山東大學(xué)校園卡技術(shù)探究與應(yīng)用

摘 "要：山東大學(xué)校園卡堅(jiān)持服務(wù)“雙一流”，圍繞學(xué)校中心工作，聚焦師生體驗(yàn)感、獲得感、安全感和幸福感，持續(xù)推進(jìn)信息化工作創(chuàng)新。秉承“師生至上，便利生活”服務(wù)理念，構(gòu)建以校園卡系統(tǒng)為核心的校園生活服務(wù)平臺(tái)，成為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能、智慧校園生活的國內(nèi)標(biāo)桿。該文首先介紹校園卡IT環(huán)境與后臺(tái)的特性功能，其次闡明TSM平臺(tái)，而后簡述校園生活移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，最后得出結(jié)論。

關(guān)鍵詞：校園卡；平臺(tái)；系統(tǒng)；模塊；智慧校園

中圖分類號：TP393 " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號：2095-2945（2023）20-0179-04

Abstract： The campus card of Shandong University adheres to the \"Double First-Class\" service， revolves around the school's central work， focuses on teachers and students' senses of experience， achievement， security and well-being， and continues to promote the innovation of information work. Adhering to the service concept of \"teachers and students first， convenient life\"， the construction of campus life service platform with campus card system as the core has become the domestic benchmark to realize data empowerment and smart campus life. This paper first introduces the characteristics and functions of campus card IT environm

ent and background， then expounds the TSM platform， then briefly describes the construction of campus life mobile service platform， and finally draws a conclusion.

Keywords： campus card; platform; system; module; smart campus

隨著通信技術(shù)和信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，校園卡作為山東大學(xué)重要的信息傳播媒介，已經(jīng)可以消除信息孤島，并融合校內(nèi)校務(wù)管理、圖書服務(wù)、各類平臺(tái)服務(wù)等各類業(yè)務(wù)為一體的數(shù)字化智慧校園平臺(tái)系統(tǒng)。山東大學(xué)建立校園生活大數(shù)據(jù)中心，如圖1所示，將校園生活產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)資源綜合治理，生活主題數(shù)據(jù)聯(lián)接化、完善化，納入學(xué)校整體數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)治理體系中，完善校園生活數(shù)據(jù)資產(chǎn)。初步實(shí)現(xiàn)校園生活主題大數(shù)據(jù)中心與學(xué)校數(shù)據(jù)中心深度共通融合，為校園生活服務(wù)領(lǐng)域的管理優(yōu)化、服務(wù)改進(jìn)和效能提升提供科學(xué)決策支持。推進(jìn)人臉識(shí)別消費(fèi)終端的應(yīng)用和部署，實(shí)現(xiàn)典型場景從“卡就是人”到“人就是卡”的轉(zhuǎn)變。實(shí)現(xiàn)“網(wǎng)上辦、掌上辦、機(jī)具辦、不見面”的管理工作，高質(zhì)量提升“一網(wǎng)通辦、一站式線下自助辦理”的校園卡服務(wù)，實(shí)現(xiàn)校園卡自助服務(wù)平臺(tái)優(yōu)化、終端更新和智能化升級改造。擴(kuò)展“無卡化”應(yīng)用場景，校園生活自助服務(wù)更加便捷、更加智能。

1 "校園卡IT環(huán)境介紹

山東大學(xué)校園卡是智慧校園中的專業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施與智慧生活核心的總體體現(xiàn)，其基礎(chǔ)后臺(tái)是虛擬卡賬戶交易平臺(tái)。

1.1 "平臺(tái)群

平臺(tái)群作為以賬戶為中心的核心平臺(tái)之一，通過多個(gè)平臺(tái)，為智慧校園的各類應(yīng)用系統(tǒng)提供介質(zhì)無關(guān)的、金融級賬戶的聯(lián)機(jī)在線交易服務(wù)。賬戶交易平臺(tái)與數(shù)字貨幣體系深度融合，形成新型的校園數(shù)字貨幣平臺(tái)。

