基于智慧校園環(huán)境下的校園一卡通建設(shè)探討

劉 穎

引言

現(xiàn)階段，整體社會(huì)信息化程度在不斷提升，信息技術(shù)在教育領(lǐng)域所帶來(lái)的變革也越來(lái)越顯著。目前，人工智能與校園的結(jié)合背景使得我國(guó)高等教育的信息化建設(shè)已成為國(guó)家整體戰(zhàn)略的主要組成部分，并逐步推動(dòng)企業(yè)的整合與創(chuàng)新。其中，“智慧校園一卡通”是各高校信息化建設(shè)的重中之重，不僅促進(jìn)了高校信息化發(fā)展，還可滿足師生實(shí)際應(yīng)用服務(wù)的需求。

一、智慧校園一卡通

智慧校園一卡通為學(xué)校安全、為車輛進(jìn)出等提供了一種智能化的應(yīng)用程序，促進(jìn)生活、學(xué)習(xí)、科研等應(yīng)用的整合和連接，實(shí)現(xiàn)“自助、線上”的金融生活服務(wù)體系，以此運(yùn)用智能化系統(tǒng)不斷提升校園管理與服務(wù)質(zhì)量。可以說(shuō)，智慧校園一卡通是“人-機(jī)-環(huán)境”領(lǐng)域的結(jié)合，為教師和學(xué)生提供了全方位的智慧感知服務(wù)，以及綜合的服務(wù)平臺(tái)，為學(xué)校與社會(huì)創(chuàng)設(shè)出更為有力的交流、感知接口，具體包括：

第一，基于智慧校園角度，“智慧生活”屬于全新體驗(yàn)。以“一體化支付平臺(tái)”為中心，推動(dòng)了高?！案顿M(fèi)場(chǎng)景”的融合，將各種支付方式與智慧形式結(jié)合起來(lái)，營(yíng)造“校園無(wú)現(xiàn)金”的居住環(huán)境。

第二，“智慧識(shí)別”，將實(shí)體卡、虛擬卡、人臉生物識(shí)別等多種信息媒介整合在一起，并實(shí)現(xiàn)了一體化、智能化的運(yùn)用方式。

第三，“智慧管理”，其中包括為全校師生提供的在線服務(wù)，如自助辦理業(yè)務(wù)、人工咨詢服務(wù)等。

第四，“智慧決策”，主要是運(yùn)用專用的技術(shù)工具，對(duì)學(xué)校一卡通系統(tǒng)所生成的流程進(jìn)行采集、清洗、重組，通過(guò)建立一卡通專題數(shù)據(jù)庫(kù)，運(yùn)用專家數(shù)據(jù)模型和智能算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析，可為學(xué)校管理提供科學(xué)的決策依據(jù)[1]。

二、智慧校園一卡通現(xiàn)狀分析

（一）一卡通發(fā)展趨勢(shì)

在“智慧校園”理念的不斷深入下，各類新技術(shù)已逐步成熟，其對(duì)信息化程度需求較高，為此一卡通產(chǎn)品和使用模式也在不斷地進(jìn)行著革新。首先，“一卡通”將覆蓋校園的多種支付場(chǎng)景，各種費(fèi)用均能通過(guò)一卡通系統(tǒng)進(jìn)行繳費(fèi)；逐漸向手機(jī)支付轉(zhuǎn)變，如網(wǎng)絡(luò)支付、移動(dòng)支付等多種支付渠道，包括網(wǎng)上銀行、第三方支付等。其次，一卡通將在校內(nèi)的教學(xué)、安全、管理等業(yè)務(wù)中推廣，并與第三方的信息技術(shù)相結(jié)合，使“物聯(lián)網(wǎng)”的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值得到最大程度的發(fā)揮。最后，一卡通業(yè)務(wù)將逐漸向手機(jī)終端集成，而隨著一卡通與學(xué)校的信息化建設(shè)日益深入，各種應(yīng)用程序集成也將通過(guò)手機(jī)實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)。如，圖書館借閱系統(tǒng)、預(yù)約場(chǎng)館系統(tǒng)以及查詢課程、食堂情況等；另外，從刷卡記錄中還可以計(jì)算出每天在餐廳用餐和上圖書館的人數(shù)等信息，從而為校園管理工作提供了依據(jù)[2]。再如，無(wú)線pos機(jī)刷卡數(shù)據(jù)回傳后，教師即可對(duì)同學(xué)的個(gè)人信息進(jìn)行核對(duì)。其實(shí)，不只是新生的資料，一張“一卡通”可將整個(gè)學(xué)校的所有師生資料都整合在一起，便于提升校園管理效率與質(zhì)量?？梢哉f(shuō)，一卡通在繳費(fèi)、存款等方面給師生帶來(lái)了方便，而在我們看不到的“背后”，一卡通在信息化管理中也占有舉足輕重的地位。一卡通系統(tǒng)集成了全校學(xué)生的基本資料，方便了學(xué)生的信息查詢，也保證了學(xué)生的信息安全。

