校园一卡通数据分析研究
目 录
第1章 绪论 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 校园一卡通简介 - 2 -
1.4 研究需求分析 - 2 -
1.5 研究的目的与意义 - 3 -
第2章 相关技术介绍 - 4 -
2.1 SPSS软件介绍 - 4 -
2.2 聚类算法介绍 - 4 -
2.3 Python介绍 - 5 -
2.4 Eclipse介绍 - 5 -
第3章 数据预处理 - 6 -
3.1 数据收集 - 6 -
3.2 属性规约 - 8 -
3.3 数据标准化 - 8 -
第4章 数据分析 - 10 -
4.1 浴室数据 - 10 -
4.1.1 女生浴室一天内时间段的消费变化分析 - 10 -
4.1.2 浴室一周（7天）消费变化分析 - 15 -
4.1.3 浴室每月消费情况分析 - 16 -
4.1.4 女生浴室水龙头分析 - 20 -
4.2 餐厅数据 - 23 -
4.2.1 餐厅消费数据分析 - 23 -
4.2.2 餐厅具体窗口分析 - 28 -
总结与展望 - 31 -
参考文献 - 32 -
第1章 绪论
1.1 研究背景
随着信息技术与工作生活的深度融合，校园一卡通现在已经成为高校数字化校园建设中的重要组成部分，在学校的后勤、财务、医疗、学生管理等方面起着非常重要的作用[1]。它不仅极大地方便了教师与学生们的生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
活，而且积累了海量的数据信息，这些数据是学生在学校日常生活中消费所积累，能反应学校部分场所的真实使用情况。通过对数据的分析，发现隐藏在数据之中的规律，将这些规律应用在学校的实际管理工作中，将会对学校的管理产生重要的作用。但目前大多数的校园一卡通管理系统只能进行简单的统计，缺乏有力的数据分析手段，还不能从数据中发现所隐含的规律，对学校的管理决策部门还不能起到有效的辅助决策作用。如何从这些海量的数据中找到对学校管理有帮助的信息，对于提高学校全方位的管理和决策水平，有着较大的帮助[2]。
1.2 国内外研究现状
校园一卡通在高校已经使用多年，经过这些年的使用，在校园一卡通系统中已经存储了海量的数据，这些数据包括学校各个场所的数据。国内学者对于这些数据从不同的角度，采用不同的方法进行了分析研究，张兵兵等[3]人利用数据挖掘技术对校园内学生丢卡的现象进行研究分析，对导致学生丢卡的原因进行深入挖掘，发现学生丢卡与学生的专业有关，在学校中研究生院和国际教育学院的丢卡概率最大。曾秋凤[4]利用聚类分析方法，对学校餐厅的消费现象进行分析，得出下学期消费次数高于上学期消费次数的结论，并对学生平均每月消费金额进行分析，为学校发放贫困补助作为参考依据。初步实现了从校园卡数据中挖掘出对于学校建设决策等方面有意义的辅助决策知识。张佳[5]通过数据仓库技术及数据挖掘技术对学校学生消费数据进行分析，王德才[6]使用支持向量机的分类方法和关联分析的方法对学生消费数据进行分析，评出学生消费水平的高低，结合班主任对学生的了解，评出真正应该拿到助学金的贫困生，这为班主任评选贫困生提供了依据。王小雨[7]利用统计分析和数据挖掘的方法、徐建等[8]人利用聚类算法中的K均值方法对学校中学生使用热水的情况进行分析，得出使用热水的规律，为学校后勤部门提出合理供水的建议。罗华群[9]在数据库的基础上分析了学生生活和学习的关系，为学校评优与国家励志奖学金的发放提供依据。石飞飞[10]运用聚类分析、关联规则表和散点图的方式来实现关联规则的可视化，将学生的餐费、超市支出、成绩、出勤、门禁等结合起来进行分析。安静[11]把客户关系管理(CRM)和数据挖掘技术相结合，用来分析学校教职工的餐厅消费水平与实体满意度。
目前，国外有关数据分析方面的研究已经涉及到许多的行业，如：电信行业、电子商务行业、金融业、零售商、制造业、医疗等；数据分析研究能够解决的问题也涉及多个方面；在数据研究分析中许多的学者使用了K-means 算法、数据仓库、机器学习等技术。 K-means 聚类算法的提出与运用已经超过50年了，但它仍然凭借自己的优势位于应用最广泛的聚类算法的行列[12]。
综上所述，国内外对于数据的研究分析已经涉及多方面和采用多种方法。因此，结合具体的情况，本文采用了SPSS统计软件以及聚类分析等算法进行校园一卡通数据的研究分析。
1.3 校园一卡通简介
校园一卡通通俗来说就是全校所有师生员工在学校的身份证，在学校中每人手持一张校园卡。这个“身份证”融合了多种功能，校园一卡通集身份识别、自助缴费、消费购物等功能于一体，在宿舍、图书馆、浴室、超市等地方都可以使用，取代了以往的各种证件（学生证、工作证、身份证、借书证、餐卡、钱包、上机卡、停车卡、银行卡等）的功能，避免了因为证件较多使用不方便的问题，最终达到在学校中“校卡在手，畅通无 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