遵循銀行通行的賬戶體系與業(yè)務(wù)體系設(shè)計(jì)路線，設(shè)計(jì)成將主賬戶與子賬戶組成賬戶體系，實(shí)現(xiàn)多樣化的分級、分類清結(jié)算業(yè)務(wù)服務(wù)。獨(dú)創(chuàng)特有的賬戶風(fēng)險(xiǎn)控制機(jī)制，采用多變量，個(gè)性化、人性化的個(gè)人信用函數(shù)，根據(jù)設(shè)定的政策，脫機(jī)交易的信用額度可實(shí)現(xiàn)一人一數(shù)，隨機(jī)應(yīng)變采用特有的可靠脫機(jī)流水回傳技術(shù)，摒棄傳統(tǒng)的卡庫對賬、卡庫不平弊端，確保賬務(wù)數(shù)據(jù)的一致性和準(zhǔn)確性。將賬戶與身份ID一一對應(yīng)綁定，與介質(zhì)相對分離。以聯(lián)機(jī)在線交易為主，以脫機(jī)交易為輔，主要業(yè)務(wù)場景均以線上賬戶余額為準(zhǔn)開展聯(lián)機(jī)在線交易，同時(shí)在POS、終端脫機(jī)時(shí)，以卡片余額為輔助參數(shù)進(jìn)行信用交易。賬戶體系數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在明確固定、沉余可靠的物理存儲(chǔ)介質(zhì)中，確保賬戶數(shù)據(jù)的安全性可靠性和可追溯性，同時(shí)采用微服務(wù)架構(gòu)的業(yè)務(wù)處理架構(gòu)，為大容量聯(lián)機(jī)在線交易提供大并發(fā)、高可用的支付服務(wù)能力。

1.2 "綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)

綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)是平臺(tái)群的重要平臺(tái)之一，作為平臺(tái)群的總控平臺(tái)，為系統(tǒng)管理員、系統(tǒng)操作員提供人機(jī)交互界面，統(tǒng)一配置管理各平臺(tái)群的運(yùn)行。

綜合業(yè)務(wù)平臺(tái)構(gòu)建了校園卡系統(tǒng)的總控平臺(tái)，為校園卡系統(tǒng)的各類“管理員”“柜員”提供統(tǒng)一的操作規(guī)范、統(tǒng)一的界面風(fēng)格、個(gè)性化的統(tǒng)計(jì)分析與表格定制、豐富的報(bào)表輸出的多角色管理平臺(tái)。作為校園卡服務(wù)大廳的人工坐席系統(tǒng)，面向服務(wù)群體，統(tǒng)一受理處理各類校園卡的全生命周期的人工服務(wù)業(yè)務(wù)。作為校園卡服務(wù)大廳的自助服務(wù)平臺(tái)，為各類自助設(shè)備、自助終端、自助一體機(jī)提供后臺(tái)支持[1]。

1.3 "軟網(wǎng)關(guān)平臺(tái)

軟網(wǎng)關(guān)平臺(tái)是平臺(tái)群的關(guān)鍵平臺(tái)之一，匯聚現(xiàn)有各類IP設(shè)備消費(fèi)終端，集中管理消費(fèi)業(yè)務(wù)，統(tǒng)一支持線下支付業(yè)務(wù)場景，有效減輕后臺(tái)的業(yè)務(wù)負(fù)荷。

軟網(wǎng)關(guān)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)各類消費(fèi)終端統(tǒng)一接入至平臺(tái)，亨受后臺(tái)提供的聯(lián)機(jī)在線服務(wù)，可接入的設(shè)備包括IPPOS（食堂、超市）、商務(wù)網(wǎng)關(guān)（RS-485POS轉(zhuǎn)換為TCP/IP協(xié)議）、手持POS、車載POS、機(jī)器人收銀員POS等各類智能POS。平臺(tái)支持集群化部署，支持能力彈性擴(kuò)展，克服單點(diǎn)故障，避免由于軟網(wǎng)關(guān)單點(diǎn)故障而中斷后臺(tái)服務(wù)。平臺(tái)基于Linux-epoll非阻塞模式下的高并發(fā)架構(gòu)設(shè)計(jì)，支持后端微服務(wù)業(yè)務(wù)架構(gòu)，支持負(fù)載均衡，能夠輕松實(shí)現(xiàn)大量并發(fā)的交易。平臺(tái)自動(dòng)抽取、動(dòng)態(tài)維護(hù)黑白名單，集中并差異化管理不同類型的POS終端，實(shí)現(xiàn)POS品類無關(guān)性。

1.4 "運(yùn)維監(jiān)控平臺(tái)

運(yùn)維監(jiān)控平臺(tái)利用拓?fù)鋱D或GIS視圖，在儀表盤上展現(xiàn)直觀發(fā)現(xiàn)故障點(diǎn)、故障原因和解決方案，實(shí)現(xiàn)告警等級、智能推送。通過監(jiān)控服務(wù)器運(yùn)行情況、終端運(yùn)行情況、自建業(yè)務(wù)運(yùn)行情況和第三方應(yīng)用等方面，監(jiān)控異常流水、日結(jié)狀態(tài)、業(yè)務(wù)調(diào)用、異常認(rèn)證和異常數(shù)據(jù)庫的連接。

