基于校園一卡通數據的學生消費及上網行為分析

周倩羽 施佺

摘? 要 校園的現代化管理是學校進行規范化管理的重要舉措之一，校園一卡通的使用正是體現了學校的現代化管理模式。一卡通不僅給師生帶來極大便利，也對學校的管理有著不容忽視的作用。介紹校園一卡通的應用及功能，通過校園一卡通產生的數據，利用數據挖掘的方法，分析數據中隱藏的有用信息，研究在校學生的消費行為、上網行為等，為學生管理、校園現代化建設的進一步優化提供參考建議。

關鍵詞 現代化管理;智慧校園;校園管理;校園一卡通;數據挖掘;上網行為;消費行為

中圖分類號：G645? ? 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）12-0008-06

1 前言

在信息化大背景下，隨著校園人數越來越多，校園管理不斷朝現代化方向靠攏，管理方式呈多樣化發展，智慧校園建設已經在大學中全面開展。其中，校園一卡通對校園管理的現代化起著重要作用，在高校中的應用已經日趨成熟，是學校師生不可或缺的“通行證”，是校園數字化管理的重要組成部分，也是智慧校園建設的核心，學校與學生之間信息交互的紐帶[1]。校園一卡通為學校師生提供了諸多便利，也產生了海量數據，如何利用、分析這些海量數據，從而優化校園一卡通的發展，是一個很有價值的研究課題[2]。

2 校園一卡通概述

校園一卡通的應用? 隨著社會的不斷發展，學校管理逐漸打破傳統模式，朝著現代化管理的方向不斷發展。校園現代化管理應具備的特點包括：信息傳遞應該足夠高效，保證信息的及時獲取和更新;管理應該更加規范、精密、周到，要重視容易忽略的地方;能夠讓校內人員感覺到便利，使得工作和學習生活更加輕松;能夠促進教育的不斷進步與發展，提高教學質量[3]。結合這些需求，校園內想要實現現代化管理，就需要一個能夠帶動現代化管理進程的工具，校園一卡通便應運而生。

校園一卡通是非接觸式射頻卡，卡面有照片、姓名以及學號（工號）等相關信息，可以實現識別身份、一卡消費以及其他管理等多種功能[4]，包括圖書借閱、門禁出入、學生信息認證、食堂就餐等。它是以IC卡為載體，適用于消費系統和校園管理的一種網絡系統，全校師生及員工都可以使用這張卡片來進行各種日?；顒?。使用校園一卡通，無疑給學校師生的校園生活提供了極大的便利，并且對于各部門、各單位的規范化管理有較大的幫助，極大地帶動了校園現代化管理的進程。

一卡通的功能? 一卡通的功能包括消費功能、安全管理功能、自助服務功能等，每個功能都展現了一卡通在校園中的優勢所在。

1）消費功能。校園卡的消費功能包括許多方面，比如食堂、超市的生活消費，公共浴室洗浴，校園網絡的網費充值，以及計算機和CET等國家考試的自助繳費等。多種消費功能集于一卡，為學生和教師的校園生活帶來極大的便利，實現了在校園內的無紙幣化，也能替學生繁忙的學業生活節省一部分時間。

2）安全管理功能。安全管理功能主要體現在圖書館和宿舍的門禁。校內圖書館是用于在校師生學習以及借閱圖書的地方，需要有效憑證才能進出，這是對學校藏書的一種保護，也為進出圖書館的師生提供了一定的安全保障。宿舍更是學生在學校時的家，設置門禁就像是給學生的家加了一層保護屏障，讓學生能夠有安全感。同時，可以根據學生的進出情況，觀察并分析學生的作息情況，校方也可以根據這一情況來規范學生的日常行為，安排一些體育鍛煉活動來豐富學生的課余生活，從而保證學生的德智體美全面發展。

3）自助服務功能。校園一卡通系統以服務師生為根本，提供一系列人性化、多渠道的自助服務。這樣的自助服務覆蓋了學校食堂、學生宿舍、圖書館等場所，并與銀行等金融機構實現對接，還與校內的圖書館系統、上網認證系統、財務系統等進行集成，全校師生及員工可以通過手機APP、微信、支付寶、自主服務終端完成自助查詢、銀校轉賬、卡片掛失、宿舍報修等服務[5]。持有一卡通的師生，可以去校內的自助服務機上進行充值、查詢、繳費等操作，還能夠根據每個人不同的消費水平來限制單筆使用金額以及每天使用金額，以防卡片丟失后被人盜刷，減少一定的個人損失。另外也可進行圖書館書籍的借閱。

