智慧校園環境下的一卡通建設與探索

劉 濤

(山西工程科技職業大學,山西 晉中 030619)

0 引言

隨著科技日新月異的發展,互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能等新興技術的崛起深刻地改變了人們的思維和工作方式,為教育信息化、智慧化帶來了前所未有的機遇和挑戰。作為智慧校園建設的重點項目,校園一卡通系統的建設和應用是衡量學校信息化建設水平的一個重要標志。在互聯網背景和大數據環境下,傳統的一卡通服務模式已無法全面滿足高校師生對移動智能化的應用需求。因此,如何充分發揮校園一卡通的優勢,為智慧校園建設提供優質高效的服務,是當前高校廣泛關注的一個重要課題。

1 智慧校園環境下校園一卡通的發展歷程

校園一卡通將學生在校期間發生的就餐、購物、上網、醫療及圖書借閱、樓宇出入等場景所涉及的消費、身份認證和水電消耗等管理方面使用一卡全部實現,具有消費結算、身份識別、金融處理、公共信息查詢服務等功能,實現了“一卡在手,走遍校園”的目標。隨著信息技術的不斷發展,校園一卡通與教育教學的逐步融合,校園一卡通在介質和應用場景等方面都發生了重大變化,其發展主要經歷了以下3個階段:

第一階段主要以M1卡為載體,由早期的食堂收費系統發展而來,即“以卡代幣”,主要應用于后勤的生活繳費。由于每一張卡應用單一,只限定于一種用途的支付,所以出現了各系統彼此獨立、互不干涉、多卡并存的現象。由此給學生造成了每天攜卡多樣化、使用繁雜化且不宜保管的弊端。管理人員對于各項費用的統計分析需分別登錄各收費系統進行關聯操作,不便于學校的整體管理和控制。

第二階段是在第一階段的基礎上進行優化和升級,以IC卡為載體,將各自獨立分散的收費系統整合在一張卡上,對學生進行統一身份認證,實現了“以卡代幣”到“以卡代證”的快速發展。學生只需一卡在手就可以完成在校園內消費結算、圖書借閱、生活繳費、身份認證和門禁出入等功能,真正實現“一卡通校園”的便利。此階段校園一卡通已豐富了應用場景,功能也由支付功能擴展到教學輔助方面。

第三階段的校園一卡通功能由校園管理逐漸向智慧服務功能過渡,主要以服務師生、服務校園為核心,采用功能更加強大安全系數更高的CPU卡、手機虛擬卡(二維碼)、人臉識別等載體,借助各類智能終端、物聯網、人工智能、大數據等新技術,將校園內多個部門和多個業務系統的信息資源進行整合與共享,為教學科研、校務管理、公共服務提供更加便捷、高效的信息化服務。此階段校園一卡通發展趨勢為去卡化及數據的挖掘和利用。

2 智慧校園環境下的一卡通應用現狀

校園一卡通在智慧校園建設中具有舉足輕重的作用,目前我國各高校已廣泛使用校園一卡通系統,一卡通服務也在不斷優化升級。但由于受環境、資金、需求等諸多因素的影響,各高校的一卡通建設水平不盡相同。隨著信息技術水平的提升,多數高校已將原M1卡升級為安全性更高的CPU卡,一卡通建設由第二階段逐步邁向第三階段,辦學條件優越和信息化水平較強的高校已跨入第三階段[1]。虛擬校園卡將師生身份信息安全配置嵌入手機,以其便捷、高效、安全的優勢在部分高校已投入使用。校園一卡通豐富的應用場景為師生帶來更多的便利,但在使用過程中也存在一些問題:一卡通建設頂層規劃不足,缺乏科學、全面的方案設計和論證;部門之間溝通協調不暢,對其共性認識不足,導致系統開發設計與應用脫節,其結果與建設要求不一致[2]。一卡通基礎服務應用覆蓋面不足,未覆蓋校區內的各類支付場景,僅限于餐廳、門禁、圖書借閱的使用,而未實現超市、用水用電的消費結算和出勤管理等。一些常用業務流程和應用沒有互通,數據無法統一,缺乏完整、系統的信息平臺,信息無法共享,大量數據資源未得到充分利用,無法提升數據價值,一卡通優勢未充分發揮出來。

