数字校园环境下的一卡通建设

文/周兆永

数字校园环境下的一卡通建设

文/周兆永

一卡通系统不仅仅是消费系统，还具备身份识别功能和管理功能，与学校的管理信息系统结合起来，建立独立统一的用户身份信息库，为与其他信息系统的互连互通打好基础。

随着教育信息化的快速发展,校园一卡通已成为高等院校加强基础管理的重要工具。当前,依托校园网络,建设校园一卡通系统,实现教学、科研、后勤、校园生活等各领域工作的“一卡”管理,为校院建设提供开放、灵活的应用服务平台,已成为新形势下高等院校提升管理水平、实现跨越式发展的必然选择。本文根据目前校园一卡通系统的现状、发展趋势，结合学校数字校园与校园一卡通系统建设实际情况，阐述了基于数字化校园环境下的一卡通的建设过程中面临的现实问题，一些建设方法、经验以及系统特点，希望能为其他院校提供借鉴。

“校园一卡通”的重要性

“校园一卡通”是数字化校园的基础工程，是教育信息化建设的基础支撑点之一。作为“数字化校园”建设重要组成部分和基础工程,它将IC卡的强大功能与计算机网络的数字化概念融入校园,将学校的教学、科研、后勤等方面的各个管理信息系统有机融合,形成覆盖全校范围的数字空间,为“数字化校园”提供了全面的数据采集网络平台。

校园卡取代校园内所有的卡、证、票,实现多种不同功能的智能化管理；利用其电子货币功能,实现校园内的无现金结算,规范校园经济秩序；利用校园卡的种类实现对不同身份人员的管理，提升学校整体管理水平；铺设覆盖全校范围的一卡通专用网络,将各个管理信息系统连为一体，通过建设数据交换共享平台系统实现校内各应用系统数据交换和共享，消除“信息孤岛”问题，实现部门间相关数据信息的互联互通、资源整合和信息共享，并为领导进行科学决策提供依据。

校园一卡通系统结构

数字化校园的层次结构

图1 数字化校园体系结构

图2 校园一卡通系统结构

数字化校园应为学校提供全方位的服务,包括教学、管理、科研、办公、信息交流和通信等。主要体系结构如图1所示,它是一个层次化的结构,按照功能可以分为4个层次。系统基础平台:数字化校园最基础的设施包信息存贮与传输的硬件基础;基本服务:网络基本服务是数字信息流动的软件基础,是衡量网络系统功能是否完善的一个重要标志;应用支撑平台:数字化校园的核心支持系统,它直接管理各种信息资源,并根据相关的逻辑提供给用户使用,它是数字化校园的支撑平台;校园门户(Portal):数字化校园的总入口,为用户提供与其身份相对应的信息与个性化服务,它是校园数字化后功能的自然扩展,各种系统集成与整合的技术。

一卡通系统结构

学校一卡通系统由统一的身份认证中心、统一的信息门户中心、统一的公用数据中心及统一的一卡通管理应用中心四大部分构成一个一体化的完整系统。其系统机构如图2所示。

一卡通在数字化校园中的位置

校园一卡通系统是数字化校园中的重要有机组成部分，它服从于数字化校园的统一规划，与校园内其他应用系统协调并存。一卡通系统作为数字化校园的一部分,是数字化校园的基础应用系统之一,是数字化核心框架的筋骨。数字化校园的信息流向大体有三个阶段:信息采集、信息处理和存储以及信息应用。一卡通系统作为数字化校园的基础工程,为数字化校园提供了全面的数据采集平台,同时通过提供多种场合的各种卡应用,也给全校师生带来了一种全新的、方便的、现代化生活。在校园一卡通系统的基础上,再协同学校其他职能部门共同数字化校园努力。一卡通平台是数字化校园认证体系中主要的一种。因此,以校园一卡通系统为平台,实现以人为本,从学校环境、资源到活动的全部数字化管理,充分利用银行的金融服务,充分借助电信的通讯专长,实现“一卡在手,走遍校园”,必将满足学校数字化建设的需求及目的。

