一校多地的校園一卡通系統(tǒng)建設(shè)

文/周學(xué)剛 劉秀琴

隨著教育體制改革的不斷深入和高校招生規(guī)模的不斷擴大，“一校多地”“跨省辦學(xué)”成為普遍現(xiàn)象。同時，異地校區(qū)之間存在著相互獨立和相互聯(lián)系的情況，師生也會有跨校區(qū)學(xué)習(xí)和生活的需要。

校園一卡通作為承載校內(nèi)金融消費和身份識別的信息化管理系統(tǒng)，架構(gòu)在校園網(wǎng)之上，結(jié)合電子、單片機及數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，與其他各個管理系統(tǒng)模塊的信息連接起來，實現(xiàn)先進的信息化管理。校園卡系統(tǒng)能夠記錄師生就餐、購物、圖書借閱等數(shù)據(jù)，運用專網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸、集中化決算管理等形式，為校內(nèi)人員身份識別、消費、結(jié)算提供了有力保障，促進了學(xué)校內(nèi)部數(shù)據(jù)資源的交流與共享，大大提高了學(xué)校生活服務(wù)、校務(wù)管理的效率和水平。此外，校園卡系統(tǒng)的消費數(shù)據(jù)和身份識別數(shù)據(jù)，可關(guān)聯(lián)學(xué)生消費習(xí)慣、借閱習(xí)慣、生活作息等，對學(xué)生家庭經(jīng)濟情況進行輔助判斷，從而形成支撐學(xué)校決策的重要依據(jù),是智慧校園建設(shè)必不可少的關(guān)鍵平臺。

校園一卡通建設(shè)目標

在哈爾濱工程大學(xué)“一校多地”校園一卡通系統(tǒng)平臺建設(shè)過程中，師生在不同校區(qū)生活、學(xué)習(xí)，每個人只能有一張卡和一套賬務(wù)體系，同時還要考慮不同校區(qū)的個性化需求和管理方式。依照“一卡通用、數(shù)據(jù)共享、服務(wù)共用”的建設(shè)目標，師生持一張校園卡可在哈爾濱主校區(qū)、青島校區(qū)、煙臺校區(qū)無感知持卡消費和身份識別，感受相同的服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)標準。

統(tǒng)一的系統(tǒng)管理平臺

各校區(qū)校園卡管理系統(tǒng)采用相同的密鑰體系和業(yè)務(wù)邏輯架構(gòu)，校園卡數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一規(guī)范，可在各校區(qū)通用，每個校區(qū)擁有獨立的校園卡管理平臺和數(shù)據(jù)庫，管理平臺管理各自的業(yè)務(wù)系統(tǒng)，業(yè)務(wù)流程可以根據(jù)需要自行定義，校區(qū)間互不影響，也可共享。同時，各校區(qū)可根據(jù)各自的業(yè)務(wù)需要自行擴展計算資源、存儲資源，拓展校園卡應(yīng)用、服務(wù)流程和終端設(shè)備，在統(tǒng)一的管理平臺下做到業(yè)務(wù)獨立、賬務(wù)獨立和結(jié)算獨立。

數(shù)據(jù)共享

主校區(qū)和分校區(qū)各自部署校園卡系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫架構(gòu)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)標準完全相同，兩邊各自承載業(yè)務(wù),統(tǒng)一管理公用數(shù)據(jù)。校區(qū)間公用數(shù)據(jù)通過運營商的專線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)同步，公用數(shù)據(jù)雙向復(fù)制，當(dāng)發(fā)生變化時，異地數(shù)據(jù)庫定時同步。公用數(shù)據(jù)部分主要包括賬戶信息、交易數(shù)據(jù)、系統(tǒng)配置。公用數(shù)據(jù)在校園卡系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫通過雙向復(fù)制保持一致性。

服務(wù)一體化

在統(tǒng)一的系統(tǒng)管理平臺和數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)上，提供線上、線下一體化服務(wù)。師生的校園卡、二維碼可在各校區(qū)通用，各類消費終端、水控終端、自助服務(wù)設(shè)備、身份認證設(shè)備全部采用統(tǒng)一的軟硬件版本和應(yīng)用服務(wù)模式，系統(tǒng)平臺提供統(tǒng)一規(guī)范的第三方對接接口，并通過統(tǒng)一授權(quán)系統(tǒng)對第三方對接進行授權(quán)。各校區(qū)可根據(jù)業(yè)務(wù)需求的不同，分別提供個性化的服務(wù)內(nèi)容和對接模式。

