高校户籍管理系统的设计及日志分析

侯 毅 张雷瀚 林耀虎

1(北京航空航天大学安全保卫处 北京 100191)2(北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室 北京 100191)3(北京航空航天大学经济管理创新实践基地 北京 100191)

高校户籍管理系统的设计及日志分析

侯 毅1张雷瀚2*林耀虎3

1(北京航空航天大学安全保卫处 北京 100191)2(北京航空航天大学软件开发环境国家重点实验室 北京 100191)3(北京航空航天大学经济管理创新实践基地 北京 100191)

高校户籍管理是面向大流动量人群的一项复杂、琐碎的事务，是高校安全管理服务工作的重要组成部分。针对北京航空航天大学的户籍管理信息化，采用高度模块化和日志独立化的技术架构，按照户籍管理规定，分析高校人事系统、学籍系统的基础数据和业务，设计并实现一套自动化程度较高，并且与高校其他管理工作紧密契合的户籍管理系统，实现了高校集体户口迁入、迁出、常住人口登记卡的借用、身份证换发等工作的信息化管理。通过对户籍管理系统近三年的事务处理日志进行统计和分析，户籍管理系统将户籍办理的平均花费时间大幅缩短，明显提高了高校户籍管理工作的效率。此外，日志分析也发现，高校人群户籍办理发生量在每天、每周和每年都存在明显的规律，这给高校户籍管理的灵活安排提供了必要的参考依据。

户籍管理系统 高校 信息化 日志分析

0 引 言

高校户籍管理主要负责学校教职工和学生集体户口的管理工作，业务内容包括集体户口迁入、迁出、常住人口登记卡的借用与归还、身份证换发等[1]。自高等教育规模扩大以来，一所普通高校管理的集体户籍人数在二万左右。加之现代大学生社会活动的增加，以及社会管理的日益规范，诸如办理公证、护照、考试、找工作、结婚、购房等事项均需要用到常住人口登记卡。此外，集体户口管理涉及到招生部门、就业部门、保卫部门、人事部门、学院、师生个体相互间的配合。师生为办一件事往往需要在多个部门间往返，开具各种证明信。因此，高校迫切需要对集体户籍管理服务信息化开展研究，建立一套符合高校集体户口管理特点的信息系统。

传统的户籍管理以人工管理为主，主要通过手工登记、人工审批的方式进行，存在以下突出问题：(1)手工操作，造成工作人员工作量大、效率低[2-4]；(2) 与人事系统、学籍系统、一卡通系统相对独立，形成一个个信息孤岛，难以实现基础数据的共享与同步[5-6]；(3) 个人户籍信息难以得到本人的核对和及时反馈，造成信息错误，给管理工作带来损失[7]。

当前的户籍管理系统除了存在管理方面的不足，还有多校区信息同步困难、与公安系统数据交换复杂、用户友好性差以及操作日志记录混乱等方面的问题。因此，高校户籍管理系统需要做到以下三点：第一，需要集成户口信息录入、照片采集办理、户口卡借还、户口迁出等多项管理功能，实现多校区同步并行工作，为高校集体师生提供高效、友好、安全的服务。第二，高校户籍管理系统应与校内人事系统、学籍系统、离校系统对接，并保证与派出所的数据共享以及户籍和身份证办理状态的实时查询[8-10]。第三，面向校内集体户籍师生提供网上预约功能，事先提醒当事人准备相关材料，减少信息不对称带来的时间和精力耗费，提高办事效率。

综上，本文从户籍管理系统的信息化、集成化、安全性、友好性以及可监控性五个方面设计并实现了北京航空航天大学户籍管理系统。对系统日志的分析显示，该户籍管理系统取得了比较理想的服务效果。