3 一卡通數據的相關分析及思考

校園一卡通一年的交易數據十分龐大，以校園一卡通數據為切入點，通過數據挖掘技術對歷年積累的海量數據進行挖掘分析，量化描述一卡通用戶的校園行為軌跡，逐步建立和完善決策模型，進而建立完善的大數據平臺，將是十分可觀的[6]。校園一卡通每天產生的數據流水信息很多，以南通大學為例，平均每天有五萬條左右的數據產生，若以一學期產生的數據為研究對象，對數據的處理及分析會是一項較為艱巨且復雜的任務，主要體現在以下幾點。

1）數據量過大。數據量過大時，對于數據儲存將會提出新的需求，對于統計數據、運行數據的軟件也將提出新的需求，在現研究階段存在一定的挑戰。

2）軟硬件要求高，系統資源占用率大。要處理海量的數據，不僅需要良好的處理方法，也需要選擇適當的處理工具，對系統資源進行合理分配。

3）處理海量數據需要有較高的處理技巧。好的處理方法及技巧需要長期的經驗積累與總結，同時對數據分析者也有較高的要求[7]。

結合以上幾點，本文決定暫使用部分樣本數據進行分析，為今后的大數據分析及分析平臺建設提供參考依據。

數據的獲取與處理? 校園一卡通的數據量大且屬性復雜，要對其進行研究分析，首先要對數據進行選擇、采集、預處理等，具體包括以下四步。

1）數據采集。選擇研究所需的數據范疇，直接從校園一卡通系統導出數據，選擇Excel、SQL Server 2008等作為數據存儲和處理的工具。

2）對數據進行預處理，包括清洗和轉換兩個子過程[8]。對所有多而亂的數據進行分類加工整理，得到研究所需的數據結構，并進行存儲。

3）使用基本數據分析、數據挖掘等方法對處理過的數據進行多角度的分析挖掘。

4）通過數據可視化，把數據通過曲線圖、餅圖、柱形圖等展示出來，讓讀者能夠輕而易舉地讀懂對大量數據的分析結果。

本文通過現教中心校園一卡通后臺，導出2019年12月1—30日的流水數據和上網數據，其中流水數據共計138.8萬多條，包括食堂消費數據、商超消費數據、浴室消費數據以及醫務室、充電繳費等數據;上網數據約262.5萬條。本文的主要研究對象為南通大學嗇園校區的學生。首先，對流水數據進行篩選，選出嗇園校區產生的所有流水數據，并對不同的消費種類進行分類處理，最終篩選出119.6

萬多條流水數據，并分成食堂流水數據、商超流水數據、洗浴流水數據三大類，然后分步進行分析;其次，對上網數據按照日期及登錄時間分別進行提取分類，對學生的上網情況進行分析。

消費行為分析? 校園內產生的消費數據最多、交易最頻繁的非食堂消費莫屬。以南通大學嗇園校區為例，食堂的正常營業時間是每周一至周日的6：00—20：00，從以下幾個方面展開對學生消費行為的分析。

1）學生對食堂窗口的喜好分析。學生對食堂各個窗口的喜好程度，可以通過各個窗口營業額的統計情況進行對比。一卡通可以統計出每個商戶每天的營業額度，通過商戶營業額曲線能夠反映出不同商戶的品質情況和服務態度以及受歡迎程度，可以看出學生對不同食堂不同商戶的喜好程度，也能以此為依據，分析出師生的滿意度。同時，學校食堂的管理人員也可據此進行監管工作，調查某些商戶日均交易額偏少的原因，如菜品價格、口味、衛生、工作人員服務態度等方面的問題，學?？梢赃M行相應整改，從而提升師生在校就餐的滿意度。

經過數據清理，本研究所用到的食堂流水數據約為84.9萬條。一卡通內的“商戶名稱”是食堂內的各個商戶給自己窗口的命名，通過整理，一共有18個商戶。對商戶名稱進行分類匯總，計算出商戶12月1—30日每天的交易額，并對其求取平均值，得到最終每個商戶的日均交易額。如圖1中的柱狀圖所示，對每個商戶的日均收益總額的對比發現，“一二三食堂特色風味”窗口的日均交易金額最高，說明大部分學生選擇此類窗口用餐，較受學生歡迎。

當然，若只是研究消費的總金額，也會存在個別食堂單價不同的問題，對分析食堂受歡迎程度會有所影響，因此還需要再通過對各個窗口日平均刷卡的次數進行統計。首先對流水中的食堂消費數據再次進行分類匯總，以商戶名稱為分類字段，以證件號碼為匯總項，統計出12月1—30日各個商戶的日均刷卡次數，如圖1中的折線圖所示?？梢钥闯?，刷卡次數與日均交易額呈現出的情況大體一致，因此可以得出結論：“一二三食堂特色風味”窗口最受學生歡迎。

