卡器或POS機的交易模式限制。

5)微校寶：隨著一卡通業(yè)務的快速推廣，提升用戶體驗，推出手機微校寶服務，可以實現(xiàn)以下功能，校園卡圈存(銀行卡轉賬至校園卡)、查詢密碼修改、校園卡信息查詢、校園卡消費流水查詢、校園卡補助流水查詢、校園卡掛失、學生網(wǎng)費繳納等。

6)數(shù)據(jù)挖掘為學校提供決策支持

數(shù)據(jù)挖掘打破了傳統(tǒng)校園卡系統(tǒng)提供身份認證和消費等相關應用的普通業(yè)務系統(tǒng)的定位[6]，通過建立相應的模型，對一卡通系統(tǒng)現(xiàn)有的和數(shù)據(jù)共享平臺中的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘，可以對整個學校的管理決策起重要作用。如對學生一卡通消費的數(shù)據(jù)進行挖掘，能分析出學生的消費習慣、消費水平，確定國家的困難補貼對象;根據(jù)學生寢室有電量的情況，控制用電量，減少能源消耗。

三、結束語

雖然原一卡通系統(tǒng)存在眾多的問題和不足，但也為我們積累了寶貴的資源和經(jīng)驗，使得本次升級改造得以順利完成。實現(xiàn)了新舊一卡通系統(tǒng)的快捷、平穩(wěn)過渡，以及與智慧校園的無縫對接。該工程的順利完成為學校管理提供了更強有力的保障和決策，全面深入地推進教育信息化，也為我校智慧校園建設奠定了一個良好的基礎。