智慧校園環(huán)境下的一卡通建設(shè)與探索

劉 濤

(山西工程科技職業(yè)大學,山西 晉中 030619)

0 引言

隨著科技日新月異的發(fā)展,互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等新興技術(shù)的崛起深刻地改變了人們的思維和工作方式,為教育信息化、智慧化帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。作為智慧校園建設(shè)的重點項目,校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)和應(yīng)用是衡量學校信息化建設(shè)水平的一個重要標志。在互聯(lián)網(wǎng)背景和大數(shù)據(jù)環(huán)境下,傳統(tǒng)的一卡通服務(wù)模式已無法全面滿足高校師生對移動智能化的應(yīng)用需求。因此,如何充分發(fā)揮校園一卡通的優(yōu)勢,為智慧校園建設(shè)提供優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù),是當前高校廣泛關(guān)注的一個重要課題。

1 智慧校園環(huán)境下校園一卡通的發(fā)展歷程

校園一卡通將學生在校期間發(fā)生的就餐、購物、上網(wǎng)、醫(yī)療及圖書借閱、樓宇出入等場景所涉及的消費、身份認證和水電消耗等管理方面使用一卡全部實現(xiàn),具有消費結(jié)算、身份識別、金融處理、公共信息查詢服務(wù)等功能,實現(xiàn)了“一卡在手,走遍校園”的目標。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展,校園一卡通與教育教學的逐步融合,校園一卡通在介質(zhì)和應(yīng)用場景等方面都發(fā)生了重大變化,其發(fā)展主要經(jīng)歷了以下3個階段:

第一階段主要以M1卡為載體,由早期的食堂收費系統(tǒng)發(fā)展而來,即“以卡代幣”,主要應(yīng)用于后勤的生活繳費。由于每一張卡應(yīng)用單一,只限定于一種用途的支付,所以出現(xiàn)了各系統(tǒng)彼此獨立、互不干涉、多卡并存的現(xiàn)象。由此給學生造成了每天攜卡多樣化、使用繁雜化且不宜保管的弊端。管理人員對于各項費用的統(tǒng)計分析需分別登錄各收費系統(tǒng)進行關(guān)聯(lián)操作,不便于學校的整體管理和控制。

第二階段是在第一階段的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化和升級,以IC卡為載體,將各自獨立分散的收費系統(tǒng)整合在一張卡上,對學生進行統(tǒng)一身份認證,實現(xiàn)了“以卡代幣”到“以卡代證”的快速發(fā)展。學生只需一卡在手就可以完成在校園內(nèi)消費結(jié)算、圖書借閱、生活繳費、身份認證和門禁出入等功能,真正實現(xiàn)“一卡通校園”的便利。此階段校園一卡通已豐富了應(yīng)用場景,功能也由支付功能擴展到教學輔助方面。

第三階段的校園一卡通功能由校園管理逐漸向智慧服務(wù)功能過渡,主要以服務(wù)師生、服務(wù)校園為核心,采用功能更加強大安全系數(shù)更高的CPU卡、手機虛擬卡(二維碼)、人臉識別等載體,借助各類智能終端、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)等新技術(shù),將校園內(nèi)多個部門和多個業(yè)務(wù)系統(tǒng)的信息資源進行整合與共享,為教學科研、校務(wù)管理、公共服務(wù)提供更加便捷、高效的信息化服務(wù)。此階段校園一卡通發(fā)展趨勢為去卡化及數(shù)據(jù)的挖掘和利用。