与其他信息系统交互

图 3 一卡通与第三方应用的信息交互

“校园一卡通”系统是数字化校园建设中的一个基础平台和应用领域。在设计上必须服从于数字化校园的总体规划。一卡通系统不仅仅是消费系统，还具备身份识别功能和管理功能，与学校的管理信息系统结合起来，建立独立统一的用户身份信息库，为与其他信息系统的互连互通打好基础。因此，“校园一卡通”系统建设不仅包括一卡通系统的基本建设内容，还应包括与一卡通密切相关的全校统一电子身份认证系统、以学校数据资源与交换服务平台为基础的应用环境集成系统、基于Web Service技术规范实现的全校资源个性化门户系统、标准三层架构的学校管理应用系统以及基于 Web Service技术规范实现的第三方系统的连接接口。

数字化校园下的银校一卡通系统中，有许多第三方应用系统需要接入，如图书馆管理系统、学籍管理系统、学校医疗管理系统、学校人事管理系统、学校财务管理系统等。在实施过程中，必须要根据实际情况与第三方的应用系统进行平滑的、有效的对接，才能更好的发挥校园一卡通系统的作用。校园一卡通系统与其他第三方系统之间的信息和数据交互，通过加密的XML文件进行传递如图3所示。接口的实现方式有应用程序接口和Web Service接口两种。

1.应用程序接口

图4 供第三方使用的应用程序接口

对于B/S模式的第三方应用系统，一卡通系统可以根据需要提供第三方使用的应用程序接口如图4所示，接口的方式可以是.dll和.JavaPackage等形式。接口程序中将校园卡的读写、认证、消费等具体应用，进行封装，只需要第三方应用系统的开发人员，对程序进行相应调整即可。

2.Web Serviee接口

对于基于Web Service的第三方应用系统，一卡通系统可以根据需要提供第三方使用的Web Service接口如图5所示。接口程序中将校园卡的读写、认证、消费等具体应用，进行封装，只需要第三方应用系统的开发人员，对程序进行简单改动即可。

“校园一卡通”系统建设

面临的现实问题

在学校校园一卡通系统建设过程中,我们遇到如下一些问题,这些问题能否得到及时解决,对系统能否顺利运行并达到“方便使用、提供管理水平”的目的至关重要。

1.各种人员:建设的对象包括预科生、继续教育生、成教生、本科生、硕士生、博士生、博士后、教职员工、来校访学生、临时人员及家属子女。各种人员各有身份,各有特点,有全日制学生,有假期才到校的函授生,又有家属子女,不能随意剔除,亦不能简单统一。

2.各种业务:建设中存在支付交易、身份识别、转账充值、补助领取、查询服务等各类业务,又涉及不同厂家、不同系统平台的对接扩展。

图5 供第三方使用的Web Service接口

3.各种场合:西北农林科技大学有2个大校区5个食堂,还有分布在周边的多个二级学院和研究所校区,校内的超市、小饭馆和小卖店人员层次不齐,相对比较复杂。按场地形式又可分为固定消费(如食堂)和移动消费(如校车)。

4.各种应用:校园卡设有一个主钱包、多个电子钱包。产生的消费有开环,也有闭环的。并存在计时、计费、计次、计量四种消费方式。

5.各种交易:按在线形式分联机、脱机的交易。从种类上分有转账、现金、卡金(电子钱包)的交易。从性质上分有充值、消费、补助的交易。从额度上则有大额、小额的交易。

6.各种结算:校内存在独立、统一的结算;存在中心财务、各院系食堂分中心的结算;存在出纳、会计的结算;存在学校财务、银行的结算。

7.各种管理:从层次上可分为一卡通中心、各院系食堂分中心的管理。从区域上有2个校区的不同情况下的管理。从类型上又有卡户、商户、中心、银行的管理。

8.各种监控:存在应用软件、工作站、网络状态、终端交易的监控。从时间上分7×24小时全天候、定点、定时的监控。

建设方法

经多方考察,并结合学校具体情况,针对上述现实问题,我们的具体做法如下:

1.确定项目高度:确定数字化校园建设为校长工程。学校数字化校园建设由校长牵头,主管副校长具体负责,各经办部门分别落实的原则严密进行。一卡通作为数字校园的核心基础系统优先保证建设。