1.5 "移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)

作為校內(nèi)生活服務(wù)的綜合移動(dòng)平臺(tái)，是平臺(tái)群的新型平臺(tái)之一，統(tǒng)一后端、整合多類移動(dòng)服務(wù)前端，為廣大師生提供風(fēng)格統(tǒng)一、終端多樣、內(nèi)容豐富的移動(dòng)服務(wù)。

平臺(tái)可以將用戶定位涵蓋老師、學(xué)生、校友、訪客、商戶等角色，定位為校內(nèi)生活服務(wù)的綜合移動(dòng)平臺(tái)，廣泛涵蓋實(shí)體卡業(yè)務(wù)、虛擬卡業(yè)務(wù)、繳費(fèi)預(yù)訂、考勤門禁和消息推送等服務(wù)。

采取前后端分離設(shè)計(jì)的技術(shù)架構(gòu)，整合APP、微信服務(wù)號、微信小程序和WAP多個(gè)移動(dòng)端的后臺(tái)管理，形成統(tǒng)一管理統(tǒng)一配置、統(tǒng)一發(fā)布、統(tǒng)一體驗(yàn)的一體化移動(dòng)解決方案。采用分布式架構(gòu)、支持彈性的大并發(fā)業(yè)務(wù)訪問需求，開放技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并設(shè)置自定義功能，為廣大師生及各類用戶群體提供無處不在的、順暢體驗(yàn)的一站式移動(dòng)服務(wù)[2]。按照移動(dòng)端的操作習(xí)慣對功能、業(yè)務(wù)和流程進(jìn)行升級，統(tǒng)一界面風(fēng)格，適配近百款主流機(jī)型。統(tǒng)一配置管理APP、小程序、H5等移動(dòng)端；統(tǒng)一發(fā)布，支持自定義多套方案。定制靈活支持千人千面，管理員可根據(jù)業(yè)務(wù)需求按身份配置應(yīng)用，用戶可按個(gè)人喜好進(jìn)行頁面布局。針對產(chǎn)品涵蓋的不同場景，采用服務(wù)化的設(shè)計(jì)思想，解決維護(hù)難、擴(kuò)展難、并發(fā)能力低等問題。支持餐飲、機(jī)房、場館、校車、考試、活動(dòng)報(bào)名和琴房等場景，為智慧后勤提供支撐。

2 "校園卡后臺(tái)介紹

2.1 "校園卡后臺(tái)的組成

廣義上的后臺(tái)主要包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)，狹義上的后臺(tái)主要包括后臺(tái)應(yīng)用系統(tǒng)，即一組服務(wù)+數(shù)據(jù)庫表，如圖2所示。

2.2 "校園卡后臺(tái)的特性與功能

山東大學(xué)校園卡后臺(tái)采用穩(wěn)定的unix操作系統(tǒng)，增強(qiáng)了系統(tǒng)的容錯(cuò)能力和可靠性，采用雙機(jī)熱備和高端服務(wù)器，達(dá)到安全級別C2。后臺(tái)接收各種交易請求，如聯(lián)機(jī)交易、脫機(jī)消費(fèi)流水、查詢交易[3]。處理系統(tǒng)日結(jié)和開工，形成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表、刪除過期數(shù)據(jù)、完成系統(tǒng)初始化和數(shù)據(jù)備份。

2.3 "校園卡的日結(jié)

校園卡系統(tǒng)的日結(jié)是由綜合前置機(jī)發(fā)起的，其主要工作包括卡庫對賬、自動(dòng)平賬，生成各種統(tǒng)計(jì)報(bào)表和數(shù)據(jù)備份。

3 "TSM平臺(tái)介紹

TSM平臺(tái)（又稱“可信服務(wù)管理平臺(tái)”），建設(shè)的主要目的是規(guī)范校園卡相關(guān)應(yīng)用管理， 統(tǒng)一軟硬件接口授權(quán)管理，同時(shí)負(fù)責(zé)與其他行業(yè)的TSM平臺(tái)做對接，為高校與其他行業(yè)的業(yè)務(wù)拓展提供服務(wù)。目前，TSM平臺(tái)主要包括3個(gè)方面，即校級TSM平臺(tái)、云級TSM平臺(tái)和第三方開發(fā)者平臺(tái)，其特點(diǎn)是接口標(biāo)準(zhǔn)、數(shù)據(jù)安全、授權(quán)嚴(yán)格、流程清晰、文檔詳細(xì)和服務(wù)可靠。

3.1 "產(chǎn)品定位TSM平臺(tái)建設(shè)的目的與目標(biāo)

