文/周兆永

數(shù)字校園環(huán)境下的一卡通建設

文/周兆永

一卡通系統(tǒng)不僅僅是消費系統(tǒng)，還具備身份識別功能和管理功能，與學校的管理信息系統(tǒng)結合起來，建立獨立統(tǒng)一的用戶身份信息庫，為與其他信息系統(tǒng)的互連互通打好基礎。

隨著教育信息化的快速發(fā)展,校園一卡通已成為高等院校加強基礎管理的重要工具。當前,依托校園網絡,建設校園一卡通系統(tǒng),實現(xiàn)教學、科研、后勤、校園生活等各領域工作的“一卡”管理,為校院建設提供開放、靈活的應用服務平臺,已成為新形勢下高等院校提升管理水平、實現(xiàn)跨越式發(fā)展的必然選擇。本文根據(jù)目前校園一卡通系統(tǒng)的現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢，結合學校數(shù)字校園與校園一卡通系統(tǒng)建設實際情況，闡述了基于數(shù)字化校園環(huán)境下的一卡通的建設過程中面臨的現(xiàn)實問題，一些建設方法、經驗以及系統(tǒng)特點，希望能為其他院校提供借鑒。

“校園一卡通”的重要性

“校園一卡通”是數(shù)字化校園的基礎工程，是教育信息化建設的基礎支撐點之一。作為“數(shù)字化校園”建設重要組成部分和基礎工程,它將IC卡的強大功能與計算機網絡的數(shù)字化概念融入校園,將學校的教學、科研、后勤等方面的各個管理信息系統(tǒng)有機融合,形成覆蓋全校范圍的數(shù)字空間,為“數(shù)字化校園”提供了全面的數(shù)據(jù)采集網絡平臺。

校園卡取代校園內所有的卡、證、票,實現(xiàn)多種不同功能的智能化管理；利用其電子貨幣功能,實現(xiàn)校園內的無現(xiàn)金結算,規(guī)范校園經濟秩序；利用校園卡的種類實現(xiàn)對不同身份人員的管理，提升學校整體管理水平；鋪設覆蓋全校范圍的一卡通專用網絡,將各個管理信息系統(tǒng)連為一體，通過建設數(shù)據(jù)交換共享平臺系統(tǒng)實現(xiàn)校內各應用系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換和共享，消除“信息孤島”問題，實現(xiàn)部門間相關數(shù)據(jù)信息的互聯(lián)互通、資源整合和信息共享，并為領導進行科學決策提供依據(jù)。

校園一卡通系統(tǒng)結構

數(shù)字化校園的層次結構

圖1 數(shù)字化校園體系結構

圖2 校園一卡通系統(tǒng)結構

數(shù)字化校園應為學校提供全方位的服務,包括教學、管理、科研、辦公、信息交流和通信等。主要體系結構如圖1所示,它是一個層次化的結構,按照功能可以分為4個層次。系統(tǒng)基礎平臺:數(shù)字化校園最基礎的設施包信息存貯與傳輸?shù)挠布A;基本服務:網絡基本服務是數(shù)字信息流動的軟件基礎,是衡量網絡系統(tǒng)功能是否完善的一個重要標志;應用支撐平臺:數(shù)字化校園的核心支持系統(tǒng),它直接管理各種信息資源,并根據(jù)相關的邏輯提供給用戶使用,它是數(shù)字化校園的支撐平臺;校園門戶(Portal):數(shù)字化校園的總入口,為用戶提供與其身份相對應的信息與個性化服務,它是校園數(shù)字化后功能的自然擴展,各種系統(tǒng)集成與整合的技術。

一卡通系統(tǒng)結構

學校一卡通系統(tǒng)由統(tǒng)一的身份認證中心、統(tǒng)一的信息門戶中心、統(tǒng)一的公用數(shù)據(jù)中心及統(tǒng)一的一卡通管理應用中心四大部分構成一個一體化的完整系統(tǒng)。其系統(tǒng)機構如圖2所示。

