校园一卡通升级改造工程实施案例

摘要：校园一卡通系统是高校智慧校园信息化系统的重要组成部分，为了解决一卡通存在的问题，实现与智慧校园共享数据中心对接，与智慧校园其它应用实现数据共享，我校采用统一规划、分布实施的模式逐步完成了校园一卡通升级改造工程。本文从原一卡通系统存在的问题、升级方案的确立、实施、成果等方面，介绍大连医科大学校园一卡通升级改造建设。

教育信息化的发展和应用水平正日益成为学校的核心竞争力之一。学校信息化由数字校园向智慧校园的转型是教育信息化发展客观规律的必然体现，也是当前教育信息化发展的趋势与潮流[1]。

为了适应这个发展趋势，进一步推进校园管理和教学水平。大连医科大学于2014年开始进行学校的智慧校园建设。校园一卡通是学校信息化建设的核心项目之一，是智慧化校园的重要组成部分。为了更好的适应学校的信息化建设，学校定于2015年初进行“校园一卡通”升级改造工程。

一、前言(一卡通系统升级前概况)

我校校园一卡通系统始建于2007年，不仅是数字化校园系统的重要有机组成部分，是教育信息化建设的基础支撑点之一。

随着校园一卡通系统的深入使用，已与学校多个管理系统(图书借阅系统、门禁管理系统、宿舍管理系统等)实现数据同步，提供了生活消费(餐饮、洗浴、购电、洗衣机)、身份认证(门禁、考试、考勤等)、图书借阅、自助网络服务等多种功能。

随着校园“一卡通”的推广使用，其服务范围遍布校园及学习生活工作各个方面。极大的方便了学生、教工的工作生活，实现了“一卡在手，走遍校园”。

二、一卡通系统的整体升级改造项目

1.存在问题

一卡通系统的整体建设从无到有，应用由单一服务增至多原化服务。随着应用的不断加深，一卡通系统的制度不健全、管理不规范、设备老化、应用系统无法满足现阶段发展的需要，以及卡片的安全隐患等一系列问题愈加明显，给一卡通系统的管理和维护带来了很大的困难，这也是本次升级需要急迫解决的问题。

(1)管理方面

1)制度建设

原来的管理制度不够全面、细致。导致管理很被动，经常被使用者钻空子，如商户自私搭建消费平台、挪用设备、私自进行工程改造破坏一卡通使用环境等都未纳入管理制度中，因此完善一卡通系统管理制度也是升级过程最重要的一环。

2)管理不规范

a.网络地址不足

未将原一卡通网络的服务器、消费、门禁控制器等设备地址进行有效的分类。当设备数量和种类增加到一定成程度时，导致一卡通设备地址数量不足，业务无法扩容。

b.设备命名、编号混乱

服务器、自助机、消费POS等设备命名和编号杂乱无章，特别是消费类设备，无法快速定位报修设备，加大了设备管理难度。

3)数据标准化不一致

一卡通系统建设初期，使用的是系统自身的编码规则和数据标准。但随着学校智慧校园的建立，学校整体的数据中心由一卡通系统转移至数据共享中心，所以一卡通系统的数据标准已不满足整体智慧校园的建设。特别是一卡通号在原系统中为流水号，它随着用户换卡操作而发生变化。这种不唯一性，给后续的系统集成、管理、维护，特别是用户使用带了极大的不便。

(2)基础设施建设

1)设备问题

校园一卡通系统已平稳运行8年，不论是服务器还是外围设备都已严重老化，设备故障率已呈逐年提高的态势。

2)网络安全

校园“一卡通”系统的网络结构采用的是单独组网，实现了真正意义上一卡通专网。随着信息技术的不断发展和学校智慧校园的建设，原一卡通专网已经不能满足发展的需要，势必会与校园网络业务存在进行数据交互，网络安全显得尤为重要。

3)卡片安全

原一卡通系统使用的一卡通是M1卡。随着M1卡被破解，M1卡上存在用户信息和数据将无法得到保障，如何规避M1卡的安全性成为至关重要的问题。

(3)应用方面

旧版一卡通系统采用的是C/S模式，虽然系统的安全性和保密性得到了一定的保障，但也带来诸多限制[2]：

1)维护和升级繁琐、成本高。

2)C/S结构的软件需要针对不同的操作系统开发不同版本的软件，而且代价高、效率低。

3)C/S组织结构不支持Internet，只适用于局域网，而随着互联网的飞速发展，移动办公和分布式办公越来越普及，C/S结构很显然无法满足这些需求。

2.确立升级方案

本次升级改造并非单纯的在旧版一卡通系统基础上升级，而是建立一个全新的校园一卡通系统。在解决原系统存在问题的同时，更好的适应学校快速发展的信息化建设。所以本次整体升级改造的原则、中心思想和方式如下：

1)原则：适应智慧校园建设，遵循数据标准，统一规划、分布实施的建设原则。

2)中心思想：安全、平滑、稳定的过渡。

3)方式：采用新旧一卡通系统并运行，逐步替换的方式。

从以下几个方面制定了本次升级改造方案：

(1)管理方面

1)完善制度

制度是一切系统有效运行和管理的保障， 校园一卡通系统的正常运行需要严格的管理体制和相应的工作制度，对管理中出现的问题要及时解决并总结经验[3]。结合多年一卡通系统使用情况和相关政策，完善管理制度(如一卡通系统管理、设备管理、商户管理等方面)。健全的制度是管理一卡通的整体运维的重要保障。

