校园CPU卡账户异常分析及处理机制研究

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(滁州学院信息技术与网络中心,安徽 滁州 239000)

0 校园CPU卡及账户术语

校园一卡通系统的建设是高校信息化建设中的一项重要工作，校园卡作为一卡通系统中流动介质，集信息管理、身份认证、金融消费等功能于一身[1]。校园一卡通是伴随校园信息化发展的产物，起初它的便捷性使其代替卷票被应用在食堂消费、浴室淋浴、超市购物中，之后随着需求逐渐延伸，并被广泛应用到校园各个功能应用系统里。

目前高校校园卡采用的多是CPU卡，CPU卡内具有中央处理器(CPU)、随机存储器(RAM)、程序存储器(ROM)、数据存储器(EEPROM)以及片内操作系统(COS)，CPU卡内部结构如图1所示。CPU卡不仅仅是单一的非接触卡，而是一个带有卡片操作系统(COS)的应用平台，装有COS的CPU卡相当于一台微型计算机，不仅具有数据存储功能，同时具有命令处理、计算和数据加密等功能[2]。

图1 CPU卡内部结构

校园一卡通系统采用的两个账户(卡账户、库账户)设计体系，虽然一定程度上实现了有卡交易、无卡交易分离，但是无法解决有卡参与情况下卡片写卡出错、补助领取异常、负补助扣费产生的卡库不平的情况，一定程度上干扰了用户的使用习惯，也影响了使用的便利性，文中涉及到账户的关键术语解释如下:

[1] 卡内余额：校园卡片上的钱包余额(简称卡余额)，该值在数据库中也有保存。

[2] 库账户余额：数据库中的钱包余额(简称库余额)。

[3] 卡库对帐：对持卡人帐户表中的卡余额和库余额比较，根据比较结果对持卡人帐户进行处理的一个过程。

[4] 卡库不平：数据库中的钱包余额与卡内余额的值不相等,卡库不平分为“卡大于库”和“库大于卡”两种情况。

1 账户异常原因分析

在账户正常情况下，卡余额与库余额处于持平状态。账户异常引起的卡库不平，在系统中主要表现为卡余额大于库余额，或卡余额小于库余额。给持卡人带来的直观感受一般是卡片被冻结、卡片余额为负值、卡片出现较大金额等。

1.1 脱机使用

消费终端POS机与商务网关网络不通，或商务网关与服务器之间处于网络不通，导致持卡人消费的流水记录无法上传。脱机实例如表1所示，在未进行交易前，持卡人库余额与卡余额处于正常持平状态，两者数值均为100元。在持卡人产生第一笔消费流水5元时，一卡通网络处于畅通状态，持卡人消费流水能够实时上传至后台数据库，交易后持卡人库余额与卡余额同步更新，保持卡库持平状态。在持卡人产生第二笔消费10元时，一卡通网络处于中断状态，即此时消费终端POS机处于脱机状态，持卡人消费流水无法及时上传，故交易后卡库余额未实行同步更新，导致库余额不变，卡余额减少。此时产生脱机流水，引起卡库账户异常，若POS机长时间脱机使用，易造成校园卡余额出现负值现象[3]。

表1 脱机流水实例

1.2 流水意外丢失

由于流水上传过程中，出现意外情况，如网络中断、设备故障、程序出错、数据库操作失败等原因造成持卡人消费流水丢失，此时也导致卡余额小于库余额。

1.3 写卡不成功

CPU卡中有微处理机和IC卡操作系统(COS)，当CPU卡进行操作时，会进行加密和解密，用户和IC卡系统之间需要进行多次相互密码认证，因此写卡需要一个过程，且卡放在感应区需比较准确。此操作并不需要刻意，只需将卡片正常放在感应区即可。写卡不成功分为两种情景，一是圈存时写卡不成功，导致卡余额小于库余额；另一种是消费时写卡不成功，导致卡余额大于库余额。

第一种是圈存写卡不成功，圈存操作是由转账前置机完成，转账前置机是连接银行与一卡通系统的关键枢纽，它实现了将校园卡持卡人在银行账户的资金转入校园卡账户的全过程。转账前置机的应用给银行、一卡通用户、持卡人带来很大方便的同时，对持卡人转账操作有规范要求，数据库账户和校园卡账户同时增加转账金额的额度，若持卡人未等待写卡完成取走校园卡，此时易造成写卡不成功，从而造成库余额增加而卡余额未增加，即出现卡余额小于库余额情况。