一卡通在數(shù)字化校園中的位置

校園一卡通系統(tǒng)是數(shù)字化校園中的重要有機組成部分，它服從于數(shù)字化校園的統(tǒng)一規(guī)劃，與校園內其他應用系統(tǒng)協(xié)調并存。一卡通系統(tǒng)作為數(shù)字化校園的一部分,是數(shù)字化校園的基礎應用系統(tǒng)之一,是數(shù)字化核心框架的筋骨。數(shù)字化校園的信息流向大體有三個階段:信息采集、信息處理和存儲以及信息應用。一卡通系統(tǒng)作為數(shù)字化校園的基礎工程,為數(shù)字化校園提供了全面的數(shù)據(jù)采集平臺,同時通過提供多種場合的各種卡應用,也給全校師生帶來了一種全新的、方便的、現(xiàn)代化生活。在校園一卡通系統(tǒng)的基礎上,再協(xié)同學校其他職能部門共同數(shù)字化校園努力。一卡通平臺是數(shù)字化校園認證體系中主要的一種。因此,以校園一卡通系統(tǒng)為平臺,實現(xiàn)以人為本,從學校環(huán)境、資源到活動的全部數(shù)字化管理,充分利用銀行的金融服務,充分借助電信的通訊專長,實現(xiàn)“一卡在手,走遍校園”,必將滿足學校數(shù)字化建設的需求及目的。

與其他信息系統(tǒng)交互

圖 3 一卡通與第三方應用的信息交互

“校園一卡通”系統(tǒng)是數(shù)字化校園建設中的一個基礎平臺和應用領域。在設計上必須服從于數(shù)字化校園的總體規(guī)劃。一卡通系統(tǒng)不僅僅是消費系統(tǒng)，還具備身份識別功能和管理功能，與學校的管理信息系統(tǒng)結合起來，建立獨立統(tǒng)一的用戶身份信息庫，為與其他信息系統(tǒng)的互連互通打好基礎。因此，“校園一卡通”系統(tǒng)建設不僅包括一卡通系統(tǒng)的基本建設內容，還應包括與一卡通密切相關的全校統(tǒng)一電子身份認證系統(tǒng)、以學校數(shù)據(jù)資源與交換服務平臺為基礎的應用環(huán)境集成系統(tǒng)、基于Web Service技術規(guī)范實現(xiàn)的全校資源個性化門戶系統(tǒng)、標準三層架構的學校管理應用系統(tǒng)以及基于 Web Service技術規(guī)范實現(xiàn)的第三方系統(tǒng)的連接接口。

數(shù)字化校園下的銀校一卡通系統(tǒng)中，有許多第三方應用系統(tǒng)需要接入，如圖書館管理系統(tǒng)、學籍管理系統(tǒng)、學校醫(yī)療管理系統(tǒng)、學校人事管理系統(tǒng)、學校財務管理系統(tǒng)等。在實施過程中，必須要根據(jù)實際情況與第三方的應用系統(tǒng)進行平滑的、有效的對接，才能更好的發(fā)揮校園一卡通系統(tǒng)的作用。校園一卡通系統(tǒng)與其他第三方系統(tǒng)之間的信息和數(shù)據(jù)交互，通過加密的XML文件進行傳遞如圖3所示。接口的實現(xiàn)方式有應用程序接口和Web Service接口兩種。

1.應用程序接口

圖4 供第三方使用的應用程序接口

對于B/S模式的第三方應用系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)可以根據(jù)需要提供第三方使用的應用程序接口如圖4所示，接口的方式可以是.dll和.JavaPackage等形式。接口程序中將校園卡的讀寫、認證、消費等具體應用，進行封裝，只需要第三方應用系統(tǒng)的開發(fā)人員，對程序進行相應調整即可。

2.Web Serviee接口

對于基于Web Service的第三方應用系統(tǒng)，一卡通系統(tǒng)可以根據(jù)需要提供第三方使用的Web Service接口如圖5所示。接口程序中將校園卡的讀寫、認證、消費等具體應用，進行封裝，只需要第三方應用系統(tǒng)的開發(fā)人員，對程序進行簡單改動即可。

“校園一卡通”系統(tǒng)建設

面臨的現(xiàn)實問題

在學校校園一卡通系統(tǒng)建設過程中,我們遇到如下一些問題,這些問題能否得到及時解決,對系統(tǒng)能否順利運行并達到“方便使用、提供管理水平”的目的至關重要。

1.各種人員:建設的對象包括預科生、繼續(xù)教育生、成教生、本科生、碩士生、博士生、博士后、教職員工、來校訪學生、臨時人員及家屬子女。各種人員各有身份,各有特點,有全日制學生,有假期才到校的函授生,又有家屬子女,不能隨意剔除,亦不能簡單統(tǒng)一。