校園一卡通設(shè)計方案

哈爾濱工程大學(xué)校園一卡通系統(tǒng)平臺采用“兩地三中心”模式進行設(shè)計，考慮各校區(qū)間的物理距離可能導(dǎo)致專線網(wǎng)絡(luò)不穩(wěn)定，為確保各校區(qū)絕大多數(shù)本地用戶校園卡應(yīng)用的及時性和并發(fā)性，在各校區(qū)分別部署了校園一卡通管理平臺、獨立的數(shù)據(jù)庫、獨立的終端設(shè)備、獨立的專網(wǎng)，校區(qū)間業(yè)務(wù)根據(jù)需要采取相應(yīng)的數(shù)據(jù)共享及功能共用，解決跨校用卡需求。哈爾濱主校區(qū)、青島校區(qū)、煙臺校區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、計算資源和存儲資源都具備獨立運營能力。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計

為保證系統(tǒng)的可靠性，各校區(qū)都部署了數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，哈爾濱主校區(qū)和青島校區(qū)作為校園一卡通數(shù)據(jù)中心分別部署Oracle ODA一體機，均采用Oracle RAC兩結(jié)點集群，以保證應(yīng)用的高可用性，同時可以自動實現(xiàn)并行處理及負載均衡，在系統(tǒng)負載時，RAC可以自動在多個節(jié)點之間平衡。

1.數(shù)據(jù)庫架構(gòu)。哈爾濱主校區(qū)和青島校區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器各自承載本校區(qū)校園一卡通業(yè)務(wù)。煙臺校區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器作為備用數(shù)據(jù)庫，配置和程序與哈爾濱主校區(qū)完全相同，承擔(dān)數(shù)據(jù)備份和容災(zāi)工作，數(shù)據(jù)庫部署架構(gòu)如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫架構(gòu)

哈爾濱主校區(qū)和青島校區(qū)的數(shù)據(jù)庫服務(wù)器同時作為生產(chǎn)庫，保持實時工作狀態(tài)，負責(zé)本校區(qū)校園一卡通系統(tǒng)的卡務(wù)、交易、賬務(wù)、結(jié)算等，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)均保存在本地。煙臺校區(qū)校園一卡通通過運營商專線直連哈爾濱。正常情況下，所有校園一卡通業(yè)務(wù)均連接主庫進行辦理，同時通過OGG同步軟件將哈爾濱主校區(qū)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)傳輸至本地備庫。Oracle GoldenGate Extract進程從源數(shù)據(jù)庫上的Oracle redo、歸檔日志文件或備用系統(tǒng)上附帶的歸檔日志中捕獲數(shù)據(jù)更改，當(dāng)哈爾濱主校區(qū)主庫出現(xiàn)問題時可快速切換至備庫繼續(xù)運行，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的異地容災(zāi)保護和業(yè)務(wù)的高可用性。

2.數(shù)據(jù)的共享和交互。在師生因工作和學(xué)習(xí)的變動發(fā)生轉(zhuǎn)校區(qū)的情況時，數(shù)據(jù)庫可以通過安裝定期數(shù)據(jù)同步程序?qū)⒂脩魯?shù)據(jù)、卡賬戶數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)等公用數(shù)據(jù)進行雙向復(fù)制，以保證師生在“兩地”（哈爾濱主校區(qū)、青島校區(qū)）的卡賬戶、交易流水、賬務(wù)流水等數(shù)據(jù)的一致性和完整性。系統(tǒng)平臺的交易參數(shù)、數(shù)據(jù)字典等系統(tǒng)參數(shù)也由同步程序完成。任何一方調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)配置時，都不會因系統(tǒng)配置的不一致而導(dǎo)致應(yīng)用服務(wù)異常。

業(yè)務(wù)邏輯設(shè)計

“兩地三中心”架構(gòu)模式下，哈爾濱主校區(qū)和煙臺校區(qū)共同使用哈爾濱主校區(qū)數(shù)據(jù)中心的存儲資源和計算資源，青島校區(qū)使用自行部署的系統(tǒng)。雖然兩套系統(tǒng)架構(gòu)模式和版本完全一致，但是財務(wù)結(jié)算和對接方式不同，“兩地”校園卡系統(tǒng)卡務(wù)、交易、結(jié)算、系統(tǒng)對接存在著互相聯(lián)系和相對獨立的情況，業(yè)務(wù)邏輯如圖2所示。

