校園一卡通升級改造工程實(shí)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(shí)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(yīng)用實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，我校采用統(tǒng)一規(guī)劃、分布實(shí)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(shí)施、成果等方面，介紹大連醫(yī)科大學(xué)校園一卡通升級改造建設(shè)。

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

為了適應(yīng)這個(gè)發(fā)展趨勢，進(jìn)一步推進(jìn)校園管理和教學(xué)水平。大連醫(yī)科大學(xué)于2014年開始進(jìn)行學(xué)校的智慧校園建設(shè)。校園一卡通是學(xué)校信息化建設(shè)的核心項(xiàng)目之一，是智慧化校園的重要組成部分。為了更好的適應(yīng)學(xué)校的信息化建設(shè)，學(xué)校定于2015年初進(jìn)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(jī)組成部分，是教育信息化建設(shè)的基礎(chǔ)支撐點(diǎn)之一。

隨著校園一卡通系統(tǒng)的深入使用，已與學(xué)校多個(gè)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，提供了生活消費(fèi)(餐飲、洗浴、購電、洗衣機(jī))、身份認(rèn)證(門禁、考試、考勤等)、圖書借閱、自助網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等多種功能。

隨著校園“一卡通”的推廣使用，其服務(wù)范圍遍布校園及學(xué)習(xí)生活工作各個(gè)方面。極大的方便了學(xué)生、教工的工作生活，實(shí)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(xiàng)目

1.存在問題

一卡通系統(tǒng)的整體建設(shè)從無到有，應(yīng)用由單一服務(wù)增至多原化服務(wù)。隨著應(yīng)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(shè)備老化、應(yīng)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(hù)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(shè)

原來的管理制度不夠全面、細(xì)致。導(dǎo)致管理很被動(dòng)，經(jīng)常被使用者鉆空子，如商戶自私搭建消費(fèi)平臺、挪用設(shè)備、私自進(jìn)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(luò)地址不足

未將原一卡通網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)器、消費(fèi)、門禁控制器等設(shè)備地址進(jìn)行有效的分類。當(dāng)設(shè)備數(shù)量和種類增加到一定成程度時(shí)，導(dǎo)致一卡通設(shè)備地址數(shù)量不足，業(yè)務(wù)無法擴(kuò)容。

b.設(shè)備命名、編號混亂

服務(wù)器、自助機(jī)、消費(fèi)POS等設(shè)備命名和編號雜亂無章，特別是消費(fèi)類設(shè)備，無法快速定位報(bào)修設(shè)備，加大了設(shè)備管理難度。

3)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化不一致

一卡通系統(tǒng)建設(shè)初期，使用的是系統(tǒng)自身的編碼規(guī)則和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)。但隨著學(xué)校智慧校園的建立，學(xué)校整體的數(shù)據(jù)中心由一卡通系統(tǒng)轉(zhuǎn)移至數(shù)據(jù)共享中心，所以一卡通系統(tǒng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)已不滿足整體智慧校園的建設(shè)。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(hù)，特別是用戶使用帶了極大的不便。

(2)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

1)設(shè)備問題

校園一卡通系統(tǒng)已平穩(wěn)運(yùn)行8年，不論是服務(wù)器還是外圍設(shè)備都已嚴(yán)重老化，設(shè)備故障率已呈逐年提高的態(tài)勢。

2)網(wǎng)絡(luò)安全

校園“一卡通”系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)采用的是單獨(dú)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)了真正意義上一卡通專網(wǎng)。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展和學(xué)校智慧校園的建設(shè)，原一卡通專網(wǎng)已經(jīng)不能滿足發(fā)展的需要，勢必會(huì)與校園網(wǎng)絡(luò)業(yè)務(wù)存在進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，網(wǎng)絡(luò)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(guān)重要的問題。

(3)應(yīng)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(hù)和升級繁瑣、成本高。

2)C/S結(jié)構(gòu)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(jià)高、效率低。

3)C/S組織結(jié)構(gòu)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(dòng)辦公和分布式辦公越來越普及，C/S結(jié)構(gòu)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(chǔ)上升級，而是建立一個(gè)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(shí)，更好的適應(yīng)學(xué)?？焖侔l(fā)展的信息化建設(shè)。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(yīng)智慧校園建設(shè)，遵循數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)劃、分布實(shí)施的建設(shè)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(yùn)行，逐步替換的方式。

從以下幾個(gè)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(yùn)行和管理的保障， 校園一卡通系統(tǒng)的正常運(yùn)行需要嚴(yán)格的管理體制和相應(yīng)的工作制度，對管理中出現(xiàn)的問題要及時(shí)解決并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)[3]。結(jié)合多年一卡通系統(tǒng)使用情況和相關(guān)政策，完善管理制度(如一卡通系統(tǒng)管理、設(shè)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(yùn)維的重要保障。

2)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

根據(jù)一卡通系統(tǒng)各種功能結(jié)構(gòu)，重新規(guī)劃一卡通系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)地址。根據(jù)功能分類，分屬不同的VLAN，達(dá)到擴(kuò)展、優(yōu)化一卡通網(wǎng)絡(luò)的目的。如表1所示。

