南京理工大学新一代一卡通系统建设思路及应用实施

涂庆华 ，高 静 ，马跃勇 ，张建华

（1.南京理工大学 现代教育技术中心，江苏 南京210094；2.南京理工大学 财务处，江苏 南京 210094）

一、校园一卡通系统现状分析

目前，大多数高校校园卡系统建设处于校内一卡通阶段，即采用存储个人信息的集成芯片智能卡，实现电子支付、身份识别、信息服务以及其他多种应用扩展。

早在2000年以前，北美就有超过30所校园使用了Cybermark的校园卡系统[1]。在哥伦布州立大学，每个新生都有一张多用途的校园卡，可去健身中心、图书馆、运动馆、计算机房、宿舍等多个场所[1]。中国如香港科技大学[1]、复旦大学、南京大学、东南大学等均实现了校园一卡通消费、身份认证和信息服务的功能。

城市信息化的高速发展使得一卡通系统面临新的挑战。现有的一卡通系统只能在校内实现考勤、门禁、通道、后勤餐饮消费、水控、电控、上机管理及图书馆借阅、圈存等功能，其他诸如医保卡功能、交通卡等功能无法具备，未能将“校园卡”功能向校外拓展，无法将校园一卡通系统的建设与城市一卡通系统的建设进行有机的整合。究其根本原因在于：

（1）各学校采用的一卡通系统技术与规范不统一，集成度参差不齐，造成了各学院、各学校和教育主管部门间的管理职能脱节，资源分散、不能合理配置和共享；

（2）现有校园一卡通系统受使用领域和范围的限制，存在学生升学、毕业、转校后无法继续使用的问题。

二、新一代一卡通系统的建设思路

1.规划思路

在得益于现有校园一卡通系统带来便利的同时，我们需要积极考虑如何进行资源整合、信息共享，真正实现教育一卡通的方法。

南京理工大学新一代一卡通系统，借助南京市市民卡这种高信息化集约载体，校内可以代替所有卡证，包括教师证、借书证、医疗证、游泳证、就餐卡、洗衣卡、洗浴卡、水卡、电卡等，实现校内身份识别、电子支付、金融消费等功能；校外可以实现在公交、出租车、地铁、轮渡等刷卡支付以及加油、路桥收费、洗车、维修等多项与交通出行相关的刷卡服务功能，还可用于超市、餐饮、电影院、商场等领域的小额支付，甚至可作为身份识别、电子凭证，办理个人相关事务和公共应用服务。

以市民卡为载体的新一代一卡通系统可以为学校的教育现代化、信息化提供更加全面的解决思路，可以进一步突破应用瓶颈、拓宽应用范围，真正意义上实现校内校外一卡通功能。

2.可行性分析

首先，城市信息化高速发展为新一代一卡通系统的建设提供了机遇。城市信息化是指在市政府的统一组织下，以提高城市聚集能力、高起点融入经济全球化为目标，运用现代信息技术，对市政的各个领域，包括基础设施与功能建设，如建筑、管线、交通、电力、通信、商业、金融、文教、卫生、公安等各个方面，进行数字化、网络化和智能化的全部过程[2]。城市信息化要求在一定条件下实现包括教育领域在内的各领域融合，使得城市综合管理功能得到完善和优化，从而进一步促进资源整合、提升城市形象。

第二，学校的信息化建设成果为新一代一卡通系统的建设提供了软硬件基础。通过几期校园网建设，已经形成了百兆与千兆、万兆相结合的网络主干结构，实现了全网扁平化的基础网络架构，校园网各类基础设施建设基本到位，在标准性、开放性、兼容性、可扩充性上可以满足下一阶段学校信息化建设的要求。同时，经过前期数字化校园的建设，学校基本已经建成了数字化校园核心数据库和数据交换平台以及标准规范，可以更好的将一卡通系统无缝嵌入到数字化校园核心体系内。