阻”的境界[13]。
校园卡与中国银行的银行卡绑定，同学们可以去人工窗口为校园卡充值，也可以通过自助圈存机进行充值，圈存系统实现了银行与学校的结合，极大方便了广大师生的充值、查询等操作，既节省学校师生的时间，也节省学校相关部门的人力资源。在学校使用网络时需要实名认证，借助校园一卡通对学生的上网行为进行管理，高效便利，在一定程度上规范了学生的上网行为。学校中的超市，医务室等场所都安装着统一的机器，可以通过校园卡进行支付，方便快捷[14]。
校园一卡通是“数字化校园”的重要基础工程，是集学校综合管理和金融服务于一体的多功能复合系统，在学校各个信息化管理业务中发挥着重要的作用，为学校的管理提供了方便，改变了以往传统的复杂管理模式，既方便学校对学生的管理，又方便学生的日常学习生活，为学校更好更快地发展提供了极大的便利[15]。
1.4 研究需求分析
浴室是学生在学校必须使用的场所，学校中的浴室对于学生至关重要，浴室的使用关系到学生的切身利益。目前，很多的学生都反映学校的浴室容量不能满足学生的需求，去浴室洗澡经常会碰到洗澡的高峰期，浴室之中经常会出现：衣橱不够用、衣服没有地方放、水龙头不够用、许多的同学在一旁等待、几个人共同使用一个水龙头等现象，这给学生们带来了极大的不便，不仅浪费了时间，有时因为抢占水龙头还会与其他同学产生冲突。随着学校的扩招，学校中的学生越来越多，这种现象也越来越严重，如何应对种现象，是学校浴室有关管理人员必须面对的问题，同时，也是学生想解决的问题。针对这种现象进行分析，发现浴室学生拥挤的原因有两方面：一方面是因为洗澡的人数较多；另一方面就是洗澡的时间太过于集中。洗澡的人数多不可能进行改变，但是洗澡的时间太过于集中，则可以发现这个集中的时间，有选择的避开这个时间，选择洗澡人数相对较少时进行洗澡。本文通过数据分析发现浴室有关月份、星期几、一天当中的洗澡高峰时间段等几个洗澡集中时间，帮助浴室的有关管理人员有针对性的管理，同时，帮助学生有选择的避开使用高峰期，合理的安排自己的时间。
图3-2 2016年9月1日女生浴室有关时间点的具体消费
第1章 绪论 - 1 -
1.1 研究背景 - 1 -
1.2 国内外研究现状 - 1 -
1.3 校园一卡通简介 - 2 -
1.4 研究需求分析 - 2 -
1.5 研究的目的与意义 - 3 -
第2章 相关技术介绍 - 4 -
2.1 SPSS软件介绍 - 4 -
2.2 聚类算法介绍 - 4 -
2.3 Python介绍 - 5 -
2.4 Eclipse介绍 - 5 -
第3章 数据预处理 - 6 -
3.1 数据收集 - 6 -
3.2 属性规约 - 8 -
3.3 数据标准化 - 8 -
第4章 数据分析 - 10 -
4.1 浴室数据 - 10 -
4.1.1 女生浴室一天内时间段的消费变化分析 - 10 -
4.1.2 浴室一周（7天）消费变化分析 - 15 -
4.1.3 浴室每月消费情况分析 - 16 -
4.1.4 女生浴室水龙头分析 - 20 -
4.2 餐厅数据 - 23 -
4.2.1 餐厅消费数据分析 - 23 -
4.2.2 餐厅具体窗口分析 - 28 -
总结与展望 - 31 -
参考文献 - 32 -
第1章 绪论
1.1 研究背景
随着信息技术与工作生活的深度融合，校园一卡通现在已经成为高校数字化校园建设中的重要组成部分，在学校的后勤、财务、医疗、学生管理等方面起着非常重要的作用[1]。它不仅极大地方便了教师与学生们的生 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
活，而且积累了海量的数据信息，这些数据是学生在学校日常生活中消费所积累，能反应学校部分场所的真实使用情况。通过对数据的分析，发现隐藏在数据之中的规律，将这些规律应用在学校的实际管理工作中，将会对学校的管理产生重要的作用。但目前大多数的校园一卡通管理系统只能进行简单的统计，缺乏有力的数据分析手段，还不能从数据中发现所隐含的规律，对学校的管理决策部门还不能起到有效的辅助决策作用。如何从这些海量的数据中找到对学校管理有帮助的信息，对于提高学校全方位的管理和决策水平，有着较大的帮助[2]。
1.2 国内外研究现状