2 智慧校園環(huán)境下的一卡通應(yīng)用現(xiàn)狀

校園一卡通在智慧校園建設(shè)中具有舉足輕重的作用,目前我國各高校已廣泛使用校園一卡通系統(tǒng),一卡通服務(wù)也在不斷優(yōu)化升級。但由于受環(huán)境、資金、需求等諸多因素的影響,各高校的一卡通建設(shè)水平不盡相同。隨著信息技術(shù)水平的提升,多數(shù)高校已將原M1卡升級為安全性更高的CPU卡,一卡通建設(shè)由第二階段逐步邁向第三階段,辦學條件優(yōu)越和信息化水平較強的高校已跨入第三階段[1]。虛擬校園卡將師生身份信息安全配置嵌入手機,以其便捷、高效、安全的優(yōu)勢在部分高校已投入使用。校園一卡通豐富的應(yīng)用場景為師生帶來更多的便利,但在使用過程中也存在一些問題:一卡通建設(shè)頂層規(guī)劃不足,缺乏科學、全面的方案設(shè)計和論證;部門之間溝通協(xié)調(diào)不暢,對其共性認識不足,導(dǎo)致系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計與應(yīng)用脫節(jié),其結(jié)果與建設(shè)要求不一致[2]。一卡通基礎(chǔ)服務(wù)應(yīng)用覆蓋面不足,未覆蓋校區(qū)內(nèi)的各類支付場景,僅限于餐廳、門禁、圖書借閱的使用,而未實現(xiàn)超市、用水用電的消費結(jié)算和出勤管理等。一些常用業(yè)務(wù)流程和應(yīng)用沒有互通,數(shù)據(jù)無法統(tǒng)一,缺乏完整、系統(tǒng)的信息平臺,信息無法共享,大量數(shù)據(jù)資源未得到充分利用,無法提升數(shù)據(jù)價值,一卡通優(yōu)勢未充分發(fā)揮出來。

3 智慧校園環(huán)境下的一卡通建設(shè)目標

智慧校園一卡通整合多種支付手段和支付形態(tài),利用新一代數(shù)字技術(shù),將多介質(zhì)身份識別、移動服務(wù)、自助服務(wù)、安防監(jiān)控相結(jié)合,構(gòu)建線上線下立體化開放平臺,推動教學、科研、管理與校園生活充分融合,輔助智慧校園管理決策,以推動信息化應(yīng)用水平的不斷提升。一卡通建設(shè)目標應(yīng)具體體現(xiàn)在智慧生活、智慧識別、智慧管理、智慧決策等方面。

3.1 建設(shè)虛擬卡新型校園一卡通

虛擬校園卡是基于移動互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)有一卡通系統(tǒng)基礎(chǔ)上的服務(wù)延伸,該卡在實體卡基礎(chǔ)上實現(xiàn)了二維碼電子新形態(tài),是針對手機移動端推出的一卡通服務(wù)新體驗。未來校園一卡通將逐漸弱化實體卡功能,一卡通去卡化將成為必然發(fā)展趨勢。虛擬卡安全度高,具有同實體卡完全一致的身份信息及余額共享,具備實體卡的全部功能。虛擬卡作為無卡化的應(yīng)用場景,師生只憑一部智能手機,利用手機識別和生物特征識別等技術(shù),就可以完成移動支付和身份識別等功能,滿足業(yè)務(wù)場景全覆蓋,為校園提供個性化管理的全新應(yīng)用,讓師生真正體會到智能化的服務(wù)新體驗,實現(xiàn)一機在手、全程無憂的新愿望。虛擬卡的應(yīng)用取代了部分實體卡功能,服務(wù)場景從單一的線下服務(wù)轉(zhuǎn)移到線上服務(wù),與實體卡共同構(gòu)成線下與線上服務(wù)一體化。