TSM平臺(tái)建設(shè)的目的，一是與需要接入校園卡應(yīng)用行業(yè)的TSM平臺(tái)做對接，為學(xué)校提供應(yīng)用接入的管理服務(wù)：二是制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，對接口進(jìn)行統(tǒng)一的接入授權(quán)管理，保障接口調(diào)用安全，不允許多方對外提供接口，為一卡通與第三方應(yīng)用提供良好接口環(huán)境，保障其接口調(diào)用的靈活性和擴(kuò)展性。

統(tǒng)一平臺(tái)的接入，可以增加發(fā)卡渠道，減少發(fā)卡成本。通過統(tǒng)一空中開卡模塊建設(shè)，支持多設(shè)備開卡，支持一卡多用，減少卡片成本，通過空中開卡模塊的實(shí)現(xiàn)，用戶可自助開卡，減少發(fā)卡工作人力物力成本。規(guī)范應(yīng)用接入流程，保障數(shù)據(jù)信息安全[4]。制定第三方應(yīng)用及設(shè)備接入的流程，形成規(guī)范化管理，保障數(shù)據(jù)信息安全。

整合資源，一卡多用，保障可持續(xù)發(fā)展。整合社會(huì)資源，未來實(shí)現(xiàn)與運(yùn)營商、銀行、公交、餐飲、醫(yī)院、賓館和圖書館等行業(yè)對接，同時(shí)與手環(huán)、手表、眼鏡等可穿戴智能設(shè)備對接，實(shí)現(xiàn)一卡多用，實(shí)現(xiàn)未來可持續(xù)發(fā)展。開放接口，授權(quán)管理，合作共贏。通過開放接口，對接口進(jìn)行授權(quán)管理，實(shí)現(xiàn)資源共享，資源整合，最終實(shí)現(xiàn)合作共贏。

TSM平臺(tái)支持人一卡通、標(biāo)準(zhǔn)版一卡通及政企一卡通，集成了查詢、身份、支付、繳費(fèi)和NFC等相關(guān)交易。TSM是一卡通接口服務(wù)的提供者，TSM通過轉(zhuǎn)換后臺(tái)、一卡通后臺(tái)、數(shù)據(jù)庫， 跟后臺(tái)交互向綜合前置機(jī)簽到，獲取密鑰，獲取授權(quán)。

3.2 "校級TSM平臺(tái)模塊

校級TSM平臺(tái)模塊是為平臺(tái)提供校園卡和標(biāo)準(zhǔn)接口，為統(tǒng)一授權(quán)管理系統(tǒng)提供基礎(chǔ)性支持，是一卡通TSM平臺(tái)系統(tǒng)的個(gè)體單元部分，架設(shè)于各學(xué)校，負(fù)責(zé)提供學(xué)校的數(shù)據(jù)接口和接口管理，同時(shí)負(fù)責(zé)接口使用的二級授權(quán)工作。同時(shí)，完成空中開卡接口、一卡通基礎(chǔ)接口、一卡通空中圈存接口、統(tǒng)一身份認(rèn)證接口、支付接口、門禁考勤接口、教務(wù)考務(wù)接口和第三方應(yīng)用系統(tǒng)接口的提供。

3.3 "云級TSM平臺(tái)模塊

云級TSM平臺(tái)模塊主要是建設(shè)一個(gè)基于B/S架構(gòu)的管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)第三方開發(fā)接口使用的一級授權(quán)工作，管理者通過該系統(tǒng)對學(xué)校校級TSM平臺(tái)提供過來的標(biāo)準(zhǔn)接口信息、接口授權(quán)用戶信息、接口授權(quán)情況進(jìn)行管理和統(tǒng)計(jì)管理。

平臺(tái)模塊中的開發(fā)者管理主要包括對開發(fā)者用戶對增刪改查的維護(hù)管理，開發(fā)者信息審核，開發(fā)者測試審核。統(tǒng)計(jì)分析主要包括學(xué)校日報(bào)表、開發(fā)者用戶統(tǒng)計(jì)、開發(fā)者日報(bào)表。系統(tǒng)維護(hù)主要包括系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、數(shù)據(jù)備份與恢復(fù)、操作日志管理、信息公告管理和開發(fā)者文檔發(fā)布管理等。