圖2 業(yè)務(wù)邏輯

1.卡務(wù)。師生個人基本信息主要包括學(xué)/工號、姓名、部門、校區(qū)、有效期等，以學(xué)/工號為關(guān)鍵字，根據(jù)學(xué)校人力資源處和學(xué)工處的師生編碼要求將數(shù)據(jù)錄入校園卡系統(tǒng)，可以確保校園卡賬戶信息的唯一性和一致性。個人基本信息中的校區(qū)字段用來區(qū)分師生所屬校區(qū)情況，師生在所屬校區(qū)開戶、辦卡、掛失/解掛、補辦卡，當(dāng)校區(qū)發(fā)生變動時，數(shù)據(jù)自動同步至異地校區(qū)。

2.交易。師生可持卡在任何校區(qū)充值、消費，交易流水包含學(xué)/工號、設(shè)備編號、交易類型、交易金額、流水號等數(shù)據(jù)項。哈爾濱主校區(qū)和青島分校區(qū)分別建立了本校區(qū)的卡務(wù)管理中心，并各自管理本校區(qū)的消費終端、自助服務(wù)設(shè)備和水控終端。校區(qū)內(nèi)不同類別的設(shè)備分別與各自的前置服務(wù)器進行業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)交互，前置服務(wù)器將搜集上來的交易流水暫時保存在數(shù)據(jù)文件內(nèi)，然后由前置服務(wù)器向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入。交易記錄能夠標明某一刻師生在哪個設(shè)備發(fā)生了什么類型的交易，學(xué)/工號、流水號是每條交易記錄的關(guān)鍵字，確保在寫入數(shù)據(jù)庫時數(shù)據(jù)行的唯一性和完整性。

3.結(jié)算。應(yīng)哈爾濱主校區(qū)（含煙臺校區(qū)）和青島校區(qū)各自獨立核算的要求，需分別統(tǒng)計出非本校區(qū)人員在本校區(qū)的消費數(shù)據(jù)，以統(tǒng)計報表的方式體現(xiàn)跨校區(qū)交易數(shù)據(jù)，并將該部分跨校區(qū)消費金額結(jié)算給對方。這部分的數(shù)據(jù)是以人員所在校區(qū)的屬性區(qū)分，定期由財務(wù)結(jié)算，轉(zhuǎn)給對方賬戶，并結(jié)算給各自的商戶。

4.系統(tǒng)對接。校園一卡通系統(tǒng)與統(tǒng)一身份認證、校園信息門戶、通道系統(tǒng)、網(wǎng)費/電費轉(zhuǎn)賬等信息管理平臺都存在對接的需要，所以校園卡系統(tǒng)需提供統(tǒng)一的接口規(guī)范和對接整合各類信息系統(tǒng)。比如對于統(tǒng)一身份認證、校園信息門戶等身份識別類的第三方對接應(yīng)用需要與哈爾濱主校區(qū)數(shù)據(jù)中心對接；對于網(wǎng)費/電費轉(zhuǎn)賬、通道系統(tǒng)等繳費類、卡片讀取類的對接就需與本地的校園卡系統(tǒng)前置服務(wù)器對接。靈活的對接方式可以提高對接效率，同時還可以提高系統(tǒng)對接的穩(wěn)定運行。

效果分析

目前，學(xué)校的“兩地三中心”校園卡系統(tǒng)平臺已上線運行，為師生提供了方便、快捷的校園卡服務(wù)。師生在不同校區(qū)辦卡、充值、消費和辦理自助業(yè)務(wù)全部實現(xiàn)無差異化服務(wù)，不會因校區(qū)變動而給師生帶來不便。校區(qū)內(nèi)的獨立結(jié)算和跨校區(qū)的財務(wù)結(jié)算也已按時完成，滿足了學(xué)校的信息化建設(shè)要求和財務(wù)管理制度。經(jīng)過一段時間運行后，發(fā)現(xiàn)仍存在一些問題，一方面是兩個校區(qū)間數(shù)據(jù)同步的實時性仍需改進，師生用戶數(shù)據(jù)、卡賬戶數(shù)據(jù)、交易數(shù)據(jù)等公用數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)復(fù)制周期需要優(yōu)化；另一方面是哈爾濱主校區(qū)和青島校區(qū)的數(shù)據(jù)庫互為備份的體系尚未建立，存在一定安全風(fēng)險。

“一校多地”的高校辦學(xué)方式，為高等教育的發(fā)展帶來的新的機遇，也為信息化管理帶來了新的挑戰(zhàn)。本文以哈爾濱工程大學(xué)校園卡系統(tǒng)的建設(shè)情況為依據(jù)，提出了一種跨省市校區(qū)建設(shè)的解決辦法，關(guān)于校園一卡通系統(tǒng)的建設(shè)可能還有更好的建設(shè)方案，謹希望文章能夠?qū)π畔⒒ㄔO(shè)和校園一卡通建設(shè)提供一些思路。