校园一卡通在高校已经使用多年，经过这些年的使用，在校园一卡通系统中已经存储了海量的数据，这些数据包括学校各个场所的数据。国内学者对于这些数据从不同的角度，采用不同的方法进行了分析研究，张兵兵等[3]人利用数据挖掘技术对校园内学生丢卡的现象进行研究分析，对导致学生丢卡的原因进行深入挖掘，发现学生丢卡与学生的专业有关，在学校中研究生院和国际教育学院的丢卡概率最大。曾秋凤[4]利用聚类分析方法，对学校餐厅的消费现象进行分析，得出下学期消费次数高于上学期消费次数的结论，并对学生平均每月消费金额进行分析，为学校发放贫困补助作为参考依据。初步实现了从校园卡数据中挖掘出对于学校建设决策等方面有意义的辅助决策知识。张佳[5]通过数据仓库技术及数据挖掘技术对学校学生消费数据进行分析，王德才[6]使用支持向量机的分类方法和关联分析的方法对学生消费数据进行分析，评出学生消费水平的高低，结合班主任对学生的了解，评出真正应该拿到助学金的贫困生，这为班主任评选贫困生提供了依据。王小雨[7]利用统计分析和数据挖掘的方法、徐建等[8]人利用聚类算法中的K均值方法对学校中学生使用热水的情况进行分析，得出使用热水的规律，为学校后勤部门提出合理供水的建议。罗华群[9]在数据库的基础上分析了学生生活和学习的关系，为学校评优与国家励志奖学金的发放提供依据。石飞飞[10]运用聚类分析、关联规则表和散点图的方式来实现关联规则的可视化，将学生的餐费、超市支出、成绩、出勤、门禁等结合起来进行分析。安静[11]把客户关系管理(CRM)和数据挖掘技术相结合，用来分析学校教职工的餐厅消费水平与实体满意度。
目前，国外有关数据分析方面的研究已经涉及到许多的行业，如：电信行业、电子商务行业、金融业、零售商、制造业、医疗等；数据分析研究能够解决的问题也涉及多个方面；在数据研究分析中许多的学者使用了K-means 算法、数据仓库、机器学习等技术。 K-means 聚类算法的提出与运用已经超过50年了，但它仍然凭借自己的优势位于应用最广泛的聚类算法的行列[12]。
综上所述，国内外对于数据的研究分析已经涉及多方面和采用多种方法。因此，结合具体的情况，本文采用了SPSS统计软件以及聚类分析等算法进行校园一卡通数据的研究分析。
1.3 校园一卡通简介
校园一卡通通俗来说就是全校所有师生员工在学校的身份证，在学校中每人手持一张校园卡。这个“身份证”融合了多种功能，校园一卡通集身份识别、自助缴费、消费购物等功能于一体，在宿舍、图书馆、浴室、超市等地方都可以使用，取代了以往的各种证件（学生证、工作证、身份证、借书证、餐卡、钱包、上机卡、停车卡、银行卡等）的功能，避免了因为证件较多使用不方便的问题，最终达到在学校中“校卡在手，畅通无 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^3^5`1^9`1^6^0`7^2#
阻”的境界[13]。
校园卡与中国银行的银行卡绑定，同学们可以去人工窗口为校园卡充值，也可以通过自助圈存机进行充值，圈存系统实现了银行与学校的结合，极大方便了广大师生的充值、查询等操作，既节省学校师生的时间，也节省学校相关部门的人力资源。在学校使用网络时需要实名认证，借助校园一卡通对学生的上网行为进行管理，高效便利，在一定程度上规范了学生的上网行为。学校中的超市，医务室等场所都安装着统一的机器，可以通过校园卡进行支付，方便快捷[14]。
校园一卡通是“数字化校园”的重要基础工程，是集学校综合管理和金融服务于一体的多功能复合系统，在学校各个信息化管理业务中发挥着重要的作用，为学校的管理提供了方便，改变了以往传统的复杂管理模式，既方便学校对学生的管理，又方便学生的日常学习生活，为学校更好更快地发展提供了极大的便利[15]。
1.4 研究需求分析
浴室是学生在学校必须使用的场所，学校中的浴室对于学生至关重要，浴室的使用关系到学生的切身利益。目前，很多的学生都反映学校的浴室容量不能满足学生的需求，去浴室洗澡经常会碰到洗澡的高峰期，浴室之中经常会出现：衣橱不够用、衣服没有地方放、水龙头不够用、许多的同学在一旁等待、几个人共同使用一个水龙头等现象，这给学生们带来了极大的不便，不仅浪费了时间，有时因为抢占水龙头还会与其他同学产生冲突。随着学校的扩招，学校中的学生越来越多，这种现象也越来越严重，如何应对种现象，是学校浴室有关管理人员必须面对的问题，同时，也是学生想解决的问题。针对这种现象进行分析，发现浴室学生拥挤的原因有两方面：一方面是因为洗澡的人数较多；另一方面就是洗澡的时间太过于集中。洗澡的人数多不可能进行改变，但是洗澡的时间太过于集中，则可以发现这个集中的时间，有选择的避开这个时间，选择洗澡人数相对较少时进行洗澡。本文通过数据分析发现浴室有关月份、星期几、一天当中的洗澡高峰时间段等几个洗澡集中时间，帮助浴室的有关管理人员有针对性的管理，同时，帮助学生有选择的避开使用高峰期，合理的安排自己的时间。
图3-2 2016年9月1日女生浴室有关时间点的具体消费
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