1 功能分析

高校户籍管理系统需要利用数字校园建设的初期成果所提供基础数据支持和技术支持，与学籍信息系统、人事信息系统实现信息的有效共享以及同步管理，促进户籍管理人性化、科学化，提高工作效率。以上述信息系统作为基础，采用自动化手段和网络化办理方式，通过信息化实现流程化，通过流程再造和优化实现户籍管理的科学化、快捷化，通过流程管理实现户籍管理精细化和全程化闭环管理，在管理中体现服务，在服务中实现管理，促进提升管理水平和服务质量。系统建设遵循先进性、开放性、易用性、安全性、可靠性、可扩展、可维护和可管理的原则进行设计和实现，其功能具体包括：

(1) 实现户籍相关基础数据的共享和同步

传统户籍信息在相关职能部处没有实现有效共享，从而造成了数据不一致；数据的更新不能及时反映在使用共享数据的部处。通过对数据流程的梳理，着重实现数据共享和数据随业务处理的需要自动流转，从而实现数据的共享和实时交互，避免数据不一致和更新不及时，减少重复劳动，便利各部门业务协作[11]。

(2) 实现户籍管理相关业务的信息化管理

包括：批量入户管理、单个入户管理、批量迁出管理、单个迁出管理、毕业生户籍改迁管理、户籍注销管理、户籍卡借用归还管理、户口迁入和迁出的迁移证的审核和发放管理，以及办理户籍相关业务的介绍信开具管理等。通过系统建设规范优化流程，减少人工干预，提高业务处理效率。

(3) 提供开放式与综合式服务相结合的全新户籍管理平台

通过信息网络实现开放式服务，学校教职工和学生随时随地可以通过公共信息网络进行业务申请、信息核对、进度追踪，在窗口通过一卡通刷卡方式快速实现业务受理办理；通过集中的服务大厅实现综合服务。

(4) 在校户籍全过程管理

新入校师生自愿迁移户口，并提交迁移证；户籍管理部门在线进行迁移证审核，按照户籍管理办理落户手续，并在线反馈办理进度和结果；落户完成后，师生可通过系统预约办理户籍相关业务，系统记录常住人口登记卡借用归还状态等；师生离校办理户籍迁出，记录其户口去向。整个过程中均完整记录相关环节业务的申请时间、受理时间、办理状态及办理结果，实现户籍事务的全过程管理。

(5) 户籍管理系统离不开工作人员的参与

而户籍信息作为一种高度隐私的信息，需要保证数据完整性的同时密切监视户籍信息的访问及更改，为户籍管理事故提供调查依据。此外，户籍管理本身随着高校人员需求的变化相应改变。为了适应户籍管理的变化以及不断改善户籍管理系统，需要对户籍事务办理及数据操作进行多维度、细粒度的日志记录。

2 设计与实现

2.1 数据模型

与人事系统、学籍系统和一卡通系统的数据同步与共享，而且为离校系统、公安户籍管理系统预留了统一的数据接口，并与数字校园统一认证平台集成，实现全校师生员工账号的统一管理，实现系统单点登录。系统的数据模型如图1所示。

图1 户籍系统数据模型图

2.2 总体结构

高校户籍管理总体上分为迁入、迁出和日常使用管理三大部分，包括：批量入户管理、单个入户管理、批量迁出管理、单个迁出管理、毕业生户籍改迁管理、户籍注销管理、户籍卡借用归还管理、户口迁入和迁出的迁移证的审核和发放管理，以及办理户籍相关业务的介绍信开具管理等。批量入户管理主要办理每年入学新生和新入职职工户籍落户；单个入户管理主要办理新入职职工和博士后入户，以及随迁家属和新生儿落户；批量迁出管理主要办理毕业生毕业离校户口迁出；单个迁出管理主要办理教职工、博士后以及随迁家属、新生儿、个别学生迁出；改迁管理主要办理毕业生户籍改迁；注销管理主要办理教职工、学生去世后户籍注销，以及参军人员户籍注销。另外，日常管理中，还包括：借用管理办理教职工、学生日常办理护照、买房、购车、办理身份证、生育、公证等借用户口卡的业务；迁移证管理办理教职工、学生户口迁入和迁出所需要的迁移证的审核和发放。系统总体功能模块结构如图2所示。

