智慧校园环境下的一卡通建设与探索

刘 涛

(山西工程科技职业大学,山西 晋中 030619)

0 引言

随着科技日新月异的发展,互联网、物联网、云计算、大数据、人工智能等新兴技术的崛起深刻地改变了人们的思维和工作方式,为教育信息化、智慧化带来了前所未有的机遇和挑战。作为智慧校园建设的重点项目,校园一卡通系统的建设和应用是衡量学校信息化建设水平的一个重要标志。在互联网背景和大数据环境下,传统的一卡通服务模式已无法全面满足高校师生对移动智能化的应用需求。因此,如何充分发挥校园一卡通的优势,为智慧校园建设提供优质高效的服务,是当前高校广泛关注的一个重要课题。

1 智慧校园环境下校园一卡通的发展历程

校园一卡通将学生在校期间发生的就餐、购物、上网、医疗及图书借阅、楼宇出入等场景所涉及的消费、身份认证和水电消耗等管理方面使用一卡全部实现,具有消费结算、身份识别、金融处理、公共信息查询服务等功能,实现了“一卡在手,走遍校园”的目标。随着信息技术的不断发展,校园一卡通与教育教学的逐步融合,校园一卡通在介质和应用场景等方面都发生了重大变化,其发展主要经历了以下3个阶段:

第一阶段主要以M1卡为载体,由早期的食堂收费系统发展而来,即“以卡代币”,主要应用于后勤的生活缴费。由于每一张卡应用单一,只限定于一种用途的支付,所以出现了各系统彼此独立、互不干涉、多卡并存的现象。由此给学生造成了每天携卡多样化、使用繁杂化且不宜保管的弊端。管理人员对于各项费用的统计分析需分别登录各收费系统进行关联操作,不便于学校的整体管理和控制。

第二阶段是在第一阶段的基础上进行优化和升级,以IC卡为载体,将各自独立分散的收费系统整合在一张卡上,对学生进行统一身份认证,实现了“以卡代币”到“以卡代证”的快速发展。学生只需一卡在手就可以完成在校园内消费结算、图书借阅、生活缴费、身份认证和门禁出入等功能,真正实现“一卡通校园”的便利。此阶段校园一卡通已丰富了应用场景,功能也由支付功能扩展到教学辅助方面。

第三阶段的校园一卡通功能由校园管理逐渐向智慧服务功能过渡,主要以服务师生、服务校园为核心,采用功能更加强大安全系数更高的CPU卡、手机虚拟卡(二维码)、人脸识别等载体,借助各类智能终端、物联网、人工智能、大数据等新技术,将校园内多个部门和多个业务系统的信息资源进行整合与共享,为教学科研、校务管理、公共服务提供更加便捷、高效的信息化服务。此阶段校园一卡通发展趋势为去卡化及数据的挖掘和利用。

2 智慧校园环境下的一卡通应用现状

校园一卡通在智慧校园建设中具有举足轻重的作用,目前我国各高校已广泛使用校园一卡通系统,一卡通服务也在不断优化升级。但由于受环境、资金、需求等诸多因素的影响,各高校的一卡通建设水平不尽相同。随着信息技术水平的提升,多数高校已将原M1卡升级为安全性更高的CPU卡,一卡通建设由第二阶段逐步迈向第三阶段,办学条件优越和信息化水平较强的高校已跨入第三阶段[1]。虚拟校园卡将师生身份信息安全配置嵌入手机,以其便捷、高效、安全的优势在部分高校已投入使用。校园一卡通丰富的应用场景为师生带来更多的便利,但在使用过程中也存在一些问题:一卡通建设顶层规划不足,缺乏科学、全面的方案设计和论证;部门之间沟通协调不畅,对其共性认识不足,导致系统开发设计与应用脱节,其结果与建设要求不一致[2]。一卡通基础服务应用覆盖面不足,未覆盖校区内的各类支付场景,仅限于餐厅、门禁、图书借阅的使用,而未实现超市、用水用电的消费结算和出勤管理等。一些常用业务流程和应用没有互通,数据无法统一,缺乏完整、系统的信息平台,信息无法共享,大量数据资源未得到充分利用,无法提升数据价值,一卡通优势未充分发挥出来。

