校园网计费系统与一卡通系统对接的分析与实现

    1 引言
 
    随着计算机技术、网络技术及通讯技术的发展，数字化、信息化校园已经在高校内全面规划、启动和实施。校园网作为数字化校园的基础和核心建设必然走在前面，当前，各个高校校园网建设参差不齐，但基本上做到万兆骨干，干兆到楼宇，百兆到桌面。大部分的高校都根据不同的情况采取一定的收费来承担线路费用。为此，大部分高校都建设了校园网计费系统来实现对校园网使用的计费。 

    一卡通系统作为数字化校园的核心应用，依托校园网实现消费、身份识别、个人信息查询、缴费等主要功能。一卡通系统一方面减少了各部门在重复录入资料中带来的错漏现象；另一方面也保证了各部门资料的统一性、真实性和可靠性。由于校园一卡通的应用，大大减少了学校内的现金流通，大部分涉及资金的往来业务，可通过校园一卡通来完成。
 
    把校园网计费系统与一卡通系统对接，将可实现使用机器直接对校园网账号直接充值，减少现金交易。

    一个能够适应校园网络现状和发展要求的用户管理和计费系统是保证网络正常运行的基础。因为随着校园网络规模的扩大，管理者需要及时的了解用户对网络的使用情况，并引导用户合理的使用网络，对用户收取合理的网络费用，一方面可以保证网络的运行费用，促进用户有效使用网络资源，同时也可以使管理者对网络规模、用户情况、网络资源的使用状况有一个全面的了解，从而提高网络的管理水平。
 
    校园网计费用来统计用户的上网在线时间、上行数据量和下行数据量、访问的不同目标IP地址等信息，然后根据管理员给定的计费策略，进行费用计算。当用户连接网络后，访问服务器(NAS)就接受了用户的接人，同时给RADIUS服务器发送计费开始(Accounting Start)的信息。计费模块获取此信息后，记录该用户接人的时间和IP地址，并调用通信函数在流量计费服务器上注册该用户和IP地址，于是用户可以正常联网。当用户主动或意外断开了拨号连接时，访问服务器就会给RADIUS服务器发送计费结束(Accounting Stop)信息，于是计费模块记录该用户的会话结束时间，计算在线时间；并调用通信函数从计费服务器获取该用户的IP流量、注销该用户对该IP的使用。这样就实现了对用户在线时间以及所造成的流量的计费。 

    3 一卡通系统
 
    校园一卡通系统是指基于校园网，采用成熟、先进的非接触式IC卡实现数据采集而建成的校园数据管理应用平台。
 
    它综合应用了计算机技术、网络通信技术、数据库技术、自动控制技术和IC卡技术。该系统集证件管理、档案管理、考勤管理、餐厅管理、公寓管理、机房管理及其他多种管理服务功能于一体，真正实现了“一卡在手，走遍校园”，实现全校各类数据的统一性和运行规范性，是学校走向规范化、科学化、现代化管理的重要的象征 ]。系统采用一卡通系统网络、基于校园网的专用虚拟网和物理隔离的会融网络相结合的架构。
 
    校园网是一卡通系统的核心，消费结算中心各种数据服务器和各种自助圈存设备通过校阅网与各终端设备和银行网络的前置机进行通信。利用VLAN技术在校园网中为一卡通的应用划分一个或多个虚拟网，所有的以太网设备在VLAN部分和现有的校周网设备隔离，保证现有的校园网和一卡通部分是两个网络，设备不允许互相访问，以确保一卡通在校园网中的应用更为安全可靠，不受其它网络应用的影响。为了共享已有的校园网资源，一卡通与校园网采用防火墙进行单通道连接，保证一卡通网络能访问校园网数据 。
 
    4 校园网计费系统和一卡通系统的三方接口分析
 
    ①校园网计费系统的第三方接口模型(图1)：

    计费系统的第三方接口分服务端和客户端两部分，服务端和客户端之间通过HTYPS(默认端口8443)进行通讯。第三方系统使用的是接口的客户端部分。计费系统服务端提供了用于标准的JAVA或者C开发环境的开发包，通过该接口第三方设备不仅能实现向计费系统中用户付费，还能支持开户、用户查询、修改用户、暂停用户、恢复用户、缴费、注销等丰富的功能。
 