2.各種業(yè)務:建設中存在支付交易、身份識別、轉賬充值、補助領取、查詢服務等各類業(yè)務,又涉及不同廠家、不同系統(tǒng)平臺的對接擴展。

圖5 供第三方使用的Web Service接口

3.各種場合:西北農林科技大學有2個大校區(qū)5個食堂,還有分布在周邊的多個二級學院和研究所校區(qū),校內的超市、小飯館和小賣店人員層次不齊,相對比較復雜。按場地形式又可分為固定消費(如食堂)和移動消費(如校車)。

4.各種應用:校園卡設有一個主錢包、多個電子錢包。產生的消費有開環(huán),也有閉環(huán)的。并存在計時、計費、計次、計量四種消費方式。

5.各種交易:按在線形式分聯(lián)機、脫機的交易。從種類上分有轉賬、現(xiàn)金、卡金(電子錢包)的交易。從性質上分有充值、消費、補助的交易。從額度上則有大額、小額的交易。

6.各種結算:校內存在獨立、統(tǒng)一的結算;存在中心財務、各院系食堂分中心的結算;存在出納、會計的結算;存在學校財務、銀行的結算。

7.各種管理:從層次上可分為一卡通中心、各院系食堂分中心的管理。從區(qū)域上有2個校區(qū)的不同情況下的管理。從類型上又有卡戶、商戶、中心、銀行的管理。

8.各種監(jiān)控:存在應用軟件、工作站、網絡狀態(tài)、終端交易的監(jiān)控。從時間上分7×24小時全天候、定點、定時的監(jiān)控。

建設方法

經多方考察,并結合學校具體情況,針對上述現(xiàn)實問題,我們的具體做法如下:

1.確定項目高度:確定數(shù)字化校園建設為校長工程。學校數(shù)字化校園建設由校長牽頭,主管副校長具體負責,各經辦部門分別落實的原則嚴密進行。一卡通作為數(shù)字校園的核心基礎系統(tǒng)優(yōu)先保證建設。

2.提出建設總思路:整體規(guī)劃,統(tǒng)一框架,分期實施。

3.提出建設四原則。

在總體指導上:統(tǒng)一領導、歸口管理、共同建設。

在資源利用上:充分發(fā)揮現(xiàn)有各種優(yōu)勢,充分利用現(xiàn)有各類資源,立足于數(shù)字化校園,資源共享,避免信息孤島衍生。

在建設主體上:立足“自我”,減少對承建單位的過分依賴。

在合作方式上:項目化管理、合作化開發(fā)。

4.專門成立相關項目機構。

項目領導小組:信息化建設領導小組是項目的總指揮。信息化領導小組組長由學校常務副校長擔任，領導小組辦公室主任由校辦主任擔任，領導小組辦公室副主任由網絡與教育技術中心主任擔任。

項目專家小組:由學校聘請國內一流院校數(shù)字校園建設領域內的專家對技術進行論證和把關。

項目實施小組:負責項目的具體實施，由校方的管理和專業(yè)技術人員和承建方項目小組的人員組成。

一卡通管理中心:負責校園卡制作、日?？▌展芾?、賬戶管理、會計賬戶管理、轉賬管理、門戶管理、系統(tǒng)管理、技術維護和支持。

系統(tǒng)建設情況

1.卡片選擇，根據(jù)鑲嵌的芯片的不同劃分為存儲卡、邏輯加密卡和CPU卡。由于非接觸式邏輯加密卡價格便宜、具有全球唯一的序列號,每次讀/寫之前要先進行密碼驗證,有一定的保密安全性,因此我校采用非接觸式邏輯加密卡。

2.網絡結構：為確保安全，學校一卡通系統(tǒng)網絡采用專網結構，與校園網物理隔離，保證現(xiàn)有的校園網和一卡通系統(tǒng)網絡是兩個網絡。由于校園網數(shù)據(jù)和一卡通系統(tǒng)之間存在信息交換和資源共享，他們之間的通信采用防火墻進行單通道連接，且僅開放相應的IP及端口。

3.實施“校園一卡通”系統(tǒng)

一卡通系統(tǒng)建設應緊密結合學校的實際情況，將其作為實現(xiàn)數(shù)字化校園建設要組成部分和重要基礎工程，納入學校數(shù)字化建設的整體規(guī)劃之中。