3 智慧校園環境下的一卡通建設目標

智慧校園一卡通整合多種支付手段和支付形態,利用新一代數字技術,將多介質身份識別、移動服務、自助服務、安防監控相結合,構建線上線下立體化開放平臺,推動教學、科研、管理與校園生活充分融合,輔助智慧校園管理決策,以推動信息化應用水平的不斷提升。一卡通建設目標應具體體現在智慧生活、智慧識別、智慧管理、智慧決策等方面。

3.1 建設虛擬卡新型校園一卡通

虛擬校園卡是基于移動互聯網在現有一卡通系統基礎上的服務延伸,該卡在實體卡基礎上實現了二維碼電子新形態,是針對手機移動端推出的一卡通服務新體驗。未來校園一卡通將逐漸弱化實體卡功能,一卡通去卡化將成為必然發展趨勢。虛擬卡安全度高,具有同實體卡完全一致的身份信息及余額共享,具備實體卡的全部功能。虛擬卡作為無卡化的應用場景,師生只憑一部智能手機,利用手機識別和生物特征識別等技術,就可以完成移動支付和身份識別等功能,滿足業務場景全覆蓋,為校園提供個性化管理的全新應用,讓師生真正體會到智能化的服務新體驗,實現一機在手、全程無憂的新愿望。虛擬卡的應用取代了部分實體卡功能,服務場景從單一的線下服務轉移到線上服務,與實體卡共同構成線下與線上服務一體化。

3.2 滿足學校教學管理信息化需求

校園一卡通以其智能識別、移動支付、信息準確、安全可靠的優點可以為智慧校園建設提供原始數據采集平臺,通過與新建和原有的各種信息管理系統對接,能夠為學校綜合管理、科學決策提供原始數據共享環境,推進學校教學、管理的信息化建設。與教務系統對接可以實現課表查詢、自助選課、成績打印、報名繳費等方便快捷的服務。利用一卡通的門禁管理、身份識別和自助功能,可以實現在各樓宇的自由進出、圖書借閱、場館設備預約及使用等自動化、智能化的管理。利用考勤管理系統可以完成學生簽到、出勤率的統計功能,實現標準化考場的身份查驗功能[3]。圍繞校園卡日常消費和各類教育大數據,開發和建立學習指數、生活行為習慣指數等模型,為識別貧困生、獎學金和助學金的設定提供參考依據。獎學金、助學金的發放又可用于學費、書費、其他費用的支付。

3.3 為維護校園安保秩序提供保障

校園一卡通的出現讓校園安全管理實現了信息化管理模式,智慧校園背景下的一卡通建設在安保層面涵蓋了門禁、訪客、車輛、消費、水控、節電等方面。在安保管理中,通過與綜合安防系統集成,可以創設更加安全、有序、暢通的校園環境。當前校園安全事故頻發,利用人臉識別、二維碼、車牌識別等智能方式,可以有效禁止外來人員在校內各個場所通行,降低外部風險。同時加強對學生公寓的管理,通過對學生的出入行為進行智能統計和分析,將異常信息推送至管理員和班主任,協助班主任加強學生管理,及時對異常行為進行預警。校內車輛出入采用系統自動識別、身份驗證、自動放行。訪客管理和校外車輛利用一卡通系統的線上與線下相結合,實現人員身份的查證、風險的篩選。通過對校園消費的異常記錄可以設置消費限額和消費權限;通過水電管控,可以節約費用,降低成本,減少能源的消耗,為校園安全樹立堅實的屏障。