    ②一卡通系统的第三方接口模型(图2)：
 
    同样，一卡通系统的第三方接口分服务端和客户端两部分，服务端和客户端之间通过HTFPS(默认端口843)进行通讯。第三方系统使用的是接口的客户端部分。一卡通系统服务端提供了用于标准的JAVA或者C开发环境的开发包，通过该接口第三方设备不仅能实现向一卡通中用户收费，还能支持用户查询、修改用户密码、挂失用户、解除挂失用户、查询消费记录等丰富的功能。
 

    5 计费系统和一卡通系统的对接方案
 
    基于校园网计费系统和一卡通系统均支持第三方接口。通过第三方对接服务器实现两个系统的对接。对接后的网络实现模型如下图3。

    对接成功后，可直接使用一卡通为网络账号充值，充值对接流程如下：
 
    ①计费系统和一卡通系统分别与第三方接口服务器建立连接。
 
    ②用户在一卡通系统上面选择充值网络账号服务，并输入一卡通密码验证。
 
    ③一卡通系统密码验证，成功的话通过第三方接口服务器登录计费系统，失败的话则返回错误密码错误信息。
 
    ④一卡通系统通过第三方接口服务器提交用户的身份证件信息给计费系统，成功的话则计费系统返回用户姓名、账号、余额信息等给第三方接ISl服务器，失败的话则返回身份证件错误的信息给第三方接口服务器。
 
    ⑤第三方接口服务器把相应的信息返回给一卡通系统，并在用户操作界面显示。用户根据返回的信息操作。信息正确的话确认，并输入充值的金额。
 
    ⑥一卡通系统确认用户的一卡通余额大于充值的金额，成功的话通过第三方接口服务器提交充值的金额以及身份证件信息，错误的话则返回余额不足的信息。
 
    ⑦计费系统通过身份证件信息查询用户信息，成功的话返回允许充值信息给一卡通系统，错误则返回无法充值的信息。

    流等海况因素造成的航向扰动，都会在电罗经／GPS提供的实际航向数据中有所反映。
 
    尽管这些扰动无法独立且定量化的测量，难以建立准确实用的数学模型，但本质上是在不断改变着船舶运动过程的增益、惯性、滞后、非线性等动态特性。ANFIS的自适应能力应对动态特性的变化，确定适当的修正舵角，减少舵角调节过程中超调引起的振荡，改善纠正偏航操作效率，提高自动舵的控制运行品质。
 
    渐进辨识利用船舶过程模型的渐进方差算法获得增益、惯性、滞后，模型结构确定以及参数估计模型结构采用ARX模型，并根据最小二乘准则进行模型参数估计。高阶模型的 降阶和阶次的选取这里采用频率加权模型降阶方法，并运用渐进准则确定模型的阶次。模型的有效性检查根据模型的边界误差，确定建模质量的好坏。
 
    特征值提取器采集过程动态特性的参数有延迟时间、上升时间、过渡过程时间、峰值、峰值时间、最大超调量，过程变量的峰值误差和过零事件产生的速率都与控制过程的动态特性直接相关。
 
    卡尔曼噪声滤波器的作用是有效地滤去在K时刻所包含的由风、浪等因素引起的噪声成分，用于估算船舶在该时刻船在某一舵角下的船首向、旋回角速率及船舶运动特性参数。通过渐进辨识、特征值提取和卡尔曼滤波，建立船舶的预报模型。
 
    3 结束语
 
    针对船舶航向非线性不确定系统，利用自适应神经模糊的控制算法(ANFIS)，将模糊逻辑和神经网络适当地结合起来，既可以表达模糊语言变量，又具有学习功能。在对ANFIS的原理和算法介绍基础之上，讨论了ANFIS控制器的实现方法，并将ANFIS控制器应用到船舶航向非线性系统中，最大限度地减小船舶重心偏离计划航线的距离Y(见图1)，实施更合理的船舶航行控制。航迹控制功能在航向控制基础上进一步加强了自动舵控制能力：对各种海况的适应能力更强；减少人工操作的不确定性，自动控制水平提高，人工操作量减小；有利于进一步减小?S’字形摆动幅度，缩短实际航行距离，节能降耗。