2.提出建设总思路:整体规划,统一框架,分期实施。

3.提出建设四原则。

在总体指导上:统一领导、归口管理、共同建设。

在资源利用上:充分发挥现有各种优势,充分利用现有各类资源,立足于数字化校园,资源共享,避免信息孤岛衍生。

在建设主体上:立足“自我”,减少对承建单位的过分依赖。

在合作方式上:项目化管理、合作化开发。

4.专门成立相关项目机构。

项目领导小组:信息化建设领导小组是项目的总指挥。信息化领导小组组长由学校常务副校长担任，领导小组办公室主任由校办主任担任，领导小组办公室副主任由网络与教育技术中心主任担任。

项目专家小组:由学校聘请国内一流院校数字校园建设领域内的专家对技术进行论证和把关。

项目实施小组:负责项目的具体实施，由校方的管理和专业技术人员和承建方项目小组的人员组成。

一卡通管理中心:负责校园卡制作、日常卡务管理、账户管理、会计账户管理、转账管理、门户管理、系统管理、技术维护和支持。

系统建设情况

1.卡片选择，根据镶嵌的芯片的不同划分为存储卡、逻辑加密卡和CPU卡。由于非接触式逻辑加密卡价格便宜、具有全球唯一的序列号,每次读/写之前要先进行密码验证,有一定的保密安全性,因此我校采用非接触式逻辑加密卡。

2.网络结构：为确保安全，学校一卡通系统网络采用专网结构，与校园网物理隔离，保证现有的校园网和一卡通系统网络是两个网络。由于校园网数据和一卡通系统之间存在信息交换和资源共享，他们之间的通信采用防火墙进行单通道连接，且仅开放相应的IP及端口。

3.实施“校园一卡通”系统

一卡通系统建设应紧密结合学校的实际情况，将其作为实现数字化校园建设要组成部分和重要基础工程，纳入学校数字化建设的整体规划之中。

按照“一网”、“一库”、“一卡”的一体化建设理念，建立统一的身份认证中心、统一的信息门户中心、统一的公用数据中心及统一的管理应用中心，采用“平台式”、“模块化”的建设方法，实现三大骨干平台:一卡通网络平台、一卡通管理与服务平台、一卡通应用平台，适应与银行系统、学校原有的各类应用系统衔接和系统本身应用规模、应用层次不断扩大的衔接，将一卡通系统建设成一体化、开放式、标准化和用户自我建设扩展的系统，为学校校园实现由传统校园向数字化校园转变奠定良好的基础。

校园一卡通系统在结构设计上充分考虑了联网/脱网的两用性和兼容性。系统的运行模式一般有实时通讯和非实时通讯方式之分。总结国内多所高校的建设经验，一个稳定、安全的校园一卡通系统必须是两种运行模式紧密结合使用的系统，即不仅可以联网使用，也可以脱网使用。联网时，系统以联机通讯方进行，各种数据自动进行交换。一旦网络出现故障，支付识别介质的卡片及终端设备仍然可以脱网正常使用，终端设备具有联网/脱网使用自适应功能。

建设现况

学校“校园一卡通”于2009年8月基本建成。“校园一卡通”覆盖两个主要的教学办公区域，采用“银校企合作”方式建设。现有发卡量已达3万余张。目前已完成九大子系统的建设，在后勤服务(食堂就餐、洗浴)、学生公寓水控和电控管理、超市购物、图书借阅、门禁通道管理、触摸屏综合信息查询、网费缴纳、银行圈存等应用领域已成功建成并投入使用，并完成综合前置系统、身份前置系统、卡务管理中心、数据中心的建设。学校于2008年正式启动数字化校园的建设工作，目前研究生及本科生教务管理、人事管理、实验室管理、科研管理、财务管理、医院管理等系统已陆续交付使用,并建成公共信息发布平台系统。数字校园平台和一卡通系统之间信息相互关联、统一，随着规模的逐步扩展、功能的逐步完善，学校的信息化建设一定会给教学、科研及各项管理工作带来更多益处。

需要注意的问题

1.注意一卡通建设与数字校园建设的关系。

“校园一卡通”系统是数字化校园建设中的一个基础平台和应用领域。在设计上必须服从于数字化校园的总体规划。数字化校园是总目标、总方向。

2.必须加强校园网络合理配置，使系统安全、稳定运行。学校一卡通网络采用专用网络（把光纤的两芯作为一卡通专用数据通道），一卡通系统的交换机等网络设备单独设置，同时采用防火墙隔离技术将校园网与一卡通专网进行安全隔离实现信息交换和资源共享。从而确保网络连接和信息传输的安全性，使得“一卡通”系统有一个安全、稳定的运行环境。

