学生心理健康危机辅导风险评估系统设计

王金贵，齐燕铭

（河北工程大学，河北邯郸 056021）

0 引 言

随着社会各方面压力不断增大，学生心理健康问题所导致的恶性事件屡见不鲜，从北大投毒案到云大“马加爵事件”，再到复旦大学“投毒事件”，这一连串事件均发生在校园里，可以看出高等院校存在的心理危机问题，促使国家更加关注学生心理健康危机辅导工作[1-2]。21 世纪竞争激烈，生活、工作、学习等都面临着许多压力与挑战，学生不仅需要健康的体魄，丰富的社会文化知识，优良的思想道德素养，还要有较强的抗危机能力，才能拥有更加强大的心理素质。由此可知，心理健康危机辅导对学生的健康成长至关重要。

心理健康危机辅导风险评估是通过严格的环境控制观察学生的特定行为，并针对其行为过程中心理变化的特点进行数据化分析评估的手段[3-4]。由于每个人对事物所做出的反应不同，其心理变化也不同，使得表现出来的态度、动机等都有很大差异。心理健康危机辅导风险评估的任务就是研究不同学生的不同心理状态，通过掌握其心理行为的规律，指导其参加相应的社会活动，最终使学生达到身心健康的目的。综上所述，针对高校学生心理健康危机辅导工作的具体需求，利用数字多媒体手段对其心理健康问题评估系统进行优化设计，以期更有效地提升学生心理健康水平。

1 针对学生心理健康危机辅导风险评估系统硬件设计

通过对原有的学生心理健康危机辅导风险评估系统进行全面研究，进一步优化该系统的各个环节的设计，对原有的系统硬件环境进行优化，优化后的系统硬件框架如图1 所示。

图1 系统硬件环境部署架构图

系统硬件框架设计作为整个系统设计的基础，是整个系统正常运行的重要保障。依据系统硬件架构的设计，对硬件环境架构内部进一步优化，并完成对整个系统过程的优化。

1.1 主控芯片的选择

主控芯片（MCU）是学生心理健康危机辅导风险评估系统的核心，等同于人类的大脑，其控制着整个风险评估系统，主要具有将采集到的模拟信号不间断地转换成数据信号，并将收集到的数据信号进行数字滤波与数据传输的功能。MCU 具有体积较小、功率损耗较低等优点，可以通过自身携带的一个或多个USART 通信接口，利用高频率的处理速度对信号进行采集与数字滤波，在一定程度上降低了底层寄存器的配置。MCU 内置有多个A/D 转换器，利用较高的时钟频率将分辨率大于16 位的模拟信号转化为数据信号，可以通过较少的外围电路完成相应的功能，减少在传输过程中出现问题的可能性，提高了性能的稳定性。具体的MCU 内部构成如表1 所示。

表1 MCU 内部构成表

在充分考虑到系统功能需求的基础上，结合MCU芯片的特点，从耗能、体积、速率等方面考虑，利用CortexTM-M3[5-6]的MCU 芯片作为该系统硬件的主控芯片，其芯片具体架构如图2 所示。

图2 主控芯片具体架构

利用该芯片的48 个引脚与外围电路进行连接，通过其28 个I/O 引脚的预设，降低系统软件编程的难度，进而提升整个系统的优化效果。

1.2 最小系统运行电路设计

MCU 作为数字化电路的处理核心，可以向整个系统硬件发布指令。MCU 最小的系统由复位电路、电源电路、晶振电路、程序电路组成。复位电路保证了MCU在抛出既定范围的情况下使其回到初始状态；晶振电路保证了将准确的内外部时钟源提供给MCU 电路；程序电路将程序导入MCU 接口，保证MCU 芯片的正常运转。MCU 最小系统及电路如图3 所示。

图3 最小系统和电路示意图

MCU 电路利用32 MHz 的外部晶振源，提高系统时钟的准确性；采用SWD 方式结合芯片内8 个引脚，保证MCU 时钟正常运行，将嵌入式编程代码通过SWDIO 导入芯片[7]中，并结合OLED 电路显示波形。芯片结合最小系统与电阻将采集到的模拟信号传送进转换器，通过不间断的循环扫描方式对采集到的模拟信号进行转换。

将前文所设定的系统硬件部分与原有的系统设备相融合，完成学生心理健康危机辅导风险评估系统硬件部分的安装，保证系统软件部分的开发。

2 针对学生心理健康危机辅导风险评估系统软件设计

2.1 心理辅导风险计算模型构建

在此次设计中，使用跨学科的形式对学生心理健康危机辅导风险进行相应的量化处理，针对此次研究对象的特征，将信息安全风险评估指南[8-9]中的风险计算模型作为此次系统设计中风险评估模型的蓝本，具体风险计算公式如下所示：

式中：A表示学生心理健康危机辅导风险；B表示辅导方式；C表示学生心理健康脆弱性；D表示学生心理健康风险威胁因素；Ei表示风险对学生的影响程度；G表示学生自身健康等级值；Ji表示辅导过程自身的脆弱性。

在此计算模型的使用过程中，为保证模型计算结果的可靠性与真实性，将辅导后发生风险的原因归结为几方面，即辅导的重要性、风险事件发生的可能性以及风险事件发生的后果[10-11]。因此，可将公式（1）中的风险计算公式推导如下：

式中：A表示量化后的风险值；T表示学生接受辅导的时长；W表示风险事件发生后学生的受影响程度；V表示风险事件发生的概率。根据文献[12]中获取的风险计算方法，可以将风险事件的影响值与事件发生的可能性表示为相乘或是相加的形式，通过增函数的形式得到风险事件的量化结果。