第三，南京市市民卡系统稳定的运行性能、全面的功能覆盖、深入的功能应用为新一代一卡通系统的建设提供了技术保障。作为江苏省第一家取得支付业务许可证的非金融支付机构以及全国第一家取得支付业务许可证的市民卡运营公司，南京市民卡公司开发并提供市民卡的公共服务、支付服务和信息资源服务[3]。目前，市民卡主要拓展了以四大交通领域为主的交通出行领域，以教育、卫生等为主的社会公共服务领域以及以超市、公园、旅游、餐饮为主的生活小额消费等30多个领域，经营地域已辐射至南京都市圈，总发卡量已突破1000万张，服务网点近500处，由客服中心、综合业务点、充值网点和自助充值设备组成的服务网络，深入居民社区，遍布城市各个角落。

3.优势分析

基于市民卡构建校园一卡通系统，具有以下应用优势：

（1）符合城市信息化总体发展要求，可以更好的实施惠民利民工程。在城市信息化整体框架内推进各领域融合、深化多功能应用，从而更好的实现资源集约化、服务优质化。

（2）相比较现主流一卡通系统的建设而言，基于市民卡构建一卡通系统可以最大限度地利用市民卡既有平台来整合资源，从而降低系统投资，减轻学生、学校及教育部门的负担。

（3）在满足现主流校园一卡通基本功能的基础上，通过市民卡增加了外部应用功能，如交通出行、代缴费、医保、科教服务等，真正实现校内校外一卡通。同时规避毕业、转校等带来的重复办卡的矛盾。

（4）充分利用市民卡高效精确的第三方支付清结算平台进行相关资金的清结算，降低由于电子支付监管造成的财务风险，提升系统安全等级。

（5）市民卡项目是具有政府属性的社会公众性背景项目，基于市民卡构建校园一卡通系统可调动相关潜在的市场资源，整合通讯运营商、银行金融等功能，辅之以相应政策保障措施，发挥整合优势，使各项资源最大限度地为校方所用。

三、新一代一卡通系统的应用实施

1.卡片解决方案

新一代一卡通系统采用市民卡作为卡载体，采用的是飞利浦DesFire D40 CPU芯片，拥有独立的CPU处理器和芯片COS，可以更灵活的支持各种不同的应用需求，可以实现真正意义上的“一卡多用”。

DESFIRE卡内集成电路中包括中央处理器（CPU）、只读存储器（ROM）、随机存取存储器(RAM)、电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）以及片内操作系统COS等主要部分，犹如一台超小型电脑，具有信息量大、防伪安全性高、可脱机作业等特征。DESFIRE卡采用了无线传输的方式，通过射频方式获取能量和数据信号，能满足快速交易的要求。DESFIRE卡采用了多种芯片级防攻击手段，卡片基本上无法伪造，同时，由于采用了强大而稳定的安全控制器，增强了卡片的安全性。DESFIRE卡能够在内部进行加解密运算，它所特有的内外部认证机制能够完全保证交易的合法性。

市民卡采用的是国家住建部标准的密钥系统，卡片在认证和交易过程中，密钥不会泄露到卡外部，每次都是通过加密的随机数来进行，而且因为有随机数的参加，确保每次传输的内容不同，保证了交易的安全性。在认证和交易过程中所使用的密钥都是在安全的发卡环境中产生并密文安装到SAM卡和用户卡中，整个过程密钥不外露。

因此采用市民卡作为校园卡载体可以杜绝伪造卡、伪造终端、伪造交易，确保系统安全性、交易合法性、传输及时性。

2.系统解决方案

新一代一卡通系统基于专网无缝对接校外市民卡系统和数字化校园平台。市民卡系统构建有校园二级管理平台，该平台具备校内交易数据清结算功能，并开放相关接口和数据。校园卡系统是挂接于数字化校园框架内的一个重要业务系统，通过Web Service接口实现辅助业务后台调用。

新一代一卡通系统采用标准接口，实现第三方应用系统的无缝对接。首先，第三方系统调用一卡通系统的标准软件接口包，读取卡片信息指令；第二步，一卡通系统进行第三方系统调用合法性认证检测，如果通过认证，一卡通系统则自动进行卡片合法性、有效性检测并返回卡片有关信息；最后，第三方系统使用读取到的卡片信息，对接成功。

新一代一卡通系统基于Web企业级应用的多层架构构建，有效的利用中间件技术将一卡通核心数据库和上层的应用服务分离，保证了系统业务架构的可扩展性、业务数据流程的合理性，提高了系统的安全可靠性、数据传输的实时优越性。