第二种是若持卡人在消费终端POS机消费刷卡过程中取卡过程，写卡不成功，易引发卡余额大于库余额情况。同时若在写卡过程中受到电磁波干扰，易导致通信异常，引起校园卡出现超大额度。此类情景通常发生在食堂消费时，POS机旁有微波炉等干扰通信设备。如表2所示，持卡人在消费刷卡时，由于取卡过快，导致写卡不成功，卡余额不变，库余额减少，出现卡余额大于库余额情况。

表2 写卡不成功

2 账户异常的处理机制

针对脱机、意外流水丢失引起的库余额大于卡余额情景，一卡通系统采用卡余额与库余额对账的机制，有写卡错误、消费流水未及时上传等问题能在系统中反映出来并处理，从而保证系统帐务安全[4]。

平帐处理原则是以小为准，系统数据库中设置了两个参数：允许不平天数和警戒额。系统每天日结时对库余额和卡余额不一致的帐户进行处理：如果不平金额大于警戒额，则冻结该帐户，由一卡通管理员进行手工平帐；如果不平金额小于警戒额且不平天数大于等于系统设置的允许不平天数，则由系统自动平帐。

以设置差额警戒额为50元，不允许平账天数为3d为例，分析在账户异常时系统平账机制。

手动平账的情景是持卡人账户的卡库差额直接超过差值警戒额50元，此时系统冻结校园卡账户，禁止持卡人再次使用，持卡人需至一卡通管理人员处进行手动平账，如表3所示。

表3 手动平账情景

我校师生日常消费金额日均87%集中在30元以下，因此若因脱机或单笔流水丢失等原因引起的账户不平情况，系统自动平账情景较为常见，当持卡人账户的卡库差额未超过差值警戒额50元但大于不允许平账天数3d，此时系统进行自动平账，如表4所示。

表4 自动平账情景

差额警戒额设置为差额警戒额和不允许平账天数各高校因依据各高校师生的消费情况合理设置差额警戒值，自身实际情况设定，在保障师生账户安全的前提下，尽可能提高师生用卡体验，减少人工手动平账。

针对圈存写卡不成功引起的卡余额小于库余额情景，持卡人持校园卡去任意一台圈存机选择领取补助，即实现重新写卡过程，达到卡库一致。对于消费时写卡不成功，当持卡人再次消费时，由POS机提出平帐请求后自动平帐。

为了尽量减少卡库余额不平的情况而出现的冻结卡片情况，可采取以下措施：

[1] 对持卡人宣讲在使用卡片时尽量对准读卡感应区，刷卡速度不易过快；

[2] 规范打卡操作员的培训，特别是超市、商店的以太网POS机的正确操作；

[3] 现场人员及时处理有问题的POS机，同时尽量避免POS机脱网、脱机使用。

3 校园卡的在线消费机制

以校园卡电子账户为主的在线支付模式为变革思路，以校园卡网络体系、账户管理体系、支付体系等为改造要点，正在打破校园一卡通本身的网络封闭性和有卡交易局限性，破除单一刷卡功能，打造多介质支付模式，实现统一账户管理。

在线支付平台负责为使用一卡通服务的用户提供全场景的支付服务，在线支付平台将打通学校、校区、商户和银行、第三方支付机构间的支付通道。用户可以通过桌面(web)、移动(手机、手环)、自助终端(圈存机/补卡机/现金充值机)、消费终端(POS)，使用“卡”、“app微信”(二维码、NFC)等方式进行完成交易及交易管理、结算的整个过程，在校师生、校友可以选用任何一种终端，完成在线的消费、缴费、充值、捐款、购物等服务，形成“校园的支付生态链”。

4 结 语

通过提供API与校内各业务系统衔接，通过云平台统一身份认证系统对接，根据全局GID对学生进行标识，管理和生成交费账单，实现校内无卡交费、校园卡充值等业务；支持与银行、支付宝、微信支付、中国移动等支付平台对接，满足用户多种支付通道，实现一卡通系统的云化、移动化。