按照“一網”、“一庫”、“一卡”的一體化建設理念，建立統(tǒng)一的身份認證中心、統(tǒng)一的信息門戶中心、統(tǒng)一的公用數(shù)據(jù)中心及統(tǒng)一的管理應用中心，采用“平臺式”、“模塊化”的建設方法，實現(xiàn)三大骨干平臺:一卡通網絡平臺、一卡通管理與服務平臺、一卡通應用平臺，適應與銀行系統(tǒng)、學校原有的各類應用系統(tǒng)銜接和系統(tǒng)本身應用規(guī)模、應用層次不斷擴大的銜接，將一卡通系統(tǒng)建設成一體化、開放式、標準化和用戶自我建設擴展的系統(tǒng)，為學校校園實現(xiàn)由傳統(tǒng)校園向數(shù)字化校園轉變奠定良好的基礎。

校園一卡通系統(tǒng)在結構設計上充分考慮了聯(lián)網/脫網的兩用性和兼容性。系統(tǒng)的運行模式一般有實時通訊和非實時通訊方式之分。總結國內多所高校的建設經驗，一個穩(wěn)定、安全的校園一卡通系統(tǒng)必須是兩種運行模式緊密結合使用的系統(tǒng)，即不僅可以聯(lián)網使用，也可以脫網使用。聯(lián)網時，系統(tǒng)以聯(lián)機通訊方進行，各種數(shù)據(jù)自動進行交換。一旦網絡出現(xiàn)故障，支付識別介質的卡片及終端設備仍然可以脫網正常使用，終端設備具有聯(lián)網/脫網使用自適應功能。

建設現(xiàn)況

學?！靶@一卡通”于2009年8月基本建成?！靶@一卡通”覆蓋兩個主要的教學辦公區(qū)域，采用“銀校企合作”方式建設?，F(xiàn)有發(fā)卡量已達3萬余張。目前已完成九大子系統(tǒng)的建設，在后勤服務(食堂就餐、洗浴)、學生公寓水控和電控管理、超市購物、圖書借閱、門禁通道管理、觸摸屏綜合信息查詢、網費繳納、銀行圈存等應用領域已成功建成并投入使用，并完成綜合前置系統(tǒng)、身份前置系統(tǒng)、卡務管理中心、數(shù)據(jù)中心的建設。學校于2008年正式啟動數(shù)字化校園的建設工作，目前研究生及本科生教務管理、人事管理、實驗室管理、科研管理、財務管理、醫(yī)院管理等系統(tǒng)已陸續(xù)交付使用,并建成公共信息發(fā)布平臺系統(tǒng)。數(shù)字校園平臺和一卡通系統(tǒng)之間信息相互關聯(lián)、統(tǒng)一，隨著規(guī)模的逐步擴展、功能的逐步完善，學校的信息化建設一定會給教學、科研及各項管理工作帶來更多益處。

需要注意的問題

1.注意一卡通建設與數(shù)字校園建設的關系。

“校園一卡通”系統(tǒng)是數(shù)字化校園建設中的一個基礎平臺和應用領域。在設計上必須服從于數(shù)字化校園的總體規(guī)劃。數(shù)字化校園是總目標、總方向。

2.必須加強校園網絡合理配置，使系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運行。學校一卡通網絡采用專用網絡（把光纖的兩芯作為一卡通專用數(shù)據(jù)通道），一卡通系統(tǒng)的交換機等網絡設備單獨設置，同時采用防火墻隔離技術將校園網與一卡通專網進行安全隔離實現(xiàn)信息交換和資源共享。從而確保網絡連接和信息傳輸?shù)陌踩?，使得“一卡通”系統(tǒng)有一個安全、穩(wěn)定的運行環(huán)境。

3.必須做好系統(tǒng)安全平臺與數(shù)據(jù)的備份，同時保障供電安全。實際建設中學校供電電源采用了雙回路供電方式，當一路電源出現(xiàn)意外斷電時，將實時、自動切換至另一線路繼續(xù)供電；即使兩路電源均出現(xiàn)故障，大功率的UPS電源仍可繼續(xù)長延時供電。通過先進的冗余設計確保系統(tǒng)安全運行。數(shù)據(jù)庫服務采用了Oracle的兩節(jié)點RAC方式，確保核心數(shù)據(jù)的安全穩(wěn)定和提供不間斷服務。