图 系统解决方案

3.应用实现

新一代一卡通系统的建设以利用市民卡、网络融合、数据融合、服务融合为核心重点，打通已有各类系统、应用之间的壁垒，围绕师生构建信息服务，初步推广数字化校园应用效果，并以一卡通消费、一卡通身份管理、校内校外应用一卡通等应用为亮点，使得数字化校园建设效果初步展现。

校内应用实现如下：

（1）身份管理：校园卡在校内可以代替目前所使用的学生证、工作证、借书证、食堂就餐卡、乘车卡等各种证件，起到以卡代证的作用，应用于需要身份验证的场所，如：图书馆、校门、行政楼、机房等。

（2）金融消费：校园卡可作为电子钱包使用，持卡人可以在校内的任意消费网点使用，应用于校园的各个消费场所，如：食堂、浴室控水、开水房控水、控电、体育场馆、图书馆、机房、电子阅览室等。

（3）资金统管：通过一卡通各应用子系统的建设，实现师生员工学杂费、生活补贴费、资金账户等各类资金由财务统一管理；通过校园卡与银行卡关联配合使用，一卡通系统直接与银行系统对接，实现自助圈存、异地（校区）圈存、校内代缴代扣、消费查询、挂失补卡等财务结算功能。

（4）信息共享：通过数字化校园实现一卡通系统与学校的教学、科研、学籍、奖贷、人事、财务等各部门的管理信息系统对接，综合实现各类信息共享、查询统计、分析，为学校领导科学决策提供真实可靠的依据。

（5）与数字化校园结合：一卡通各管理系统依赖的师生身份数据、管理数据，需要依赖全校统一的数据管理中心，对这些数据的访问需要依赖全校统一的身份认证平台进行群组分类与授权，对数据及应用服务的展现依赖统一的信息发布平台集中展示。通过一卡通系统与数字化校园的融合，可以实现统一身份管理、统一授权管理、统一信息发布、流程整合及信息高度集中共享。

借助于市民卡平台，校外应用实现如下：

（1）在公共交通电子付费方面：包括公交、地铁、出租车、停车场、轮渡等付费功能。

（2）在公用事业付费方面：包括电、供水、燃气、有线电视、宽带网使用费、电话费等。

（3）在购物休闲电子付费方面：包括商场、连锁超市、娱乐中心等。

（4）在文化旅游电子付费方面：包括图书馆、公园、园林、影剧院、游乐园、体育场馆等。

（5）在交通管理电子付费方面：包括高速公路车票、路桥过路收费、加油站加油、交通违章罚款等。

（6）在个人信息电子认证方面：具有记录市民的个人社会保障相关信息记录、电子凭证和信息查询功能，为市民提供在劳动社会保障、民政、卫生、工商、地税、药监、财政、公安、教育、房管、医疗保险、公积金管理等。

四、总结

目前，南京理工大学新一代一卡通系统运行正常。通过应用实施，可以看到，新一代一卡通系统在充分考虑学校数字化校园建设的安全性和稳定性的基础上，开拓创新，将先进性融入数字化校园一卡通系统的建设中，借助市民卡平台将校园卡应用向校外拓展，实现了校园一卡通系统与城市一卡通系统的有机融合，提高了“校园卡”在政府社会管理领域和社会公共服务领域应用的拓展。同时，由于新一代一卡通系统采用了先进的系统架构和实现理念，因此在运行实施中尚存在一系列有待进一步完善解决的问题，如资金结算相对复杂化、校方的个性化需求等等。相信经过不断探索和研究，新一代一卡通系统运行管理将逐渐完善成熟，同时，系统功能也将伴随着市民卡应用的行业领域得到不断拓展。

[1]谢嘉宾,李淑娟,宓泳.以软件为核心的校园一卡通建设—复旦大学案例研究[J].中山大学学报(自然科学版),2009(48):174.

[2]曹立.基于城市信息化的市民卡信息系统框架设计与研究[M].浙江大学,2004(3):5.

[3]彭惠新.南京市民卡:小卡片的大应用[J].中国信用卡,专题(特别关注):19-20.