（二）建設(shè)應(yīng)用現(xiàn)狀

高校所建設(shè)的一卡通信息服務(wù)體系較為復(fù)雜，其技術(shù)、物力、財(cái)力等投入力度較大，同時(shí)，也受到很多因素的影響，如環(huán)境等。受地區(qū)間教育發(fā)展程度的差異及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的制約等，這種情況導(dǎo)致高校一卡通系統(tǒng)建設(shè)尚不健全。另外，由于各高校的建設(shè)重點(diǎn)不同，當(dāng)前學(xué)校的總體建設(shè)水平與“一卡通”智能校園建設(shè)的目標(biāo)還有一定距離[3]。

借助人工智能技術(shù)、5G通信技術(shù)以及虛擬卡、大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了點(diǎn)餐精細(xì)化、自助服務(wù)、校城互通、多元媒體載體等服務(wù)功能。整體上，985大學(xué)的應(yīng)用技術(shù)排名居首位，211大學(xué)排名第二，而非211大學(xué)的應(yīng)用技術(shù)水平相對(duì)較低。以下是三個(gè)方面的具體應(yīng)用情況[4]。

1.建設(shè)投資

因高校教育信息化程度、經(jīng)濟(jì)實(shí)力的差距使其在實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)了一些問(wèn)題。同時(shí)，由于學(xué)校投入、建設(shè)內(nèi)容、應(yīng)用場(chǎng)景等因素的差異，使得一卡通系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的作用也不盡相同。此外，針對(duì)高校所建設(shè)的一卡通服務(wù)體系需具備高校自主管理模式，即高?！y行模式，高校—經(jīng)營(yíng)者模式。在此，高校通常與銀行、運(yùn)營(yíng)商合作，以緩解財(cái)務(wù)壓力。高校模式是目前智能校園一卡通系統(tǒng)的首選模式，其運(yùn)用價(jià)值較高，在此可有效實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的管控力度，使其達(dá)到合作雙贏的建設(shè)效果[5]。

2.共享與開放

目前，高校“一卡通用”的產(chǎn)品不多，缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，這一問(wèn)題嚴(yán)重影響了校園一卡通的開放性。此外，高校一卡通基礎(chǔ)平臺(tái)的建設(shè)還不夠規(guī)范、統(tǒng)一，在這一問(wèn)題上造成了高校內(nèi)信息資源冗余、分散，制約著校園內(nèi)的數(shù)字空間與共享環(huán)境的形成。同時(shí)，由于一卡通的基本資料并未完全公開，難以為學(xué)校管理和決策提供全面、精確的數(shù)據(jù)支撐。

3.安全保障

隨著校園“一卡通”的推行，系統(tǒng)安全問(wèn)題日益突出，包括黑客攻擊、網(wǎng)頁(yè)篡改、數(shù)據(jù)庫(kù)信息泄露等。由于教師和學(xué)生都可以使用一卡通，當(dāng)出現(xiàn)以上提及的信息安全隱患問(wèn)題后，這將直接關(guān)系到師生的個(gè)人隱私。為此，高校在運(yùn)用校園一卡通時(shí)，需加大對(duì)其信息安全防護(hù)力度，并投入一定的資金用于信息安全管理，進(jìn)而確保校園一卡通實(shí)施成效。

（三）校園一卡通系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

1.安全性。該系統(tǒng)采用了完善的卡片密鑰管理和通信加密技術(shù)，以確保系統(tǒng)及資料、數(shù)據(jù)信息的安全。

2.穩(wěn)定性。它是由一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)組成，其可以支持多個(gè)應(yīng)用程序，內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)拓?fù)湎到y(tǒng)可增強(qiáng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理能力，以及處理海量數(shù)據(jù)的能力。采用高性能預(yù)設(shè)注冊(cè)和計(jì)劃系統(tǒng)，合理配置系統(tǒng)資源、負(fù)荷均衡、服務(wù)器資源的有效使用，保證了系統(tǒng)的安全。

3.全面性。智慧校園一卡通系統(tǒng)整合和管理了現(xiàn)有的卡賬戶和電子賬戶系統(tǒng)，確保了用戶賬戶的安全性，其支持CPU卡、二維碼、微信、支付寶等支付工具，并可在電腦、手機(jī)、自助設(shè)備等完成取現(xiàn)、支付等工作。同時(shí)，為商戶提供良好的資金結(jié)算功能，加強(qiáng)對(duì)資金的管理與追蹤；能夠?yàn)榈谌街Ц稒C(jī)構(gòu)提供統(tǒng)一的校園支付和結(jié)算服務(wù)，滿足不同類型的校園支付需要，并且可保存所有有關(guān)學(xué)校付款資料的完整資料。