图2 户籍系统功能模块结构

系统还包括新入学学生身份证批量办理、业务查询、数据统计、系统用户管理、介绍信模板管理等功能，为用户提供多种方式的查询功能，便于用户追踪户籍状态和户籍卡使用情况。按照功能设置情况，系统主要为户籍办公室工作人员、教职工和学生两类群体提供用户接口。

2.3 技术实现

系统逻辑架构方面，设计了数据逻辑、业务逻辑以及访问接入三层。在业务逻辑层中除了户籍管理主体功能外，还添加了系统本身的管理、事务日志以及异常处理三个模块，见图3所示。这种架构将管理、使用以及维护独立开来，为系统的安全性提供了基础保障。

图3 逻辑结构图

系统实现技术使用的是SSH，即Struts(表现层)、Spring(控制层)和Hibernate(持久层)。访问接入层采用校园网统一SSO认证，确保系统的登录和访问安全。业务逻辑层包括户口迁入、户口迁出、借用归还管理和数据管理等主要功能模块。各模块间采用异步消息队列RabbitMQ进行通信。RabbitMQ是一种基于生产者-消费者模型的消息传输系统。其非常适用于耗时且实时性要求不高的操作，通过异步的方式进行处理，可大大节省服务访问的请求响应时间，提高系统吞吐量。数据存储层使用流行的ORM框架Hibernate进行数据库访问，实现了数据访问的灵活性。

另外，所有的功能模块使用统一的事务日志和异常处理，确保户籍管理过程的全程可控、可追溯。事务日志采用半结构化的数据格式，以事务操作ID为主键，包含操作者ID、开始时间、结束时间、操作数据对象、事务摘要以及操作风险系数。其中，操作者ID与开始时间作为该条日志的第二联合主键。上述日志对于所有用户均为透明的，即用户的任何操作都会被记录，且无法修改和撤销。这保证了日志信息的真实性和完整性。此外，以MongoDB对事物日志进行存储，在操作者ID、开始时间、操作数据对象以及风险系统四个属性项均建立索引，可以便捷地查询系统用户的操作记录、数据更改的记录以及危险操作等。这种事务日志设计既能够保证管理的安全可控，也便于后期的查询追溯和统计分析。统一异常处理则从操作的逻辑层对系统数据进行保护。认为系统用户提交的一次任务为一个原子操作，在该操作没有执行完毕之前，备份现有操作，支持未完成操作发生异常时的回滚至原点。系统因为各种因素出现异常时，均以保证数据的完整性和正确性为首位，保障了系统的健壮性和业务逻辑的完整性。

系统的服务模式采用B/S架构，相对于传统的C/S架构，B/S架构大大降低了系统维护及升级的成本，提升了系统的易用性和友好性。系统的前端技术采用了JSP、AJAX，相较于.NET和JSP有着更好的平台兼容性和易用性，而AJAX则通过在计算机应用服务器和访问用户之间引入AJAX引擎，减少了Web访问短时间内反复连接-断开的交互行为，提升了系统访问反馈的灵敏性[12]。

在安全策略方面，系统基于Spring Security，设计了户籍管理的安全权限管理子系统。Spring Security原名Acegi，是一个用于Spring Framework的安全框架[13]。Spring Security主要由安全管理对象、拦截器以及安全控制管理模块构成。具体包括以下7个组件：Authentication、Contextholder、RunAsManager、Secure Object、AuthenticationManager、AccessDecissionmanager、ObjectDefinitionSource。基于Spring Security的安全管理子系统可对户籍管理系统的用户权限进行有效管理，提升了系统的安全性。

3 系统日志分析

传统的户籍管理系统往往忽略了日志对于户籍管理工作的意义。除了作为数据操作的安全保证之外，户籍管理系统日志对户籍管理本身也能起到反馈和提升的作用。本文户籍管理系统提供了强大的事务日志功能，为操作日志的分析和挖掘提供了便利条件。