3.必须做好系统安全平台与数据的备份，同时保障供电安全。实际建设中学校供电电源采用了双回路供电方式，当一路电源出现意外断电时，将实时、自动切换至另一线路继续供电；即使两路电源均出现故障，大功率的UPS电源仍可继续长延时供电。通过先进的冗余设计确保系统安全运行。数据库服务采用了Oracle的两节点RAC方式，确保核心数据的安全稳定和提供不间断服务。

4.银校合作、校企联手,实行项目化管理。充分利用银行的资金优势 ,充分借助承建单位的行业经验,是建设数字化校园环境下一卡通系统行之有效的途径。

总结

基于数字校园环境下的一卡通工程建设，服从于数字化校园的总体规划，从校园一卡通系统的建立到管理机构的设置以及日常管理与运行的维护，乃至新功能的开发，是一项长期工作，也是一个不断完善过程。学校要结合实际，将该项目工程作为学校实现数字化校园建设的重要组成部分和重要基础工程纳入学校建设规划之中。校园一卡通系统虽然不是一项高尖端的技术，其建设的过程比较复杂。总结我校在实施基于数字校园环境下的一卡通工程建设经验，有以下几方面的问题需要注意。

整体规划、逐步完善

校园一卡通系统必须建立在稳定、畅通、安全的网络平台上，确保师生员工的利益不受损失，工作、生活秩序不受影响。

在建设校园一卡通系统过程中，应在全面论证、做好需求分析的基础上，制定校园一卡通系统建设的技术方案和整体规划。要考虑资金投入以及目前学校相关的管理子系统的现状。要避免各个系统的独立使用，造成大量的数据冗余、部门间信息独立封闭、资源不能共享，从而产生数据孤岛。要充分运用校园一卡通系统功能和学校的教学、科研、人事、学生管理、图书、医疗等校内各部门原有的管理信息系统对接，使学校内原有的业务和管理体系相对独立、互不协调的现象得到有效整合，减少资源浪费和重复建设。在具体实施上，实行分期实施、逐步到位。要理顺校内各项操作的要求，建立完善的系列执行制度，以促进学校管理的科学化、规范化建设。同时，要适当调整学校的原有政策和制度，适度考虑学校有关部门的利益，以减少校园一卡通建设过程中的阻力，形成一个更高层次的对校内事务进行全面管理的校园管理系统。

更新管理理念、统一思想认识

更新管理理念，统一思想认识，是校园一卡通工程建设的基础。校园一卡通系统是一种新技术在教育管理中的运用，在其建设过程中迫使人们改变长期沿用的传统的管理习惯，去学习、开发先进的科学技术来提高管理水平。同时由于校园一卡通系统是建立在完善的业务需求和合理的业务流程的基础上的，它涉及到新旧管理模式转换、学校各职能部门更新或更换系统流程以及部门利益的调整等问题与矛盾，需要全校各部门站在提高学校综合管理水平的高度，树立全局的大管理意识和一盘棋思想，破除狭隘的只想自成体系的管理思想，更新理念、统一认识、协同作战，积极参与校园一卡通工程的建设。只有这样，校园一卡通建设才能顺利实施。

建立专门的管理机构以及安全畅通的网络环境

为了该项建设工程顺利实施，以及校园一卡通的高效有序管理，在前期建设中就要整合校园内的信息及网络管理组织。由校领导牵头，成立校园一卡通建设领导小组，下设项目实施小组，赋予相应的权限与职能。配备一定的校园一卡通筹划建设及未来系统运行维护人员，全面负责校园一卡通方案的论证、协调、建设等工作。待校园一卡通正式运行后，再过渡到校园一卡通专门管理部门负责全面管理。在系统运行阶段，各个环节上肯定还会出现各种问题，需要各方通力合作予以解决;同时要培训一支专兼职相结合的网络管理队伍。校园一卡通系统必须建立在稳定、畅通、安全的网络平台上，确保师生员工的利益不受损失，工作、生活秩序不受影响。

（作者单位为西北农林科技大学网络与教育技术中心）