三、高校一卡通體系建設(shè)

“以服務(wù)為導(dǎo)向的校園一卡通”，使一卡通系統(tǒng)從單純的后勤管理工具變成了對(duì)學(xué)校財(cái)政的一種有效服務(wù)，其中還涉及高校整合信息化資源、信息化運(yùn)維，能源監(jiān)管、安全防范等，可以說(shuō)一卡通系統(tǒng)中的多種產(chǎn)品（不同的功能）應(yīng)當(dāng)形成整體應(yīng)用系統(tǒng)，以此滿足用戶實(shí)際需求，為此在高校一卡通體系建設(shè)中需按照如下方式進(jìn)行：

（一）軟件體系設(shè)計(jì)

一卡通系統(tǒng)具有易于維護(hù)和更新的功能。

1.一卡通系統(tǒng)的部署非常簡(jiǎn)單，軟件的維護(hù)僅需對(duì)服務(wù)器進(jìn)行管理，客戶端無(wú)需做出維護(hù)且無(wú)論用戶規(guī)模多大都不會(huì)對(duì)系統(tǒng)升級(jí)產(chǎn)生影響。在不同空間內(nèi)，只要將服務(wù)器與專用網(wǎng)絡(luò)相連，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程維護(hù)、升級(jí)和共享。

2.跨平臺(tái)，有更多的選擇。該系統(tǒng)采用 B/S結(jié)構(gòu)，可以保證一卡通系統(tǒng)與操作系統(tǒng)之間的互不干擾，并能通過(guò)多種不同的瀏覽器進(jìn)行訪問(wèn)。

3.一卡通系統(tǒng)底層平臺(tái)，以SOA/SCA結(jié)構(gòu)模型為基礎(chǔ)，以靈活的方式組裝服務(wù)部件，并能迅速地完成多種協(xié)議的發(fā)布，能夠迅速地滿足各種應(yīng)用程序的要求。

4.SOA（Service-Oriented Architecture）是一種以服務(wù)架構(gòu)為導(dǎo)向的模式，它可以根據(jù)需求，在整個(gè)局域網(wǎng)內(nèi)進(jìn)行分散部署、組合和使用。SOA的根基是一個(gè)可以被應(yīng)用程序直接調(diào)用的服務(wù)層，這樣就可以對(duì)軟件代理的交互進(jìn)行有效的控制。

5.SCA（Service組件架構(gòu)）是一種基于服務(wù)的組件結(jié)構(gòu)模式，是SOA的延伸，與傳統(tǒng)商用組件最大的區(qū)別是SCA可以將“組件和傳輸”分開進(jìn)行操作的同時(shí)，還給出了更加完整的組裝模式和組裝策略。如采用Web服務(wù)、XML技術(shù)、緩存管理等技術(shù)構(gòu)建，以滿足整個(gè)系統(tǒng)的需要，對(duì)用戶、數(shù)據(jù)、性能、權(quán)限等各個(gè)要素進(jìn)行分析；根據(jù)每個(gè)組件特點(diǎn)，設(shè)計(jì)管理組件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)自我管理和自我擴(kuò)展，使其成為一個(gè)綜合功能構(gòu)建相對(duì)齊全的系統(tǒng)架構(gòu)。

（二）硬件組網(wǎng)設(shè)計(jì)

一卡通系統(tǒng)通常是校園內(nèi)的局域網(wǎng)，多個(gè)部門之間的互聯(lián)、移動(dòng)的應(yīng)用模式。在該模式下，還包括使用互聯(lián)網(wǎng)所承擔(dān)部分的數(shù)據(jù)通訊，以及工程的規(guī)模和應(yīng)用子系統(tǒng)數(shù)量，這些目標(biāo)要求的復(fù)雜性由網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)決定。在此基礎(chǔ)上，高校一卡通系統(tǒng)可采用“金字塔”式的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在“金字塔”頂部的數(shù)據(jù)中心，其屬于整體網(wǎng)絡(luò)核心；中間層是連接分支機(jī)構(gòu)、第三方系統(tǒng)、手機(jī)、一卡通等終端設(shè)備的集成層；底層屬于位于大樓內(nèi)部的接入層。

（三）組網(wǎng)解析

1.各種類型的數(shù)據(jù)中心設(shè)備，一般都是連接到機(jī)房的核心交換機(jī)，采用星形結(jié)構(gòu)，支持分布式部署、虛擬化部署、VLAN分區(qū)，保證了與其他服務(wù)器的數(shù)據(jù)分離。若使用者選擇了在雙機(jī)熱備份模式下使用兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，并利用磁盤陣列進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，則采用FC-SAN方式。