3 智慧校园环境下的一卡通建设目标

智慧校园一卡通整合多种支付手段和支付形态,利用新一代数字技术,将多介质身份识别、移动服务、自助服务、安防监控相结合,构建线上线下立体化开放平台,推动教学、科研、管理与校园生活充分融合,辅助智慧校园管理决策,以推动信息化应用水平的不断提升。一卡通建设目标应具体体现在智慧生活、智慧识别、智慧管理、智慧决策等方面。

3.1 建设虚拟卡新型校园一卡通

虚拟校园卡是基于移动互联网在现有一卡通系统基础上的服务延伸,该卡在实体卡基础上实现了二维码电子新形态,是针对手机移动端推出的一卡通服务新体验。未来校园一卡通将逐渐弱化实体卡功能,一卡通去卡化将成为必然发展趋势。虚拟卡安全度高,具有同实体卡完全一致的身份信息及余额共享,具备实体卡的全部功能。虚拟卡作为无卡化的应用场景,师生只凭一部智能手机,利用手机识别和生物特征识别等技术,就可以完成移动支付和身份识别等功能,满足业务场景全覆盖,为校园提供个性化管理的全新应用,让师生真正体会到智能化的服务新体验,实现一机在手、全程无忧的新愿望。虚拟卡的应用取代了部分实体卡功能,服务场景从单一的线下服务转移到线上服务,与实体卡共同构成线下与线上服务一体化。

3.2 满足学校教学管理信息化需求

校园一卡通以其智能识别、移动支付、信息准确、安全可靠的优点可以为智慧校园建设提供原始数据采集平台,通过与新建和原有的各种信息管理系统对接,能够为学校综合管理、科学决策提供原始数据共享环境,推进学校教学、管理的信息化建设。与教务系统对接可以实现课表查询、自助选课、成绩打印、报名缴费等方便快捷的服务。利用一卡通的门禁管理、身份识别和自助功能,可以实现在各楼宇的自由进出、图书借阅、场馆设备预约及使用等自动化、智能化的管理。利用考勤管理系统可以完成学生签到、出勤率的统计功能,实现标准化考场的身份查验功能[3]。围绕校园卡日常消费和各类教育大数据,开发和建立学习指数、生活行为习惯指数等模型,为识别贫困生、奖学金和助学金的设定提供参考依据。奖学金、助学金的发放又可用于学费、书费、其他费用的支付。

3.3 为维护校园安保秩序提供保障

校园一卡通的出现让校园安全管理实现了信息化管理模式,智慧校园背景下的一卡通建设在安保层面涵盖了门禁、访客、车辆、消费、水控、节电等方面。在安保管理中,通过与综合安防系统集成,可以创设更加安全、有序、畅通的校园环境。当前校园安全事故频发,利用人脸识别、二维码、车牌识别等智能方式,可以有效禁止外来人员在校内各个场所通行,降低外部风险。同时加强对学生公寓的管理,通过对学生的出入行为进行智能统计和分析,将异常信息推送至管理员和班主任,协助班主任加强学生管理,及时对异常行为进行预警。校内车辆出入采用系统自动识别、身份验证、自动放行。访客管理和校外车辆利用一卡通系统的线上与线下相结合,实现人员身份的查证、风险的筛选。通过对校园消费的异常记录可以设置消费限额和消费权限;通过水电管控,可以节约费用,降低成本,减少能源的消耗,为校园安全树立坚实的屏障。