3.4 "第三方開發(fā)者平臺(tái)模塊

第三方開發(fā)者平臺(tái)模塊主要是建設(shè)一個(gè)基于B/S架構(gòu)的開放平臺(tái)，通過該平臺(tái)為第三方開發(fā)者提供接口服務(wù)項(xiàng)目及接口對接標(biāo)準(zhǔn)文檔，開發(fā)者可通過網(wǎng)頁瀏覽器方式打開“第三方開發(fā)者平臺(tái)”，查看平臺(tái)開放接口列表、在線提交注冊申請成為開發(fā)者、在線提交使用接口申請、查詢已授權(quán)接口列表和在線調(diào)試接口等。平臺(tái)模塊主要包括開發(fā)者登錄/注冊、開放接口展示、接入單位管理、測試管理和統(tǒng)計(jì)分析。

4 "校園生活移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)建設(shè)

移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)是為一卡通及其業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供移動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化的解決方案。整合了學(xué)付寶、微信校園、小程序、支付寶生活號和服務(wù)大廳的優(yōu)勢，以平臺(tái)化的思路統(tǒng)一整合，構(gòu)建標(biāo)準(zhǔn)、開放的移動(dòng)端解決方案；平臺(tái)支持一次對接多端運(yùn)用，用戶體系獨(dú)立，角色涵蓋多樣化，基礎(chǔ)功能豐富，統(tǒng)一管理端。

4.1 "定制能力

管理員可配置多套主題，靈活應(yīng)用，包括時(shí)限、使用人群等，可在后臺(tái)管理端設(shè)置頁面的主色調(diào)及主題色，可配置應(yīng)用的布局，包括模塊的樣式等，滿足客戶大部分需求。用戶可根據(jù)需要自行調(diào)整首頁的應(yīng)用順序，將常用放在首頁，管理員可調(diào)整默認(rèn)應(yīng)用順序和應(yīng)用分類。

收銀臺(tái)采用標(biāo)準(zhǔn)API、SDK，移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)與手機(jī)深度耦合，充分利用手機(jī)的優(yōu)勢，深度兼容手機(jī)的軟硬件，如藍(lán)牙、定位、指紋和FACEID等，例如藍(lán)牙門禁，讓用戶更加便利。

4.2 "安全能力

平臺(tái)自建收銀臺(tái)，一切支付操作都在平臺(tái)內(nèi)完成，密碼輸入采用動(dòng)態(tài)碼、安全軟鍵盤等方式保障交易安全。采用人臉識(shí)別等生物認(rèn)證方式進(jìn)行身份驗(yàn)證，保證應(yīng)用更加安全可靠。對外提供的服務(wù)，應(yīng)避免多臺(tái)服務(wù)器同時(shí)開放，對外網(wǎng)造成相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)[5]。平臺(tái)采用本地化部署的方式，所有數(shù)據(jù)均在本地，私密數(shù)據(jù)的安全性更有保障。

支持校園卡功能及虛擬校園卡集成到學(xué)校指定的APP，提供SKD開發(fā)包和H5頁面嵌入2種方式。服務(wù)大廳為用戶提供生活、服務(wù)、管理和數(shù)據(jù)的Web端解決方案。如圖3所示，移動(dòng)服務(wù)平臺(tái)聚合了一卡通服務(wù)、繳費(fèi)服務(wù)、預(yù)訂服務(wù)、考勤服務(wù)、迎新服務(wù)、數(shù)據(jù)可視化服務(wù)和商戶服務(wù)，為不同的用戶提供高質(zhì)量的服務(wù)。在商戶端可以多家餐廳管理，一目了然；移動(dòng)設(shè)備管理POS機(jī)，更加方便，隨時(shí)隨地在手機(jī)上設(shè)置；設(shè)備信息，交易明細(xì)，輕松在手機(jī)上查看。

參考文獻(xiàn)：

[1] [新西蘭]IAN H.WITTEN E F.數(shù)據(jù)挖掘：實(shí)用機(jī)器學(xué)習(xí)工具與技術(shù)[M].李川，張永輝，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，２０06.

[2] 王清毅，陳恩紅，劉貴全，等.處理知識(shí)庫中不一致性的超決定邏輯研究[J].軟件學(xué)報(bào)，１９９８（４）：７２－７６．

[3] 顧小清，薛耀鋒，孫妍妍.大數(shù)據(jù)時(shí)代的教育決策研究：數(shù)據(jù)的力量與模擬的優(yōu)勢[J].中國電化教育，２０１６（１）：５６－６２.

[4] 黃潤龍.數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析：SPSS原理及應(yīng)用[M].北京：高等教育出版社，2010.

[5] CAI L，ZHU Y. The challenges of data quality and data quality assessment in the big data era[J].Data Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｊｏｕｒｎａｌ，２０１５，１４（１）：２１－３０．

[6] 張碩. 基于WEKA的校園一卡通數(shù)據(jù)挖掘與分析[D].武漢：華中師范大學(xué)，2014.