王金貴，齊燕銘

（河北工程大學(xué)，河北邯鄲 056021）

0 引 言

隨著社會(huì)各方面壓力不斷增大，學(xué)生心理健康問題所導(dǎo)致的惡性事件屢見不鮮，從北大投毒案到云大“馬加爵事件”，再到復(fù)旦大學(xué)“投毒事件”，這一連串事件均發(fā)生在校園里，可以看出高等院校存在的心理危機(jī)問題，促使國家更加關(guān)注學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)工作[1-2]。21 世紀(jì)競爭激烈，生活、工作、學(xué)習(xí)等都面臨著許多壓力與挑戰(zhàn)，學(xué)生不僅需要健康的體魄，豐富的社會(huì)文化知識(shí)，優(yōu)良的思想道德素養(yǎng)，還要有較強(qiáng)的抗危機(jī)能力，才能擁有更加強(qiáng)大的心理素質(zhì)。由此可知，心理健康危機(jī)輔導(dǎo)對(duì)學(xué)生的健康成長至關(guān)重要。

心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是通過嚴(yán)格的環(huán)境控制觀察學(xué)生的特定行為，并針對(duì)其行為過程中心理變化的特點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)化分析評(píng)估的手段[3-4]。由于每個(gè)人對(duì)事物所做出的反應(yīng)不同，其心理變化也不同，使得表現(xiàn)出來的態(tài)度、動(dòng)機(jī)等都有很大差異。心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的任務(wù)就是研究不同學(xué)生的不同心理狀態(tài)，通過掌握其心理行為的規(guī)律，指導(dǎo)其參加相應(yīng)的社會(huì)活動(dòng)，最終使學(xué)生達(dá)到身心健康的目的。綜上所述，針對(duì)高校學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)工作的具體需求，利用數(shù)字多媒體手段對(duì)其心理健康問題評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，以期更有效地提升學(xué)生心理健康水平。

1 針對(duì)學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

通過對(duì)原有的學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)進(jìn)行全面研究，進(jìn)一步優(yōu)化該系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，對(duì)原有的系統(tǒng)硬件環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的系統(tǒng)硬件框架如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)硬件環(huán)境部署架構(gòu)圖

系統(tǒng)硬件框架設(shè)計(jì)作為整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，是整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行的重要保障。依據(jù)系統(tǒng)硬件架構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)硬件環(huán)境架構(gòu)內(nèi)部進(jìn)一步優(yōu)化，并完成對(duì)整個(gè)系統(tǒng)過程的優(yōu)化。

1.1 主控芯片的選擇

主控芯片（MCU）是學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的核心，等同于人類的大腦，其控制著整個(gè)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，主要具有將采集到的模擬信號(hào)不間斷地轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)，并將收集到的數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行數(shù)字濾波與數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?。MCU 具有體積較小、功率損耗較低等優(yōu)點(diǎn)，可以通過自身攜帶的一個(gè)或多個(gè)USART 通信接口，利用高頻率的處理速度對(duì)信號(hào)進(jìn)行采集與數(shù)字濾波，在一定程度上降低了底層寄存器的配置。MCU 內(nèi)置有多個(gè)A/D 轉(zhuǎn)換器，利用較高的時(shí)鐘頻率將分辨率大于16 位的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號(hào)，可以通過較少的外圍電路完成相應(yīng)的功能，減少在傳輸過程中出現(xiàn)問題的可能性，提高了性能的穩(wěn)定性。具體的MCU 內(nèi)部構(gòu)成如表1 所示。

表1 MCU 內(nèi)部構(gòu)成表

在充分考慮到系統(tǒng)功能需求的基礎(chǔ)上，結(jié)合MCU芯片的特點(diǎn)，從耗能、體積、速率等方面考慮，利用CortexTM-M3[5-6]的MCU 芯片作為該系統(tǒng)硬件的主控芯片，其芯片具體架構(gòu)如圖2 所示。

圖2 主控芯片具體架構(gòu)

利用該芯片的48 個(gè)引腳與外圍電路進(jìn)行連接，通過其28 個(gè)I/O 引腳的預(yù)設(shè)，降低系統(tǒng)軟件編程的難度，進(jìn)而提升整個(gè)系統(tǒng)的優(yōu)化效果。

1.2 最小系統(tǒng)運(yùn)行電路設(shè)計(jì)

MCU 作為數(shù)字化電路的處理核心，可以向整個(gè)系統(tǒng)硬件發(fā)布指令。MCU 最小的系統(tǒng)由復(fù)位電路、電源電路、晶振電路、程序電路組成。復(fù)位電路保證了MCU在拋出既定范圍的情況下使其回到初始狀態(tài)；晶振電路保證了將準(zhǔn)確的內(nèi)外部時(shí)鐘源提供給MCU 電路；程序電路將程序?qū)隡CU 接口，保證MCU 芯片的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。MCU 最小系統(tǒng)及電路如圖3 所示。