4.銀校合作、校企聯(lián)手,實行項目化管理。充分利用銀行的資金優(yōu)勢 ,充分借助承建單位的行業(yè)經驗,是建設數(shù)字化校園環(huán)境下一卡通系統(tǒng)行之有效的途徑。

總結

基于數(shù)字校園環(huán)境下的一卡通工程建設，服從于數(shù)字化校園的總體規(guī)劃，從校園一卡通系統(tǒng)的建立到管理機構的設置以及日常管理與運行的維護，乃至新功能的開發(fā)，是一項長期工作，也是一個不斷完善過程。學校要結合實際，將該項目工程作為學校實現(xiàn)數(shù)字化校園建設的重要組成部分和重要基礎工程納入學校建設規(guī)劃之中。校園一卡通系統(tǒng)雖然不是一項高尖端的技術，其建設的過程比較復雜?？偨Y我校在實施基于數(shù)字校園環(huán)境下的一卡通工程建設經驗，有以下幾方面的問題需要注意。

整體規(guī)劃、逐步完善

校園一卡通系統(tǒng)必須建立在穩(wěn)定、暢通、安全的網絡平臺上，確保師生員工的利益不受損失，工作、生活秩序不受影響。

在建設校園一卡通系統(tǒng)過程中，應在全面論證、做好需求分析的基礎上，制定校園一卡通系統(tǒng)建設的技術方案和整體規(guī)劃。要考慮資金投入以及目前學校相關的管理子系統(tǒng)的現(xiàn)狀。要避免各個系統(tǒng)的獨立使用，造成大量的數(shù)據(jù)冗余、部門間信息獨立封閉、資源不能共享，從而產生數(shù)據(jù)孤島。要充分運用校園一卡通系統(tǒng)功能和學校的教學、科研、人事、學生管理、圖書、醫(yī)療等校內各部門原有的管理信息系統(tǒng)對接，使學校內原有的業(yè)務和管理體系相對獨立、互不協(xié)調的現(xiàn)象得到有效整合，減少資源浪費和重復建設。在具體實施上，實行分期實施、逐步到位。要理順校內各項操作的要求，建立完善的系列執(zhí)行制度，以促進學校管理的科學化、規(guī)范化建設。同時，要適當調整學校的原有政策和制度，適度考慮學校有關部門的利益，以減少校園一卡通建設過程中的阻力，形成一個更高層次的對校內事務進行全面管理的校園管理系統(tǒng)。

更新管理理念、統(tǒng)一思想認識

更新管理理念，統(tǒng)一思想認識，是校園一卡通工程建設的基礎。校園一卡通系統(tǒng)是一種新技術在教育管理中的運用，在其建設過程中迫使人們改變長期沿用的傳統(tǒng)的管理習慣，去學習、開發(fā)先進的科學技術來提高管理水平。同時由于校園一卡通系統(tǒng)是建立在完善的業(yè)務需求和合理的業(yè)務流程的基礎上的，它涉及到新舊管理模式轉換、學校各職能部門更新或更換系統(tǒng)流程以及部門利益的調整等問題與矛盾，需要全校各部門站在提高學校綜合管理水平的高度，樹立全局的大管理意識和一盤棋思想，破除狹隘的只想自成體系的管理思想，更新理念、統(tǒng)一認識、協(xié)同作戰(zhàn)，積極參與校園一卡通工程的建設。只有這樣，校園一卡通建設才能順利實施。

建立專門的管理機構以及安全暢通的網絡環(huán)境

為了該項建設工程順利實施，以及校園一卡通的高效有序管理，在前期建設中就要整合校園內的信息及網絡管理組織。由校領導牽頭，成立校園一卡通建設領導小組，下設項目實施小組，賦予相應的權限與職能。配備一定的校園一卡通籌劃建設及未來系統(tǒng)運行維護人員，全面負責校園一卡通方案的論證、協(xié)調、建設等工作。待校園一卡通正式運行后，再過渡到校園一卡通專門管理部門負責全面管理。在系統(tǒng)運行階段，各個環(huán)節(jié)上肯定還會出現(xiàn)各種問題，需要各方通力合作予以解決;同時要培訓一支專兼職相結合的網絡管理隊伍。校園一卡通系統(tǒng)必須建立在穩(wěn)定、暢通、安全的網絡平臺上，確保師生員工的利益不受損失，工作、生活秩序不受影響。

（作者單位為西北農林科技大學網絡與教育技術中心）