3.2 滿足學校教學管理信息化需求

校園一卡通以其智能識別、移動支付、信息準確、安全可靠的優(yōu)點可以為智慧校園建設(shè)提供原始數(shù)據(jù)采集平臺,通過與新建和原有的各種信息管理系統(tǒng)對接,能夠為學校綜合管理、科學決策提供原始數(shù)據(jù)共享環(huán)境,推進學校教學、管理的信息化建設(shè)。與教務(wù)系統(tǒng)對接可以實現(xiàn)課表查詢、自助選課、成績打印、報名繳費等方便快捷的服務(wù)。利用一卡通的門禁管理、身份識別和自助功能,可以實現(xiàn)在各樓宇的自由進出、圖書借閱、場館設(shè)備預(yù)約及使用等自動化、智能化的管理。利用考勤管理系統(tǒng)可以完成學生簽到、出勤率的統(tǒng)計功能,實現(xiàn)標準化考場的身份查驗功能[3]。圍繞校園卡日常消費和各類教育大數(shù)據(jù),開發(fā)和建立學習指數(shù)、生活行為習慣指數(shù)等模型,為識別貧困生、獎學金和助學金的設(shè)定提供參考依據(jù)。獎學金、助學金的發(fā)放又可用于學費、書費、其他費用的支付。

3.3 為維護校園安保秩序提供保障

校園一卡通的出現(xiàn)讓校園安全管理實現(xiàn)了信息化管理模式,智慧校園背景下的一卡通建設(shè)在安保層面涵蓋了門禁、訪客、車輛、消費、水控、節(jié)電等方面。在安保管理中,通過與綜合安防系統(tǒng)集成,可以創(chuàng)設(shè)更加安全、有序、暢通的校園環(huán)境。當前校園安全事故頻發(fā),利用人臉識別、二維碼、車牌識別等智能方式,可以有效禁止外來人員在校內(nèi)各個場所通行,降低外部風險。同時加強對學生公寓的管理,通過對學生的出入行為進行智能統(tǒng)計和分析,將異常信息推送至管理員和班主任,協(xié)助班主任加強學生管理,及時對異常行為進行預(yù)警。校內(nèi)車輛出入采用系統(tǒng)自動識別、身份驗證、自動放行。訪客管理和校外車輛利用一卡通系統(tǒng)的線上與線下相結(jié)合,實現(xiàn)人員身份的查證、風險的篩選。通過對校園消費的異常記錄可以設(shè)置消費限額和消費權(quán)限;通過水電管控,可以節(jié)約費用,降低成本,減少能源的消耗,為校園安全樹立堅實的屏障。

4 智慧校園環(huán)境下的一卡通建設(shè)優(yōu)化策略

4.1 加強頂層設(shè)計和總體規(guī)劃

智慧校園一卡通建設(shè)是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程,涵蓋基礎(chǔ)平臺、業(yè)務(wù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)中心、專用網(wǎng)絡(luò)等建設(shè),涉及全體師生和各業(yè)務(wù)職能部門,資金投入大,應(yīng)用需求多,學校管理層要從學校整體發(fā)展出發(fā),立足未來,以開放的建設(shè)理念統(tǒng)籌規(guī)劃,設(shè)計出具有本校特色、實用性強的一卡通建設(shè)方案[4]。要全面做好前期的需求調(diào)研工作,依據(jù)各部門管理特點和學校實際需求,科學規(guī)劃、合理布局、分步實施、逐步完善。增強軟件開發(fā)的功能實用性,以師生的需求為建設(shè)重點,在保障基本功能的前提下,最大化地開發(fā)系統(tǒng)潛能,提高師生的應(yīng)用體驗。加強部門間的協(xié)調(diào)配合,打破數(shù)據(jù)孤島、消除數(shù)據(jù)冗余等問題,避免資源的重復(fù)建設(shè)。充分利用物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、人臉識別、5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)分析等科技手段,實現(xiàn)信息資源深度融合與共享。