圖3 最小系統(tǒng)和電路示意圖

MCU 電路利用32 MHz 的外部晶振源，提高系統(tǒng)時(shí)鐘的準(zhǔn)確性；采用SWD 方式結(jié)合芯片內(nèi)8 個(gè)引腳，保證MCU 時(shí)鐘正常運(yùn)行，將嵌入式編程代碼通過SWDIO 導(dǎo)入芯片[7]中，并結(jié)合OLED 電路顯示波形。芯片結(jié)合最小系統(tǒng)與電阻將采集到的模擬信號(hào)傳送進(jìn)轉(zhuǎn)換器，通過不間斷的循環(huán)掃描方式對(duì)采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

將前文所設(shè)定的系統(tǒng)硬件部分與原有的系統(tǒng)設(shè)備相融合，完成學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)硬件部分的安裝，保證系統(tǒng)軟件部分的開發(fā)。

2 針對(duì)學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

2.1 心理輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型構(gòu)建

在此次設(shè)計(jì)中，使用跨學(xué)科的形式對(duì)學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行相應(yīng)的量化處理，針對(duì)此次研究對(duì)象的特征，將信息安全風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估指南[8-9]中的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型作為此次系統(tǒng)設(shè)計(jì)中風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型的藍(lán)本，具體風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式如下所示：

式中：A表示學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)；B表示輔導(dǎo)方式；C表示學(xué)生心理健康脆弱性；D表示學(xué)生心理健康風(fēng)險(xiǎn)威脅因素；Ei表示風(fēng)險(xiǎn)對(duì)學(xué)生的影響程度；G表示學(xué)生自身健康等級(jí)值；Ji表示輔導(dǎo)過程自身的脆弱性。

在此計(jì)算模型的使用過程中，為保證模型計(jì)算結(jié)果的可靠性與真實(shí)性，將輔導(dǎo)后發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的原因歸結(jié)為幾方面，即輔導(dǎo)的重要性、風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的可能性以及風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的后果[10-11]。因此，可將公式（1）中的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式推導(dǎo)如下：

式中：A表示量化后的風(fēng)險(xiǎn)值；T表示學(xué)生接受輔導(dǎo)的時(shí)長；W表示風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生后學(xué)生的受影響程度；V表示風(fēng)險(xiǎn)事件發(fā)生的概率。根據(jù)文獻(xiàn)[12]中獲取的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算方法，可以將風(fēng)險(xiǎn)事件的影響值與事件發(fā)生的可能性表示為相乘或是相加的形式，通過增函數(shù)的形式得到風(fēng)險(xiǎn)事件的量化結(jié)果。

根據(jù)上述函數(shù)中的A，T，W，V之間的管理，采用相乘的方式獲取量化結(jié)果，具體如下所示：

使用上式（3）得出整體的風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算公式，并將其與原有風(fēng)險(xiǎn)研究方法相結(jié)合，使用更為合適的方法求出T，W以及V的取值范圍，同時(shí)得到科學(xué)的T，W和V的量化單位，進(jìn)而得到量化后的風(fēng)險(xiǎn)值A(chǔ)。

2.2 心理危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

在此次設(shè)計(jì)中，使用模糊邏輯的基本原理[13-14]作為心理輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的主要方法。設(shè)定在風(fēng)險(xiǎn)度集合X中具有相應(yīng)的輔導(dǎo)論域G，且存在g∈G，則G的特征函數(shù)為fg，則此函數(shù)可滿足下述條件：

式（4）、式（5）采用了經(jīng)典集合的部分概念，X的特征函數(shù)在G的值可表示為fx取值為x時(shí)對(duì)G的隸屬程度。因此，對(duì)于任意的g∈G，都會(huì)有對(duì)應(yīng)的g∈fx或是g?fx。根據(jù)此理論可將輔導(dǎo)工作的風(fēng)險(xiǎn)值由傳統(tǒng)的{ 0,1 }取值范圍轉(zhuǎn)換為封閉取值區(qū)間[0,1 ]，通過上述處理后，可將風(fēng)險(xiǎn)值的特征函數(shù)轉(zhuǎn)化為隸屬函數(shù)[15]αx(g)，具體公式如下所示：

上述計(jì)算過程中，主要對(duì)自然事物展開研究與處理，為了提升對(duì)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的精準(zhǔn)度，在此次研究中，將原有的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法應(yīng)用其中。令原有評(píng)估方法的評(píng)估結(jié)果為S，其可對(duì)應(yīng)取值為t,p,q，且t≠p≠q，則評(píng)估結(jié)果可滿足下述條件：

使用上述公式，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果的隸屬度展開分析，同時(shí)將此次分析結(jié)果作為最終結(jié)果輸出，以提升風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的可靠性與真實(shí)性。將此部分運(yùn)算過程使用編程的形式輸入到系統(tǒng)模塊中，部分關(guān)鍵編程內(nèi)容如下：

通過使用上述編程內(nèi)容，將評(píng)估結(jié)果引入上述計(jì)算環(huán)節(jié)中，完成隸屬度計(jì)算過程。將上述設(shè)計(jì)硬件與軟件相結(jié)合，融入原有評(píng)估系統(tǒng)中，至此，完成學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)計(jì)。

3 系統(tǒng)測試分析

3.1 系統(tǒng)測試環(huán)境設(shè)計(jì)

