学生心理智慧云服务应用程序的设计

杨惠 高熙龙 徐珺洁

摘要：针对国内目前尚不成熟的线上心理服务平台生态体系，利用人工智能、Lucene搜索算法等设计与开发了学生心理智慧云服务应用程序。本App具有人机对话、心理测试、问题悬赏等功能，重点解决学生在与舍友、老师、家长、恋人等关系上的心理问题。本App充分利用人机对话与心理老师在线交流能方便有效地解决大学生的一般心理问题，缓解大学生心理压力，降低治疗费用，帮助高校大学生走出心理困境、增强心理意志、重塑健康人格。

关键词：心理咨询;人机交互;云服务平台

中图分类号：TP311.5     文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）31-0102-05

Design of Cloud Service Application for Students' Psychological Intelligence

YANG Hui1， GAO Xi-long1， XU Jun-jie2

（1.School of Computer Science and Technology， Taizhou University，Taizhou 225300， China; 2. College of Educational Sciences，  Taizhou University，Taizhou 225300， China）

Abstract： Aiming at the immature online psychological service platform ecosystem in China， this paper designs and develops a student psychological cloud service app based on Android by using artificial intelligence and Lucene search algorithm. This app has the functions of man-machine dialogue， psychological test， problem reward and so on. It focuses on solving students' psychological problems in the relationship with roommates， teachers， parents， lovers and so on. This app makes full use of man-machine dialogue and online communication with psychological teachers， which can easily and effectively solve the general psychological problems of college students， relieve the psychological pressure of college students， reduce the cost of treatment， help college students out of psychological difficulties， enhance psychological will， and reshape healthy personality.

Key words： psychological consulting; human-computer interaction; cloud services platform

1 引言

当前在校学生的心理健康状况普遍处于亚健康状况，国家要求各学校重视并分析解决学生的心理健康问题[1]。传统的线下问诊和高昂的心理治療费用阻碍了太多学生治疗自己的心理疾病，这在一定程度上促进了线上心理咨询平台[2]的发展。结合人工智能与移动网络技术设计开发的移动心理咨询App，充分利用人机交互和心理老师在线咨询功能，方便有效的解决学生一般心理问题，缓解学生的心理压力和降低治疗费用。文中充分考虑到学生的心理健康状况和经济能力等因素，重点解决其在与舍友、老师、家长、恋人等对象关系矛盾的问题。基于人工智能、人工神经网络和Lucene搜索算法设计并开发了线上心理服务软件学生心理智慧云服务应用程序，作为线下心理咨询的重要补充。本软件具有公益性、实用性和技术不可复制性等特点，其主打特色便是人机交互功能，能够在一定程度上保护国内目前尚不成熟的线上心理服务平台生态体系的良好发展，帮助在校学生维护心理健康。

2 系统设计

2.1 系统架构设计

本系统是基于Android系统的智能终端和学生心理智慧云服务应用软件，用户包括各个年龄段的在校学生，为学生解决常见的心理问题，并且充分利用学校心理教师资源，提供与学校心理老师沟通的平台。用户可以随时打开APP使用人机对话功能与人工智能对话，或者直接向学校心理老师在线咨询，以此为学生的心理健康安全保驾护航。

心理云服务App整理架构，如图1所示。

2.2 系统功能模块设计

该系统的服务端部署在远程服务器，操作系统为Windows10，前后端分离部署。根据心理云服务系统的需求分析，系统分为首页、动态、交互界面、我在你听、设置五个界面。