4.2 優(yōu)化一卡通網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境

校園一卡通在使用過程中會產(chǎn)生大量信息,為確保數(shù)據(jù)信息在互聯(lián)網(wǎng)傳輸?shù)陌踩?要加強一卡通網(wǎng)絡(luò)環(huán)境建設(shè),堅持管理和技術(shù)并重,定期對校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進行監(jiān)察[5]。校園一卡通的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,可以在原有校園網(wǎng)基礎(chǔ)上劃分虛擬網(wǎng)供一卡通系統(tǒng)專用,也可以構(gòu)建專網(wǎng)。將與一卡通系統(tǒng)相關(guān)的所有終端設(shè)備和服務(wù)器都接入一卡通專網(wǎng),終端與服務(wù)器之間采用TCP/IP協(xié)議進行傳輸,保障一卡通系統(tǒng)的運行不受地理位置的影響和限制。將一卡通專網(wǎng)與校園網(wǎng)進行物理隔離,可充分保障學校各業(yè)務(wù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)和一卡通專用網(wǎng)絡(luò)連接和信息傳輸互不影響,在保護一卡通專網(wǎng)安全的同時,還能提升網(wǎng)絡(luò)的利用效率。為實現(xiàn)校園一卡通系統(tǒng)的實時銀聯(lián)服務(wù)、為全校師生提供方便的校園網(wǎng)查詢,可以通過采用防火墻隔離等技術(shù)、設(shè)置用戶權(quán)限和用戶口令等管理措施,提升一卡通專網(wǎng)的可靠性和及時性。

4.3 加強系統(tǒng)安全和使用安全

互聯(lián)網(wǎng)時代,做好信息安全管控至關(guān)重要。一卡通系統(tǒng)應(yīng)用范圍廣,教師、學生以及商戶每日發(fā)生的支付、結(jié)算、查詢等業(yè)務(wù),都會產(chǎn)生大量敏感數(shù)據(jù)。作為一卡通系統(tǒng)的核心部分,數(shù)據(jù)安全直接影響到整個系統(tǒng)的正常運行。要建立完善的人防、物防、技防“三位一體”的一卡通安全、運行保障體系,做好等級保護、風險評估、應(yīng)急預(yù)案制定、安全隱患排查、病毒防護入侵等基礎(chǔ)工作。加強軟硬件安全防控和監(jiān)管,建立健全網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫、終端設(shè)備等制度建設(shè),定期檢測維護,實時監(jiān)測設(shè)備運行狀態(tài),發(fā)現(xiàn)問題及時處理,確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。提高系統(tǒng)操作人員的業(yè)務(wù)水平,確保權(quán)限使用合理、操作安全規(guī)范、數(shù)據(jù)傳輸準確。通過引進先進的信息安全技術(shù),增強校園一卡通系統(tǒng)的安全性,全力做好師生的信息安全工作[6]。

4.4 加強數(shù)據(jù)分析效能和價值

現(xiàn)階段,大多數(shù)高校對于校園一卡通的建設(shè)多停留在應(yīng)用系統(tǒng)的功能拓展和運營方面,忽略了校園一卡通系統(tǒng)中沉淀的大量數(shù)據(jù)。隨著一卡通應(yīng)用場景的不斷增加,一卡通系統(tǒng)累積了龐大的消費和行為數(shù)據(jù),基于大數(shù)據(jù)理論和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對歷年產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)進行深度分析,從大量雜亂無章的原始數(shù)據(jù)中獲取有潛在價值的信息,量化描述一卡通用戶的興趣愛好、行為特點和生活軌跡,從而建立完善的大數(shù)據(jù)平臺,可以為教學、后勤和管理提供真實可靠的依據(jù),便于管理者科學決策,從而提升校園的整體管理水平。通過對文獻整理研究,對學生消費行為的分析,可以為貧困生篩選提供事實依據(jù)。通過分析圖書借閱、自習室座位考勤,可以研究學生的學習投入程度。通過對出勤和樓宇出入數(shù)據(jù)分析,可以推測日常教學、安全管理等方面的潛在問題等。

5 結(jié)語

校園一卡通為全校師生搭建了一個便捷、高效、安全的學習生活平臺,有效地促進了學校信息化建設(shè)。高校應(yīng)加大重視力度,加強頂層規(guī)劃設(shè)計,強化一卡通軟硬件建設(shè),優(yōu)化一卡通網(wǎng)絡(luò)運行環(huán)境,重視一卡通數(shù)據(jù)的挖掘和利用,提高師生的應(yīng)用體驗,促進高校信息化管理水平的提升。