2）食堂交易額統計分析。一年中有許多國家法定假期，學校還有寒暑假，在這些假期里，學校的食堂需要提供多少食材是一個應該考慮的問題。通過本研究獲取的數據，分析一個月內每日產生的交易金額，通過對比每日交易金額，根據周末以及節假日期間的用餐人員數據，分析并且預測在特殊時間段的食堂就餐人次，據此估算應開放的食堂窗口數及菜品購置量，可大大減少資源浪費。

本次分析的數據時間范圍為2019年12月1—30日，由于本月中沒有特殊節假日，即以雙休日為研究對象。本月中的雙休日分別為1日、7日、8日、14日、15日、21日、22日、28日和29日。首先對數據進行整理，按照日期進行分類匯總，再對每日的交易額進行求和運算，通過對各食堂整體數據的整理分析，得到的結果如圖2所示。

由圖2可以發現，每周六、周日的交易金額普遍少于周一至周五的交易金額，每周五的交易金額也會相對少于周一至周四的交易金額。這一情況與大學生在校的生活情況有關，周一至周五需要上課，大部分學生為了方便起見，會選擇就近在食堂就餐;周五晚上至周日，一部分家近的學生會選擇回家，還有一部分學生會在周末外出用餐?；诖?，食堂在周末可適當減少菜量供應，避免供需過多造成資源浪費。

3）超市消費數據分析。校園超市是大學生的第二大消費場所，供應學生平時所需要的生活用品、學習用品以及零食飲料等，是大學生活不可或缺的一部分。研究每個超市在大學生中的受歡迎程度、商品價格的滿意程度，也是很重要的一項任務。

南通大學嗇園校區內包括主校區第一超市（簡稱“一超”）、主校區第二超市（簡稱“二超”）、一食堂內的果咖茶坊以及男生宿舍區內的四期超市。超市內可使用手機支付，因此，一卡通在超市的消費數據遠遠少于食堂。本研究通過統計每個超市的日均銷售額，以此為依據，比較出超市受歡迎與不受歡迎的地方，給學校商戶管理者提供決策，從而能夠對商戶進行整改，對癥下藥，創建符合學生生活的校超。首先對商超數據進行整理，以商戶名稱為分類字段，并計算出每天的營業額;然后對其求取平均

值，得到的結果如圖3所示。

由圖3可知，二超的交易金額遠遠超過果咖茶坊與四期超市，這可能與后兩者規模較小、商品種類不夠繁多有

關;而與二超差不多規模的一超的營業額仍然少于二超，由此，超市管理者可以通過改善超市環境、豐富商品種類與數量等，吸引學生。

上網行為分析? 網絡的普及為學生的學習和生活帶來極大的便利。網絡具有信息量大、傳播速度快等特點，但網絡是把雙刃劍，一方面，網絡已經成為現代教育的一種工具，能夠幫助學生從網絡中收獲知識、開闊眼界、拓展學習資源，有利于學生學習能力、創新能力的培養;但另一方面，學生也有可能沉迷網絡浪費寶貴的學習時間，產生嚴重的影響[9]。由于學生在校內上網都需要通過學校的網關，因此，學生的上網行為可以通過上網數據有效地反映出來。利用學生的上網數據分析學生的上網行為具有較高的可行性，可以為制定合理、有效的網絡管理措施提供決策支持[10]。

原始上網數據如圖4所示，數據較為混亂，且存在一定的錯誤，如使用時長統計錯誤。本研究想對學生的上網時間段進行統計分析，因此需要通過數據處理，分別提取出登錄時間中的日期信息和具體的登錄時間，在這里可以運用公式“=MID（B2，1，10）”“MID（B2，12，2）”。

1）學生上網時間段分析研究。將一天分成24個時間段，可以監測學生每天不同時間段的上網情況，同時能給輔導員的管理提供決策支持。例如，學生在上課期間上網較多，需要考慮學生的學習態度是否認真，或該門課教師的上課方式是否受學生喜歡等。輔導員可以有針對性地進行有效溝通，改善學生的學習狀況。首先，按照日期排序，將每天的記錄分到不同的工作表中，以便后續的數據處理;其

次，對提取出的具體登錄時間進行排序;最后，以時間為分類字段，以用戶賬號為匯總項進行計數的分類匯總。將最后得到的數據匯總于一張表內，對12月份每個時間段的上網人數求取平均值，得到圖5所示的柱形圖。