4 智慧校園環境下的一卡通建設優化策略

4.1 加強頂層設計和總體規劃

智慧校園一卡通建設是一項復雜的系統工程,涵蓋基礎平臺、業務系統、數據中心、專用網絡等建設,涉及全體師生和各業務職能部門,資金投入大,應用需求多,學校管理層要從學校整體發展出發,立足未來,以開放的建設理念統籌規劃,設計出具有本校特色、實用性強的一卡通建設方案[4]。要全面做好前期的需求調研工作,依據各部門管理特點和學校實際需求,科學規劃、合理布局、分步實施、逐步完善。增強軟件開發的功能實用性,以師生的需求為建設重點,在保障基本功能的前提下,最大化地開發系統潛能,提高師生的應用體驗。加強部門間的協調配合,打破數據孤島、消除數據冗余等問題,避免資源的重復建設。充分利用物聯網、人工智能、人臉識別、5G技術、大數據分析等科技手段,實現信息資源深度融合與共享。

4.2 優化一卡通網絡運行環境

校園一卡通在使用過程中會產生大量信息,為確保數據信息在互聯網傳輸的安全性,要加強一卡通網絡環境建設,堅持管理和技術并重,定期對校園網絡環境進行監察[5]。校園一卡通的網絡環境,可以在原有校園網基礎上劃分虛擬網供一卡通系統專用,也可以構建專網。將與一卡通系統相關的所有終端設備和服務器都接入一卡通專網,終端與服務器之間采用TCP/IP協議進行傳輸,保障一卡通系統的運行不受地理位置的影響和限制。將一卡通專網與校園網進行物理隔離,可充分保障學校各業務系統網絡和一卡通專用網絡連接和信息傳輸互不影響,在保護一卡通專網安全的同時,還能提升網絡的利用效率。為實現校園一卡通系統的實時銀聯服務、為全校師生提供方便的校園網查詢,可以通過采用防火墻隔離等技術、設置用戶權限和用戶口令等管理措施,提升一卡通專網的可靠性和及時性。

4.3 加強系統安全和使用安全

互聯網時代,做好信息安全管控至關重要。一卡通系統應用范圍廣,教師、學生以及商戶每日發生的支付、結算、查詢等業務,都會產生大量敏感數據。作為一卡通系統的核心部分,數據安全直接影響到整個系統的正常運行。要建立完善的人防、物防、技防“三位一體”的一卡通安全、運行保障體系,做好等級保護、風險評估、應急預案制定、安全隱患排查、病毒防護入侵等基礎工作。加強軟硬件安全防控和監管,建立健全網絡系統、服務器、數據庫、終端設備等制度建設,定期檢測維護,實時監測設備運行狀態,發現問題及時處理,確保系統的穩定性和安全性。提高系統操作人員的業務水平,確保權限使用合理、操作安全規范、數據傳輸準確。通過引進先進的信息安全技術,增強校園一卡通系統的安全性,全力做好師生的信息安全工作[6]。

4.4 加強數據分析效能和價值

現階段,大多數高校對于校園一卡通的建設多停留在應用系統的功能拓展和運營方面,忽略了校園一卡通系統中沉淀的大量數據。隨著一卡通應用場景的不斷增加,一卡通系統累積了龐大的消費和行為數據,基于大數據理論和數據挖掘技術對歷年產生的海量數據進行深度分析,從大量雜亂無章的原始數據中獲取有潛在價值的信息,量化描述一卡通用戶的興趣愛好、行為特點和生活軌跡,從而建立完善的大數據平臺,可以為教學、后勤和管理提供真實可靠的依據,便于管理者科學決策,從而提升校園的整體管理水平。通過對文獻整理研究,對學生消費行為的分析,可以為貧困生篩選提供事實依據。通過分析圖書借閱、自習室座位考勤,可以研究學生的學習投入程度。通過對出勤和樓宇出入數據分析,可以推測日常教學、安全管理等方面的潛在問題等。

5 結語

校園一卡通為全校師生搭建了一個便捷、高效、安全的學習生活平臺,有效地促進了學校信息化建設。高校應加大重視力度,加強頂層規劃設計,強化一卡通軟硬件建設,優化一卡通網絡運行環境,重視一卡通數據的挖掘和利用,提高師生的應用體驗,促進高校信息化管理水平的提升。