北京航空航天大学户籍管理系统自2012年投入使用至2014年9月共产生43 867条事务处理日志。以下从户籍管理事务的类别、发生时间以及办理所花费时间三个角度进行统计及分析。

3.1 事务类别

户籍管理的服务对象为在校学生以及本校教职工，其中又以学生为主体。针对学生的户籍管理事务类别主要包括：入学迁入、毕业迁出、出国留学、退学或转学等。针对教职工的户籍管理事务主要包括：护照、购房、子女上学等。在所有的户籍管理事务中，与学生入学及毕业相关的户籍管理事务约占37.94%。由此可见，高校户籍管理有着很强的重复性，采用自动化的批量处理方式能极大地提高户籍管理的效率。

3.2 时间分布

高校户籍管理存在很强的周期性和时效性[6]。每年春季和夏季的学生离校户籍迁移以及秋季的新生入学户籍迁入是户籍管理系统的基本工作，且户籍的迁入和迁出须在较短的期限内完成。保证此类批量管理任务的准确快速完成，是高校户籍管理的一项挑战。本文针对户籍管理系统产生的事务处理日志，统计、分析了户籍管理事务在每天的不同时间段、每周的不同天以及每年的不同月份的分布，分别如图4-图6所示。

图4 户籍管理事务在每天不同时段的分布

分析图4可知，户籍管理的业务办理主要集中在上午8点到11点以及下午1点到5点两个时间段，两个时间段中，又分别在上午9点和下午2点达到局部的业务办理量峰值，因此户籍业务办理可以选择避开这两个高峰期。此外，上午的户籍事务办理数量整体高于下午。

图5 户籍管理事务在每周的分布

图5显示了周一到周日的户籍业务办理频次分布。可以发现，周一到周五的业务办理数量均远高于周六和周日，业务办理量在周四达到最高值。这也与校园内部的时间安排有着一定的联系。反过来，对于户籍管理人员而言，可以引导户籍业务办理人员更多地选择在频次低的工作日办理户籍业务，以均衡户籍管理的压力，进一步提高户籍管理的效率。

图6 户籍管理事务在不同月份的分布

从图6中的数据可知，在3月份到7月份之间的五个月以及12月份，户籍业务办理量都达到了较高的水平。其背后的原因主要为，学校本科生、研究生以及博士生的毕业时间也大致处于相同的时间段。其次，在3月份到7月份的春季和夏季，人们的外出活动如出国也逐渐增多，随之带来护照办理等户籍业务的增加，这也进一步证实了高校户籍管理的周期性。管理人员也能够根据周期性特点对工作人员进行调整，既确保服务质量，又降低人力成本。

3.3 业务办理时间

图7显示了不同业务办理所花费时间的分布以及累积概率分布。

图7 户籍办理所花费时间的分布及累积概率分布

对应于横坐标的时间长度x(x∈[0,249.82])，左侧纵坐标表示的是花费时间为m分钟的户籍事务出现的频次，右侧纵坐标表示花费时间x

4 结 语

相对于传统的户籍手工管理方式以及诸多相对孤立、友好性差的高校户籍管理系统，本文所设计和实现的高校户籍管理系统在信息化、集成化、安全性、友好性以及可监控性五个方面都有着明显的提升。用户可通过网络随时访问，随时随地进行业务申请、信息核对、进度跟踪。建设户籍管理平台，和学籍系统信息、人事系统信息实现共享、同步和管理，促进了户籍管理人性化、科学化，提高工作效率，减少出错概率。在户籍管理系统的支撑下，采用自动化手段和网络化办理方式，通过信息化实现流程化，通过流程再造和优化实现户籍管理的科学化、快捷化，在管理中体现服务，在服务中实现管理，减少了业务办理时间和等待时间，降低了工作人员工作压力，促进提升管理水平和服务质量，同时大幅度提高了工作效率。此外，高校户籍管理系统实现了操作与管理的细粒度日志化，实现户籍管理精细化记录，确保户籍管理过程的全程可控、可追溯，同时也为系统的不断改进提供数据支持。