由圖5可知，學生的上網高峰階段主要是11—13點、17—18點、21點這三個時間段，其中上網人數最多的時間段為12—13點。這幾個時間段均為下課高峰期，說明絕大部分學生在下課以后才開始上網。但是在9—11點、15—17點之間，學生上網的人數也不在少數，此時屬于上課時間，輔導員應高度重視，可對學生是否認真上課進行考察。另外，還存在一部分“夜貓子”，有些學生可能是為了趕作業或論文，但也可能存在通宵打游戲的情況，這將導致第二天上課的精神狀態不佳，長此以往，不僅對學業有影響，對身體也存在很大的危害。針對這一現象，輔導員可以加大管理力度，為學生的學習與身體著想，制定切實有效的上網限制政策。

2）學生每日上網情況分析研究。按天對學生上網情況進行統計分析，如圖6所示，可以看出，周末上網的學生人數小于周一至周五，這可能與周末部分學生回家或外出游玩有關;但仍需要思考是否上課期間學生上網人數過多，應引起討論與關注。

對學生上網行為的分析，對輔導員規范學生上網習慣、管理學生的生活學習有較大幫助，若能充分利用上網數據分析出的結果，可以更好地督促學生進行有效學習，養成健康的生活作息規律。

4 結語

本文基于對校園一卡通數據的挖掘分析，從一卡通的消費數據、上網數據等入手，分析了一卡通使用者在校內的一些行為。從各個學生的不同消費情況的研究中，可以發現學生不同的生活特點，給校園的管理和建設提供了較好的依據。校園一卡通是實現校園信息現代化管理的重要組成部分，通過對校園一卡通數據的分析，將會給學校的規范化管理帶來更好的幫助，也能為校領導提供有價值的決策參考信息。

本文主要從消費行為、上網行為對學生在校情況進行分析，得出以下幾點結論：

1）通過一卡通的數據分析，對食堂不同窗口的消費情況得出總結，能夠為食堂管理者提供管理決策支持;

2）對商戶收益的數據分析，可以作為師生對商戶滿意度的依據，從而為學校整改建設商戶給出強有力的依據;

3）通過學生的上網行為分析，可以幫助規范學生的上網習慣，為輔導員管理學生提供新的參考依據。

當然，基于校園卡數據的分析遠不止于此，在今后的研究中將會通過更豐富的數據進一步進行深度挖掘分析，如為高校貧困生認定提供輔助，可根據每年或每學期學生的消費情況，找出經濟拮據的學生，為學?；驅W院的貧困生認定工作提供數據支持[11]。此外，如通過分析學生校園一卡通進出圖書館的數據、借閱數據，也可為深入了解學生提供依據。在后期工作中還將考慮如何將研究數據進行更好的可視化展現，為一卡通數據分析平臺的建設提供頁面展示。

參考文

[1]劉珍蘭，袁新輝，宋強.校園一卡通數據分析系統的設計與實現[J].華中師范大學學報：自然科學版，2017（S1）：74-77.

[2]王華，李伶，楊帆.大數據時代校園一卡通數據分析與應用研究[J].現代電子技術，2018，41（4）：56-59.

[3]校園一卡通[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/%E6%A0%A1%E5%9B%AD%E4%B8%80%E5%8D%A1%E9%80%9A/2994572？fr=aladdin.

[4]李光遠.校園一卡通的現狀和發展趨勢[J].計算機光盤軟件與應用，2014，17（13）：33，35.

[5]徐義東，聞帥.高校校園一卡通應用的進一步探索：智慧校園環境下一卡通向一戶通的轉變[J].華中師范大學學報：自然科學版，2017（S1）：142-145.

[6]夏楊，王芳.基于一卡通數據的校園大數據分析平臺的構建與應用[J].華中師范大學學報：自然科學版，2017（S1）：146-151.

[7]關于海量數據處理分析的經驗總結[DB/OL].https：//wenku.baidu.com/view/6d7d01e0f56527d3240c844769eae009591ba277.html.

[8]金培莉，王曉震.校園一卡通系統決策支持實例分析[J].華東師范大學學報：自然科學版，2015（S1）：525-529.

[9]鮑艷琳，羅漢云.基于大學生學業的網絡行為與特征模型[J].計算機應用，2019，39（S1）：202-205.

[10]胡祖輝，施佺.高校學生上網行為分析與數據挖掘研究[J].中國遠程教育，2017（2）：26-32.

[11]李志國，張彬，范佳偉.智慧校園一卡通數據的分析及利用[J].信息與電腦：理論版，2019（4）：3-4.