4 智慧校园环境下的一卡通建设优化策略

4.1 加强顶层设计和总体规划

智慧校园一卡通建设是一项复杂的系统工程,涵盖基础平台、业务系统、数据中心、专用网络等建设,涉及全体师生和各业务职能部门,资金投入大,应用需求多,学校管理层要从学校整体发展出发,立足未来,以开放的建设理念统筹规划,设计出具有本校特色、实用性强的一卡通建设方案[4]。要全面做好前期的需求调研工作,依据各部门管理特点和学校实际需求,科学规划、合理布局、分步实施、逐步完善。增强软件开发的功能实用性,以师生的需求为建设重点,在保障基本功能的前提下,最大化地开发系统潜能,提高师生的应用体验。加强部门间的协调配合,打破数据孤岛、消除数据冗余等问题,避免资源的重复建设。充分利用物联网、人工智能、人脸识别、5G技术、大数据分析等科技手段,实现信息资源深度融合与共享。

4.2 优化一卡通网络运行环境

校园一卡通在使用过程中会产生大量信息,为确保数据信息在互联网传输的安全性,要加强一卡通网络环境建设,坚持管理和技术并重,定期对校园网络环境进行监察[5]。校园一卡通的网络环境,可以在原有校园网基础上划分虚拟网供一卡通系统专用,也可以构建专网。将与一卡通系统相关的所有终端设备和服务器都接入一卡通专网,终端与服务器之间采用TCP/IP协议进行传输,保障一卡通系统的运行不受地理位置的影响和限制。将一卡通专网与校园网进行物理隔离,可充分保障学校各业务系统网络和一卡通专用网络连接和信息传输互不影响,在保护一卡通专网安全的同时,还能提升网络的利用效率。为实现校园一卡通系统的实时银联服务、为全校师生提供方便的校园网查询,可以通过采用防火墙隔离等技术、设置用户权限和用户口令等管理措施,提升一卡通专网的可靠性和及时性。

4.3 加强系统安全和使用安全

互联网时代,做好信息安全管控至关重要。一卡通系统应用范围广,教师、学生以及商户每日发生的支付、结算、查询等业务,都会产生大量敏感数据。作为一卡通系统的核心部分,数据安全直接影响到整个系统的正常运行。要建立完善的人防、物防、技防“三位一体”的一卡通安全、运行保障体系,做好等级保护、风险评估、应急预案制定、安全隐患排查、病毒防护入侵等基础工作。加强软硬件安全防控和监管,建立健全网络系统、服务器、数据库、终端设备等制度建设,定期检测维护,实时监测设备运行状态,发现问题及时处理,确保系统的稳定性和安全性。提高系统操作人员的业务水平,确保权限使用合理、操作安全规范、数据传输准确。通过引进先进的信息安全技术,增强校园一卡通系统的安全性,全力做好师生的信息安全工作[6]。

4.4 加强数据分析效能和价值

现阶段,大多数高校对于校园一卡通的建设多停留在应用系统的功能拓展和运营方面,忽略了校园一卡通系统中沉淀的大量数据。随着一卡通应用场景的不断增加,一卡通系统累积了庞大的消费和行为数据,基于大数据理论和数据挖掘技术对历年产生的海量数据进行深度分析,从大量杂乱无章的原始数据中获取有潜在价值的信息,量化描述一卡通用户的兴趣爱好、行为特点和生活轨迹,从而建立完善的大数据平台,可以为教学、后勤和管理提供真实可靠的依据,便于管理者科学决策,从而提升校园的整体管理水平。通过对文献整理研究,对学生消费行为的分析,可以为贫困生筛选提供事实依据。通过分析图书借阅、自习室座位考勤,可以研究学生的学习投入程度。通过对出勤和楼宇出入数据分析,可以推测日常教学、安全管理等方面的潜在问题等。

5 结语

校园一卡通为全校师生搭建了一个便捷、高效、安全的学习生活平台,有效地促进了学校信息化建设。高校应加大重视力度,加强顶层规划设计,强化一卡通软硬件建设,优化一卡通网络运行环境,重视一卡通数据的挖掘和利用,提高师生的应用体验,促进高校信息化管理水平的提升。