在高校日益开放化、国际化以及大数据的背景下，高校户籍管理系统也不断遇到新的挑战。高校户籍管理也应该从数据中不断寻求突破，借助信息手段促进校内多个部门业务上更多的沟通及整合，才能实现为师生服务的宗旨[13]。户籍管理信息化建设，除了做好高校内部信息化建设，还要注意做好高校与上级机关之间的信息整合和协同配合。

[1] 尹世学,于越,武明霞,等．高校集体户口管理系统的设计与实现[J]．实验技术与管理,2011(4):215-216,222.

[2] 陈凌云,林选臣,董世军,等.户籍档案管理系统的研制开发[J].兰台世界,2007(24):23-24.

[3] 林琳.基于.NET的社区户籍档案管理系统的设计与实现[D].长春：吉林大学,2013.

[4] 商蕾,程高峰.完善高校户籍管理方法探究—以河北农业大学为例[J].河北农业大学学报(农林教育版),2012,14(6):77-80.

[5] 陈晓刚．我国高校户籍管理研究[D]．苏州：苏州大学,2006.

[6] 郭石磊.论我国高校学生的户籍管理制度[D].长沙：湖南大学,2008.

[7] 吴琼石.略论我国高校大学生户籍档案改革趋势[J].兰台世界,2013(20):54-55.

[8] 于越,殷宏斌,尹世学.高校集体户口管理信息化的建设与思考[J].中国教育信息化,2014,03:44-46.

[9] 卢维英．高校学生集体户口管理存在的问题及对策[J]．辽宁公安司法管理干部学院学报,2008(3):98-99.

[10] 于越,殷宏斌．高校集体户口管理及服务研究[J]．高校后勤研究,2009(5):125-126.

[11] 马炳涛．试述高校校园安全管理服务中心的构建[J]．管理观察,2012(10):113.

[12] 袁灿.户籍管理系统的设计与实现[D].南昌：南昌大学,2009.

[13] 吴志强,余金山.Acegi安全框架下实现的通用权限管理系统[J].华侨大学学报(自然科学版),2010,31(1):27-31.

[14] 段红艳.关于高校户籍管理的思考[J]．北方文学,2011(12):164.

DESIGN AND LOG ANALYSIS OF HOUSEHOLD REGISTRATION MANAGEMENT SYSTEM FOR UNIVERISTIES

Hou Yi1Zhang Leihan2*Lin Yaohu3

1(SecurityDepartment,BeihangUniversity,Beijing100191,China)2(StateKeyLaboratoryofSoftwareDevelopmentEnvironment,BeihangUniversity,Beijing100191,China)3(InnovationBaseofEconomicsandManagement,BeihangUniversity,Beijing100191,China)

The university household registration management is a complicated and trivial affair facing high liquidity people，which is an important part of the college safety management service.A more automatic household registration management system,which is related with other managements of the university tightly,is designed and realized by adopting highly modularized design and self-governed logging system to informationize the household registration management of Beihang University.According to the rules of the household registration management,the basic data and business of university personnel and school register system are analyzed.The system mainly focuses on the information management of residence’s moving in,moving out,borrowing and returning of the registration cards and replacing of ID cards.By analyzing the system transaction management log of the past three years,the household registration management system cuts down the average transaction time significantly and improves the efficiency of university household registration management.What’s more,analysis on the log shows that the amount of household registration of university people has obvious regularity on various timing-granularities of days,weeks and years,which provides valuable guidance for household registration management in universities.

Household registration management system University and college Informatization Log analysis

2015-08-10。北京航空航天大学“平安校园长效机制”研究课题。侯毅，助理研究员，主研领域：安全保卫工作信息化。张雷瀚，博士。林耀虎，助理研究员。

TP393.09

A

10.3969/j.issn.1000-386x.2017.01.018