根据上述函数中的A，T，W，V之间的管理，采用相乘的方式获取量化结果，具体如下所示：

使用上式（3）得出整体的风险计算公式，并将其与原有风险研究方法相结合，使用更为合适的方法求出T，W以及V的取值范围，同时得到科学的T，W和V的量化单位，进而得到量化后的风险值A。

2.2 心理危机辅导风险评估

在此次设计中，使用模糊逻辑的基本原理[13-14]作为心理辅导风险评估的主要方法。设定在风险度集合X中具有相应的辅导论域G，且存在g∈G，则G的特征函数为fg，则此函数可满足下述条件：

式（4）、式（5）采用了经典集合的部分概念，X的特征函数在G的值可表示为fx取值为x时对G的隶属程度。因此，对于任意的g∈G，都会有对应的g∈fx或是g∉fx。根据此理论可将辅导工作的风险值由传统的{ 0,1 }取值范围转换为封闭取值区间[0,1 ]，通过上述处理后，可将风险值的特征函数转化为隶属函数[15]αx(g)，具体公式如下所示：

上述计算过程中，主要对自然事物展开研究与处理，为了提升对辅导风险评估的精准度，在此次研究中，将原有的风险评估方法应用其中。令原有评估方法的评估结果为S，其可对应取值为t,p,q，且t≠p≠q，则评估结果可满足下述条件：

使用上述公式，对风险评估结果的隶属度展开分析，同时将此次分析结果作为最终结果输出，以提升风险评估的可靠性与真实性。将此部分运算过程使用编程的形式输入到系统模块中，部分关键编程内容如下：

通过使用上述编程内容，将评估结果引入上述计算环节中，完成隶属度计算过程。将上述设计硬件与软件相结合，融入原有评估系统中，至此，完成学生心理健康危机辅导风险评估系统的相关设计。

3 系统测试分析

3.1 系统测试环境设计

为验证文中设计系统的使用效果，在此环节中，选用目前市面比较常见的两种系统与文中设计系统进行对比。在进行三种系统的对比测试时，需要设定合理的测试环境保证测试过程的稳定性。因而此次系统测试环境采用分布式架构，其中包括1 台服务器作为主节点以及3 台数据处理服务器作为节点，实现数据运算的高效性与稳定性。系统测试平台构架如表2 所示。

表2 系统测试平台构架

在此次系统测试中，将使用上述测试平台完成测试过程，获取文中设计系统的使用效果。

3.2 系统测试方案

在此次系统测试的过程中，将某高校得到的学生心理健康危机辅导课程量化处理为数据的形式，输出到测试平台中。使用文中设计系统与目前使用中的两种评估系统即文献[1]、文献[2]中使用的系统，对上述目标数据中的风险情况进行评估与分析，如图4 所示。在此次系统测试中，将风险值计算结果、评估等级查询精准度以及系统评估处理时间作为测试中的对比指标。在此次系统测试中，将采用多次测试的形式以提升对比的精度。使用上述设定的系统测试方案完成系统测试，获取有效的系统测试分析结果。

图4 风险值计算结果对比

3.3 系统测试分析

通过上述测试结果可以看出，文中设计系统风险值计算结果的可靠性较高。根据系统测试结果可以看出，文中设计系统的风险值计算结果较为稳定，在多次计算过程中，其计算精度长期维持在98%以上，且上下变化幅度较小，可见此系统的计算可靠性高。与文中设计系统的风险值计算结果对比可知，目前使用中的两种系统风险值计算结果出现了大幅度波动的情况。根据以往研究可知，风险评估结果较少出现大幅度波动的情况，由此可知目前使用中的评估系统对于风险值的计算能力较差。

根据图5 系统评估等级查询精准度测试结果可以看出，文中设计系统的评估等级查询精准度较高，最高可达到99%。说明此系统的风险值计算能力较强，保证了此测试结果的高精准度。通过分析目前使用中的两种评估系统可以看出，由于风险值计算能力不足，导致其评估等级查询精准度受到了严重的影响，查询精准度较低，系统处理结果可信度不高。

图5 评估等级查询精准度测试结果

基于图6 测试结果可知，文中设计系统的评估处理时间相较于目前使用中的系统较短，最短可在5 s 内完成评估。通过对风险评估系统的全面研究分析可知，此系统运转时间最长的模块为风险值计算环节，由于文中设计系统的风险值计算能力较强，因此在此轮测试中，文中设计系统的系统评估处理时间较短，风险评估效率较高。

图6 系统评估处理时间测试结果

综合风险值计算、评估等级查询精准度以及系统评估处理时间三部分测试结果可知，文中设计系统的使用效果优于目前使用中的评估系统。

4 结 语

学生是祖国的未来和民族的希望，但现如今学生心理问题频发，造成了极为恶劣的社会影响。为了及时发现学生心理问题，避免意外发生，需要设计学生心理健康危机辅导风险评估系统，为此，本文对其展开研究。在原有的学生心理健康危机辅导风险评估系统基础上，设计新型学生心理健康危机辅导风险评估系统。首先设计系统硬件部分；再构建心理辅导风险计算模型，实现风险值量化过程，并计算风险值隶属度；最后，将评估结果引入此部分计算中，得到精确的评估等级，从而完成学生心理健康危机辅导风险评估系统设计。经实验证明，设计系统评估精准度最高可达到99%，检测时间最低为5 s，提升了评估性能。但由于时间所限，还未对全部因素进行分析，未来将会继续加深对此方面的研究，以期为及时发现学生心理问题并进行心理辅导提供一定帮助。