3)制定設(shè)備管理相關(guān)規(guī)則

為了規(guī)范一卡通設(shè)備管理，特制定相應(yīng)編碼標(biāo)準(zhǔn)和相應(yīng)的規(guī)則(包括服務(wù)器、自助服務(wù)機(jī)的命名規(guī)則、消費(fèi)水控設(shè)備的編碼標(biāo)準(zhǔn)等)。遵循規(guī)則可以快速、有效的定位設(shè)備，便于管理與維護(hù)。以消費(fèi)及水控設(shè)備編碼舉例說明，采用4位長度編碼，第1位用于區(qū)分設(shè)備類別及所屬部門，后3位用于記錄設(shè)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(biāo)準(zhǔn)

隨著學(xué)校信息化建設(shè)的推進(jìn)，數(shù)據(jù)共享平臺將數(shù)據(jù)層面的所需信息集中存儲(chǔ)，并給各應(yīng)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(zhǔn)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(yīng)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(biāo)準(zhǔn)。如一卡通號由原來的流水號變?yōu)閷W(xué)號和工號,實(shí)現(xiàn)了一卡通業(yè)務(wù)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(chǔ)設(shè)施建設(shè)方面

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

1)網(wǎng)絡(luò)、基礎(chǔ)建設(shè)

a.網(wǎng)絡(luò)改造：只需在原一卡通專網(wǎng)基礎(chǔ)上予以補(bǔ)充或改造。

b.網(wǎng)絡(luò)安全：為了保證一卡通系統(tǒng)的安全，通過防火墻、網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控等技術(shù)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(shí)現(xiàn)一卡通網(wǎng)絡(luò)的有效擴(kuò)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(shí)，可以充分利用CPU卡的特性，為廣大師生開發(fā)更多的服務(wù)。

2)設(shè)備調(diào)試安裝

除了布置新的服務(wù)器、存儲(chǔ)以及自助服務(wù)設(shè)備外，在感應(yīng)式設(shè)備的安裝方面：我校采取逐步替換感應(yīng)設(shè)備的方式進(jìn)行施工。根據(jù)設(shè)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(shè)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(hù)量。

(3)應(yīng)用與業(yè)務(wù)方面

1)系統(tǒng)平臺搭建

系統(tǒng)架構(gòu)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(xué)校相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)錄入或?qū)胂嚓P(guān)信息(人員基本信息、部門信息等)，完善一卡通數(shù)據(jù)。

3)應(yīng)用集成接口

校園一卡通系統(tǒng)中的應(yīng)用集成接口是各種應(yīng)用系統(tǒng)集成到一卡通系統(tǒng)中的橋梁,承擔(dān)著數(shù)據(jù)同步、用戶認(rèn)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(wù)外，最重要的就是與一卡通相關(guān)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(gòu)發(fā)生根本改變，應(yīng)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(biāo)準(zhǔn) 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(shí)現(xiàn)了在當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)，為未來系統(tǒng)集成提供接入方案，具有可擴(kuò)展性。

4)換卡操作

本次升級，將全面替換一卡通卡片，同時(shí)必須保證新版的一卡通卡片必須在新學(xué)期開學(xué)前發(fā)放至師生手中。這個(gè)換卡流程包括整理信息、確認(rèn)信息、制卡、開卡、預(yù)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(bǔ)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(wù)清晰。

3.升級改造成果

歷經(jīng)5個(gè)多月時(shí)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(shí)，校園一卡通系統(tǒng)功能、集成度得到進(jìn)一步提升，系統(tǒng)應(yīng)用得到深化，也促進(jìn)數(shù)據(jù)共享中心的整合，持續(xù)完善信息基礎(chǔ)設(shè)施和安全體系建設(shè)，為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)提供決策上的支持。校園“一卡通”系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

本次升級工作很好的完成了升級建設(shè)方案既定的內(nèi)容，同時(shí)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(cuò)卡、開卡重復(fù)等錯(cuò)誤情況的發(fā)生，節(jié)省了人力、物力，減少了不必要的浪費(fèi)。

2)增設(shè)了2臺現(xiàn)金充值機(jī)，解決了師生充值排隊(duì)難的問題。

3)增設(shè)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(gè)人隨身物品進(jìn)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(luò)費(fèi)用、考試報(bào)名費(fèi)等相關(guān)費(fèi)用，突破了一卡通只有持卡交易，必須有讀卡器或POS機(jī)的交易模式限制。

5)微校寶：隨著一卡通業(yè)務(wù)的快速推廣，提升用戶體驗(yàn)，推出手機(jī)微校寶服務(wù)，可以實(shí)現(xiàn)以下功能，校園卡圈存(銀行卡轉(zhuǎn)賬至校園卡)、查詢密碼修改、校園卡信息查詢、校園卡消費(fèi)流水查詢、校園卡補(bǔ)助流水查詢、校園卡掛失、學(xué)生網(wǎng)費(fèi)繳納等。

6)數(shù)據(jù)挖掘?yàn)閷W(xué)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(rèn)證和消費(fèi)等相關(guān)應(yīng)用的普通業(yè)務(wù)系統(tǒng)的定位[6]，通過建立相應(yīng)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(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，可以對整個(gè)學(xué)校的管理決策起重要作用。如對學(xué)生一卡通消費(fèi)的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，能分析出學(xué)生的消費(fèi)習(xí)慣、消費(fèi)水平，確定國家的困難補(bǔ)貼對象;根據(jù)學(xué)生寢室有電量的情況，控制用電量，減少能源消耗。

三、結(jié)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(yàn)，使得本次升級改造得以順利完成。實(shí)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(xué)校管理提供了更強(qiáng)有力的保障和決策，全面深入地推進(jìn)教育信息化，也為我校智慧校園建設(shè)奠定了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。