為驗(yàn)證文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果，在此環(huán)節(jié)中，選用目前市面比較常見的兩種系統(tǒng)與文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比。在進(jìn)行三種系統(tǒng)的對(duì)比測試時(shí)，需要設(shè)定合理的測試環(huán)境保證測試過程的穩(wěn)定性。因而此次系統(tǒng)測試環(huán)境采用分布式架構(gòu)，其中包括1 臺(tái)服務(wù)器作為主節(jié)點(diǎn)以及3 臺(tái)數(shù)據(jù)處理服務(wù)器作為節(jié)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)運(yùn)算的高效性與穩(wěn)定性。系統(tǒng)測試平臺(tái)構(gòu)架如表2 所示。

表2 系統(tǒng)測試平臺(tái)構(gòu)架

在此次系統(tǒng)測試中，將使用上述測試平臺(tái)完成測試過程，獲取文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果。

3.2 系統(tǒng)測試方案

在此次系統(tǒng)測試的過程中，將某高校得到的學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)課程量化處理為數(shù)據(jù)的形式，輸出到測試平臺(tái)中。使用文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)與目前使用中的兩種評(píng)估系統(tǒng)即文獻(xiàn)[1]、文獻(xiàn)[2]中使用的系統(tǒng)，對(duì)上述目標(biāo)數(shù)據(jù)中的風(fēng)險(xiǎn)情況進(jìn)行評(píng)估與分析，如圖4 所示。在此次系統(tǒng)測試中，將風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果、評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度以及系統(tǒng)評(píng)估處理時(shí)間作為測試中的對(duì)比指標(biāo)。在此次系統(tǒng)測試中，將采用多次測試的形式以提升對(duì)比的精度。使用上述設(shè)定的系統(tǒng)測試方案完成系統(tǒng)測試，獲取有效的系統(tǒng)測試分析結(jié)果。

圖4 風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比

3.3 系統(tǒng)測試分析

通過上述測試結(jié)果可以看出，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果的可靠性較高。根據(jù)系統(tǒng)測試結(jié)果可以看出，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果較為穩(wěn)定，在多次計(jì)算過程中，其計(jì)算精度長期維持在98%以上，且上下變化幅度較小，可見此系統(tǒng)的計(jì)算可靠性高。與文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比可知，目前使用中的兩種系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算結(jié)果出現(xiàn)了大幅度波動(dòng)的情況。根據(jù)以往研究可知，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果較少出現(xiàn)大幅度波動(dòng)的情況，由此可知目前使用中的評(píng)估系統(tǒng)對(duì)于風(fēng)險(xiǎn)值的計(jì)算能力較差。

根據(jù)圖5 系統(tǒng)評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度測試結(jié)果可以看出，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度較高，最高可達(dá)到99%。說明此系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算能力較強(qiáng)，保證了此測試結(jié)果的高精準(zhǔn)度。通過分析目前使用中的兩種評(píng)估系統(tǒng)可以看出，由于風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算能力不足，導(dǎo)致其評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度受到了嚴(yán)重的影響，查詢精準(zhǔn)度較低，系統(tǒng)處理結(jié)果可信度不高。

圖5 評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度測試結(jié)果

基于圖6 測試結(jié)果可知，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的評(píng)估處理時(shí)間相較于目前使用中的系統(tǒng)較短，最短可在5 s 內(nèi)完成評(píng)估。通過對(duì)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)的全面研究分析可知，此系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間最長的模塊為風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算環(huán)節(jié)，由于文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算能力較強(qiáng)，因此在此輪測試中，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的系統(tǒng)評(píng)估處理時(shí)間較短，風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估效率較高。

圖6 系統(tǒng)評(píng)估處理時(shí)間測試結(jié)果

綜合風(fēng)險(xiǎn)值計(jì)算、評(píng)估等級(jí)查詢精準(zhǔn)度以及系統(tǒng)評(píng)估處理時(shí)間三部分測試結(jié)果可知，文中設(shè)計(jì)系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于目前使用中的評(píng)估系統(tǒng)。

4 結(jié) 語

學(xué)生是祖國的未來和民族的希望，但現(xiàn)如今學(xué)生心理問題頻發(fā)，造成了極為惡劣的社會(huì)影響。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理問題，避免意外發(fā)生，需要設(shè)計(jì)學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)，為此，本文對(duì)其展開研究。在原有的學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)新型學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)。首先設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件部分；再構(gòu)建心理輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)計(jì)算模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)值量化過程，并計(jì)算風(fēng)險(xiǎn)值隸屬度；最后，將評(píng)估結(jié)果引入此部分計(jì)算中，得到精確的評(píng)估等級(jí)，從而完成學(xué)生心理健康危機(jī)輔導(dǎo)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，設(shè)計(jì)系統(tǒng)評(píng)估精準(zhǔn)度最高可達(dá)到99%，檢測時(shí)間最低為5 s，提升了評(píng)估性能。但由于時(shí)間所限，還未對(duì)全部因素進(jìn)行分析，未來將會(huì)繼續(xù)加深對(duì)此方面的研究，以期為及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生心理問題并進(jìn)行心理輔導(dǎo)提供一定幫助。