功能模块图，如图2所示。

文中设计与开发的学生心理智慧云服务应用程序主要涉及以下八大功能模块。

1）心理测试

用户根据需求选择相应的心理测试，完成测试后得出用户当前心理问题的相对科学的指标。测试结果可作为当前心理问题内容的参考。

2）放松练习

用户根据心情状况选择适合自己的放松练习缓解心理压力，如放松音乐、冥想练习等形式。

3）心理文章

用户日常可查看相关心理知识和维持身心愉悦的文章，阅读文章能帮助用户了解自身心理状况并放松心情。

4）心情日记

用户日常可进行心情记录，以文字、表情、图片、语音等形式，让用户在记录心情的过程中排解心理压力，放松心情。

5）动态

用户可实时分享当下的心情，向平台所有用户提出心理问题。动态内容可以发布给所有用户进行公开悬赏，已解决自己的心理问题。也可以只对自己开放，作为内心私密的空间。

6）人机交互

用户的一些常见的心理问题可以向人工智能提出，人工智能能够根据事先编写好的常见心理问题的专业知识库和用户智能回答[3]，此功能可以帮助缓解心理咨询师短缺的状况。

7）在线咨询

用户在人机交互中未解决的问题，可选择向学校老师进行在线咨询，或者与老师预约线下见面的时间。

8）设置

本功能包含用户基本信息、个性化界面设置、系统设置、我的客服等功能。

2.3 数据库表设计

1）User（用户表）存储用户相关信息，详见表1所示。

2）MachineConversation（人机对话内容表）用户与人工智能对话的内容，详见表2所示。

3）Teachers（学校老师表）存储学校老师的相关信息，详见表3所示。

4）TeacherConversation（对话内容表）存储用户与学校老师的对话内容，详见表4所示。

5）Test（心理测试表）存储相关的心理测试和心理测试结果信息，详见表5所示。

6）Article（心理文章表）存储相关的心理文章信息，详见表6所示。

3 系统开发

3.1 开发环境

本系统的开发基于大创项目《模拟未来聊天》，以MySQL作为数据库，以Android Studio作为开发平台，运用CSS和HTML、JavaScript、Python语言和Bootstrap框架[5]进行设计编写。系统的前端采用HTML+CSS+JS+Java+Bootstrap实现，后端采用Django框架开发。用户首先需要登录自己的账号，登录方式为输入用户学校、学号，登录完成后即可使用所有功能。

3.2 MVP模式

MVP的全称是模型—视图—展示器（Model-View-Presenter）[6]，Model负责管理数据，View负责界面显示，Presenter负责业务逻辑的处理。

MVP的执行流程是，View与Model之间的交互均发生在Presenter内部。View与Presenter之间、Presenter與Model之间都实现双向通信。Presenter负责观察Model，如果Model发生改变就对View进行更新。

MVP的执行流程图，如图3所示。

在人机对话功能中，Model应包括学生常见心理问题的专业知识库作为基础数据，Presenter包含语言处理、搜索等核心算法的实现功能。View负责采集用户的输入信息，处理后发送给Presenter进行相应的数据分析，并与Model进行交互修改相应的数据，数据处理后将信息发送给View让用户能够查看数据处理结果并等待用户的下一次输入。

3.3 Lucene搜索算法

Lucene算法能够实现快速从数据库中找到相应数据功能，Lucene是一个高性能的Java全文检索工具包，它使用的是倒排文件索引结构[7]。Lucene是基于关键词索引和查询的，可以用二元搜索算法快速定位关键词[8]。

实现时Lucene将索引数据分别作为词典文件（Term Dictionary）、频率文件（Frequencies）、位置文件（Positions）保存。其中词典文件不仅保存每个关键词，还保留指向频率文件和位置文件的指针。通过指针可以找到该关键字的频率信息和位置信息。

Lucene中使用了field的概念，用于表达信息所在位置（如标题、文章、URL中）。在建索引中，该field信息也记录在词典文件中，每个关键词都有一个field信息（因为每个关键字一定属于一个或多个field）。

为了减小索引文件的大小，Lucene对索引使用了压缩技术。对词典文件中的关键词进行压缩，并且大量用到对数字的压缩，数字只保存与上一个值的差值。

进行搜索用户首先输入查询语句，代码对查询语句进行词法分析、语法分析及语言处理。然后搜索索引，得到符合语法树的文档，根据得到的文档和查询语句的相关性，对结果进行排序。最终得出查询结果。

具体Lucene算法流程图，如图4所示。

4 实现与测试（Implementation and testing）

4.1 首页

首页，是软件的开启界面。在进入首页之前，有一个广告界面，用于心理知识普及或广告展示。首页界面包含心理测试、放松练习、心理文章、心情日志四个心理方面的辅助功能。能够帮助用户进行心理问题的了解、处理、记录等操作。

以下展示广告页、首页、心情日记界面三个界面，如图5所示。

4.2 动态界面

动态界面中包含用户发布内心想法、分享动态、问题悬赏等功能。用户可将自己的心理问题悬赏出去，挑选满意的回答支付赏金。其他用户看到满意的回答也可以给回答者支付赏金。在此过程中，平台从中收取手续费。

以下展示动态、写动态界面，如图6所示。

4.3 人机交互界面

这是软件的主界面。此功能将通过人工智能和Lucene搜索算法连接学生常见心理问题的专业知识库来实现，最终能够使用户通过运用此页面实现心理诉求的解决。此功能将专注于人际关系和情绪领域，人际关系领域将细分为4个方面，宿舍关系、亲子关系、恋人关系、师生关系，情绪领域下分学业压力。这5个方面将各自向下细分为5个关键词并进行回答。形成初步的常见心理问题的专业知识库后进行代码实现。