2)优化网络结构

根据一卡通系统各种功能结构，重新规划一卡通系统的网络地址。根据功能分类，分属不同的VLAN，达到扩展、优化一卡通网络的目的。如表1所示。

3)制定设备管理相关规则

为了规范一卡通设备管理，特制定相应编码标准和相应的规则(包括服务器、自助服务机的命名规则、消费水控设备的编码标准等)。遵循规则可以快速、有效的定位设备，便于管理与维护。以消费及水控设备编码举例说明，采用4位长度编码，第1位用于区分设备类别及所属部门，后3位用于记录设备所在楼宇、楼层、顺序号。具体分类如表2所示。

4)遵循数据标准

随着学校信息化建设的推进，数据共享平台将数据层面的所需信息集中存储，并给各应用子系统共享，有效防止信息的冗余和不一致，保障数据的准确性和可靠性。

校园一卡通系统作为智慧校园中的重要应用系统，本次升级充分采用、操作统一共享数据平台提供的公共数据编码、身份信息等数据标准。如一卡通号由原来的流水号变为学号和工号,实现了一卡通业务系统统一的账号登录，也将用于智慧校园统一门户登录的唯一账号。

(2)基础设施建设方面

根据设备种类、数量、施工量和施工安排，制定详细的施工进度表，并提前通知相关部门值班人员予以配合。

1)网络、基础建设

a.网络改造：只需在原一卡通专网基础上予以补充或改造。

b.网络安全：为了保证一卡通系统的安全，通过防火墙、网络监控等技术与校园网建立连接，以逻辑子网的方式在校园网上实现一卡通网络的有效扩展。

c.更换M1卡：将校园卡由原来的M1卡全部更换为CPU卡，增加安全性的同时，可以充分利用CPU卡的特性，为广大师生开发更多的服务。

2)设备调试安装

除了布置新的服务器、存储以及自助服务设备外，在感应式设备的安装方面：我校采取逐步替换感应设备的方式进行施工。根据设备使用频率、先行替换人员较为集中的位置，对于人员使用率较少的位置保留部分旧设备，按步骤逐步替换。这样可以有效的减轻整体的施工量、后期维护量。

(3)应用与业务方面

1)系统平台搭建

系统架构由原来的C/S模式改为B/S模式。

2)完善数据

管理人员根据学校相关数据标准录入或导入相关信息(人员基本信息、部门信息等)，完善一卡通数据。

3)应用集成接口

校园一卡通系统中的应用集成接口是各种应用系统集成到一卡通系统中的桥梁,承担着数据同步、用户认证、流水采集上传的重要功[4]。因此除一卡通系统本身业务外，最重要的就是与一卡通相关联的第三方系统数据同步软件。因数据库整体架构发生根本改变，应用集成接口也随之发生变化。新的一卡通系统采用的是统一的Web Service接口与协议。WebService采用简单的、易理解的标准 Web协议作为组件界面描述和协同描述规范，完全屏蔽了不同软件平台的差异, 从而实现了在当前环境下最高的可集成性[5]。通过规范该接口与协议，制定标准，为未来系统集成提供接入方案，具有可扩展性。

4)换卡操作

本次升级，将全面替换一卡通卡片，同时必须保证新版的一卡通卡片必须在新学期开学前发放至师生手中。这个换卡流程包括整理信息、确认信息、制卡、开卡、预存款、发卡等步骤。

对于旧一卡通卡内余额,在旧一卡通销户后，以补助的方式，将该部分金额发放至新卡中。需要注意的是，必须保证旧一卡通系统中的账务清晰。

3.升级改造成果

历经5个多月时间，校园一卡通系统完成了升级改造工作。在解决旧版一卡通系统问题的同时，校园一卡通系统功能、集成度得到进一步提升，系统应用得到深化，也促进数据共享中心的整合，持续完善信息基础设施和安全体系建设，为学校领导提供决策上的支持。校园“一卡通”系统的网络结构示意图如图1所示。

本次升级工作很好的完成了升级建设方案既定的内容，同时还增加了如下功能。

1)采用二维码方式开卡，有效的防止了传统批量开卡中开错卡、开卡重复等错误情况的发生，节省了人力、物力，减少了不必要的浪费。

2)增设了2台现金充值机，解决了师生充值排队难的问题。

3)增设电子存包柜：在人群密集的餐饮中心共布置5组电子存包柜，广大师生可通过刷校园一卡通的方式对个人随身物品进行存放。

4)电子支付平台：在完成多系统对接的情况下，用户可以电子支付平台完成无卡支付网络费用、考试报名费等相关费用，突破了一卡通只有持卡交易，必须有读卡器或POS机的交易模式限制。

5)微校宝：随着一卡通业务的快速推广，提升用户体验，推出手机微校宝服务，可以实现以下功能，校园卡圈存(银行卡转账至校园卡)、查询密码修改、校园卡信息查询、校园卡消费流水查询、校园卡补助流水查询、校园卡挂失、学生网费缴纳等。

6)数据挖掘为学校提供决策支持

数据挖掘打破了传统校园卡系统提供身份认证和消费等相关应用的普通业务系统的定位[6]，通过建立相应的模型，对一卡通系统现有的和数据共享平台中的数据进行数据挖掘，可以对整个学校的管理决策起重要作用。如对学生一卡通消费的数据进行挖掘，能分析出学生的消费习惯、消费水平，确定国家的困难补贴对象;根据学生寝室有电量的情况，控制用电量，减少能源消耗。

三、结束语

虽然原一卡通系统存在众多的问题和不足，但也为我们积累了宝贵的资源和经验，使得本次升级改造得以顺利完成。实现了新旧一卡通系统的快捷、平稳过渡，以及与智慧校园的无缝对接。该工程的顺利完成为学校管理提供了更强有力的保障和决策，全面深入地推进教育信息化，也为我校智慧校园建设奠定了一个良好的基础。