2.分支機(jī)構(gòu)間的組網(wǎng)通常是通過(guò)VPN（Virtual Private Network,VPN）將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與大學(xué)網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，它的技術(shù)實(shí)現(xiàn)是通過(guò)虛擬隧道技術(shù)在互聯(lián)網(wǎng)中創(chuàng)建一個(gè)虛擬專用通道，以此確保網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度和數(shù)據(jù)的安全性。

3.作為一卡通系統(tǒng)的載體網(wǎng)絡(luò)，通常使用 VLAN技術(shù)實(shí)現(xiàn)一卡通系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)通訊以及其他數(shù)據(jù)的通訊體系（如OA、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)存取數(shù)據(jù)）進(jìn)行分離操作，大多數(shù)一卡通信息通過(guò)TCP/IP直接訪問(wèn)LAN；某些特定的裝置可以通過(guò)CAN-BUS或485訪問(wèn)數(shù)據(jù)，該采集機(jī)采用TCP/IP訪問(wèn)LAN；采用WiFi、zigbee等技術(shù)，可以方便地訪問(wèn)一卡通的無(wú)線終端；利用GPRS和CDMA技術(shù)的無(wú)線終端，例如手機(jī)，在運(yùn)營(yíng)商的網(wǎng)絡(luò)上接入數(shù)據(jù)中心，通常保護(hù)資料是利用防火墻等裝置來(lái)完成。

四、高校一卡通使用情況和效果

（一）無(wú)現(xiàn)金支付環(huán)境

以系統(tǒng)的支付系統(tǒng)為核心，基于不同的應(yīng)用子系統(tǒng)，建立了一個(gè)基于非現(xiàn)金的校園支付環(huán)境。目前，學(xué)校食堂、超市、綜合繳費(fèi)等非現(xiàn)金支付和虛擬銀行卡的支付，形成了“改善財(cái)政收支渠道，優(yōu)化財(cái)政清算實(shí)現(xiàn)流程”的目標(biāo)。

（二）智慧公寓——能耗管理

一卡通系統(tǒng)解決了宿舍樓的水電問(wèn)題，有效地支持了后勤管理，營(yíng)造出了綠色、節(jié)能、智能的校園。如，宿舍電氣控制（或水控）并非測(cè)量和收費(fèi)，其包括水電量與階梯水電價(jià)的設(shè)置，在此可運(yùn)用利用經(jīng)濟(jì)因素，提高學(xué)生節(jié)約能源意識(shí)，有效地減輕了資源浪費(fèi)的嚴(yán)重狀況。

（三）維護(hù)安保秩序

該系統(tǒng)將校園內(nèi)的車輛號(hào)牌和個(gè)人身份信息進(jìn)行綁定，進(jìn)出車輛自動(dòng)放行；校外車輛可按要求自行決定是否放行或是否收費(fèi)。

（四）移動(dòng)端服務(wù)整合

開發(fā)制定的一卡通APP主要集成了以下幾個(gè)方面，包括掛失、查詢、充值、繳費(fèi)、認(rèn)證等校園卡服務(wù)，包含個(gè)人軌跡、訂餐、水電繳費(fèi)、場(chǎng)館預(yù)約等生活服務(wù)，也包括通知公告、遺失卡領(lǐng)取公告、支付認(rèn)證流水等信息服務(wù)。

（五）一卡通運(yùn)維保障

一卡通實(shí)體卡的工作大多有人工充值、人工補(bǔ)卡等業(yè)務(wù)，通過(guò)智慧校園建設(shè)，通過(guò)一卡通APP實(shí)現(xiàn)自助服務(wù)，可以有效降低人力成本，提高用戶使用體驗(yàn)。

結(jié)束語(yǔ)

綜合上述，高校所打造的智慧校園服務(wù)體系需建設(shè)一卡通系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)解決了以往存在的諸多問(wèn)題，其中包括信息不互通、各校區(qū)財(cái)務(wù)獨(dú)立核算、管理不統(tǒng)一、應(yīng)用孤島現(xiàn)象嚴(yán)重、業(yè)務(wù)過(guò)程與應(yīng)用之間脫節(jié)、人工辦理導(dǎo)致服務(wù)效率低等問(wèn)題，在一卡通系統(tǒng)建設(shè)后不僅減少了服務(wù)成本，提升了服務(wù)效率，也保證了師生的體驗(yàn)性，滿足了師生對(duì)智慧服務(wù)的需求，確保其在工作、學(xué)習(xí)、生活方面享受到更為高效便利的服務(wù)。