心理问题选择界面设置为抽屉样式，用户可以选择心理问题的分类后打开抽屉进行问题的描述，与人工智能进行交流、排解，人工智能将智能回复。

以下展示心理问题选择、人机交互界面，如图7所示。

用户完成咨询后，将进行满意度评价。用户可根据对话满意度选择问题是否得到解决，如果选择未解决，跳转寻求后台帮助或发动态选择;如果问题得到解决，按照用户意愿选择是否打赏并且可以选择将此次对话内容存入抽屉（保存）或者将对话内容粉粹（删除）。

以下展示人机交互页面结束提示界面，如图8所示。

4.4 学校老师心理咨询入口

我们将和学校合作，邀请学校内配备的心理老师入驻，为学生心理咨询和预约提供入口。用户可以在本软件上和学校心理老师进行在线咨询，或在线预约时间进行线下咨询。用户在选择老师时，平台提供老师的擅长心理领域、性别等资料供用户选择和查看。

以下展示我在你听、对话内容界面，如图9所示。

4.5 我的界面

此页面包含个性化设置、开通会员、我的收藏、我的相册、我的文件等功能。在点击个人头像后，可进入个人资料填写界面。在点击个性化设置后，可进入软件设置界面，在此界面中进行整体颜色修改和系统设置等操作。

以下展示设置、个人主页、个性化设置界面，如图10所示。

5 结论

学生心理智慧云服务应用程序完善了国内目前尚不成熟的具有人机交互功能的心理咨询系统空缺，将市面上现有的有关心理咨询和心理辅助治疗的功能组合在一起，再加上其独有的创新功能（如人机交互），结合成一款专注于学生心理健康保护的应用，为学生提供既方便快捷又安全的线上心理健康监护与治疗。其不局限于现有软件仅仅有在线心理咨询师预约、心理测试、心理文章等功能，而是在它们基础之上建立常见心理问题的自动回答，并且与学校心理系统连接，与学生学校心理咨询师共同守护学生的心理健康安全。为社会心理健康行业开发出一款适合于学生的心理咨询平台，真正实现了与“互联网+”社会心理健康服务的结合。

目前心理咨询行业信息化建设中人工智能进入心理行业将成为新常态，文中以Android操作系統为平台，利用人工智能技术结合移动设备的便捷性，高效地将学校、社会的心理治疗资源融合，实现了一款面向学生即时问答、治疗心理问题的智能心理云手机App软件。但仍有很多功能不够完善，人工智能能够回答的问题也很有限，需要进一步的研究和改进。今后将进一步丰富系统功能，提高人工智能回答问题的能力，扩充学生常见心理问题的专业知识库，让人工智能能够解答更多用户的问题，使更多的用户受益，减少学生有心理健康的烦恼。同时不断对页面进行优化，提高页面动态化的更新效果。此外还需扩展应用系统，如IOS、Windows等。

参考文献：

[1] 沈洪炎.大数据时代高校心理健康自服务系统的创新[J].西部素质教育，2019，5（16）：92-93.

[2] 刁欣越，魏文博，李洁，等.线上心理咨询平台商业生态系统与可持续发展方式——基于“AI+RPA”模式的互联网平台研究[J].现代商业，2021（6）：25-29.

[3] 鞠晓峰，都军，覃军，等.人工智能在智能问答系统中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2021（3）：36-37.

[4] 白新国，刘姿邑，张光辉，等.基于Android平台的智能健康医疗系统设计与开发[J].电子设计工程，2021，29（4）：107-111.

[5] 黄志华.基于智慧校园平台的高校在线心理咨询系统的建设[J].大众标准化，2019（14）：206-207.

[6] 游俊慧.MVC、MVP、MVVM三种架构模式的对比[J].办公自动化，2020，25（22）：11-12，27.

[7] 潘胜一.基于倒排索引的压缩算法性能研究[D].杭州：杭州电子科技大学，2009.

[8] Hirsch L，Brunsdon T.A comparison of lucene search queries evolved as text classifiers[J].Applied Artificial Intelligence，2018，32（7/8）：768-784.

【通联编辑：梁书】

收稿日期：2021-05-10

基金项目：国家级创新训练项目，模拟未来聊天（202012917004）

作者简介：杨惠（1999—），女，本科生，研究方向为嵌入式系统开发;高熙龙（2000—），男，本科生，研究方向为嵌入式系统开发;徐珺洁（1999—），女，本科生，研究方向为学生心理健康。