楊惠 高熙龍 徐珺潔

摘要：針對(duì)國(guó)內(nèi)目前尚不成熟的線上心理服務(wù)平臺(tái)生態(tài)體系，利用人工智能、Lucene搜索算法等設(shè)計(jì)與開發(fā)了學(xué)生心理智慧云服務(wù)應(yīng)用程序。本App具有人機(jī)對(duì)話、心理測(cè)試、問題懸賞等功能，重點(diǎn)解決學(xué)生在與舍友、老師、家長(zhǎng)、戀人等關(guān)系上的心理問題。本App充分利用人機(jī)對(duì)話與心理老師在線交流能方便有效地解決大學(xué)生的一般心理問題，緩解大學(xué)生心理壓力，降低治療費(fèi)用，幫助高校大學(xué)生走出心理困境、增強(qiáng)心理意志、重塑健康人格。

關(guān)鍵詞：心理咨詢;人機(jī)交互;云服務(wù)平臺(tái)

中圖分類號(hào)：TP311.5 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：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

當(dāng)前在校學(xué)生的心理健康狀況普遍處于亞健康狀況，國(guó)家要求各學(xué)校重視并分析解決學(xué)生的心理健康問題[1]。傳統(tǒng)的線下問診和高昂的心理治療費(fèi)用阻礙了太多學(xué)生治療自己的心理疾病，這在一定程度上促進(jìn)了線上心理咨詢平臺(tái)[2]的發(fā)展。結(jié)合人工智能與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)設(shè)計(jì)開發(fā)的移動(dòng)心理咨詢App，充分利用人機(jī)交互和心理老師在線咨詢功能，方便有效的解決學(xué)生一般心理問題，緩解學(xué)生的心理壓力和降低治療費(fèi)用。文中充分考慮到學(xué)生的心理健康狀況和經(jīng)濟(jì)能力等因素，重點(diǎn)解決其在與舍友、老師、家長(zhǎng)、戀人等對(duì)象關(guān)系矛盾的問題。基于人工智能、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和Lucene搜索算法設(shè)計(jì)并開發(fā)了線上心理服務(wù)軟件學(xué)生心理智慧云服務(wù)應(yīng)用程序，作為線下心理咨詢的重要補(bǔ)充。本軟件具有公益性、實(shí)用性和技術(shù)不可復(fù)制性等特點(diǎn)，其主打特色便是人機(jī)交互功能，能夠在一定程度上保護(hù)國(guó)內(nèi)目前尚不成熟的線上心理服務(wù)平臺(tái)生態(tài)體系的良好發(fā)展，幫助在校學(xué)生維護(hù)心理健康。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)是基于Android系統(tǒng)的智能終端和學(xué)生心理智慧云服務(wù)應(yīng)用軟件，用戶包括各個(gè)年齡段的在校學(xué)生，為學(xué)生解決常見的心理問題，并且充分利用學(xué)校心理教師資源，提供與學(xué)校心理老師溝通的平臺(tái)。用戶可以隨時(shí)打開APP使用人機(jī)對(duì)話功能與人工智能對(duì)話，或者直接向?qū)W校心理老師在線咨詢，以此為學(xué)生的心理健康安全保駕護(hù)航。

心理云服務(wù)App整理架構(gòu)，如圖1所示。

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)的服務(wù)端部署在遠(yuǎn)程服務(wù)器，操作系統(tǒng)為Windows10，前后端分離部署。根據(jù)心理云服務(wù)系統(tǒng)的需求分析，系統(tǒng)分為首頁、動(dòng)態(tài)、交互界面、我在你聽、設(shè)置五個(gè)界面。

功能模塊圖，如圖2所示。

文中設(shè)計(jì)與開發(fā)的學(xué)生心理智慧云服務(wù)應(yīng)用程序主要涉及以下八大功能模塊。

1）心理測(cè)試

用戶根據(jù)需求選擇相應(yīng)的心理測(cè)試，完成測(cè)試后得出用戶當(dāng)前心理問題的相對(duì)科學(xué)的指標(biāo)。測(cè)試結(jié)果可作為當(dāng)前心理問題內(nèi)容的參考。

2）放松練習(xí)

用戶根據(jù)心情狀況選擇適合自己的放松練習(xí)緩解心理壓力，如放松音樂、冥想練習(xí)等形式。

3）心理文章

用戶日?？刹榭聪嚓P(guān)心理知識(shí)和維持身心愉悅的文章，閱讀文章能幫助用戶了解自身心理狀況并放松心情。

4）心情日記

用戶日常可進(jìn)行心情記錄，以文字、表情、圖片、語音等形式，讓用戶在記錄心情的過程中排解心理壓力，放松心情。

5）動(dòng)態(tài)

用戶可實(shí)時(shí)分享當(dāng)下的心情，向平臺(tái)所有用戶提出心理問題。動(dòng)態(tài)內(nèi)容可以發(fā)布給所有用戶進(jìn)行公開懸賞，已解決自己的心理問題。也可以只對(duì)自己開放，作為內(nèi)心私密的空間。

6）人機(jī)交互

用戶的一些常見的心理問題可以向人工智能提出，人工智能能夠根據(jù)事先編寫好的常見心理問題的專業(yè)知識(shí)庫(kù)和用戶智能回答[3]，此功能可以幫助緩解心理咨詢師短缺的狀況。

7）在線咨詢

用戶在人機(jī)交互中未解決的問題，可選擇向?qū)W校老師進(jìn)行在線咨詢，或者與老師預(yù)約線下見面的時(shí)間。

8）設(shè)置

本功能包含用戶基本信息、個(gè)性化界面設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置、我的客服等功能。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)

1）User（用戶表）存儲(chǔ)用戶相關(guān)信息，詳見表1所示。

2）MachineConversation（人機(jī)對(duì)話內(nèi)容表）用戶與人工智能對(duì)話的內(nèi)容，詳見表2所示。

3）Teachers（學(xué)校老師表）存儲(chǔ)學(xué)校老師的相關(guān)信息，詳見表3所示。

4）TeacherConversation（對(duì)話內(nèi)容表）存儲(chǔ)用戶與學(xué)校老師的對(duì)話內(nèi)容，詳見表4所示。

5）Test（心理測(cè)試表）存儲(chǔ)相關(guān)的心理測(cè)試和心理測(cè)試結(jié)果信息，詳見表5所示。

6）Article（心理文章表）存儲(chǔ)相關(guān)的心理文章信息，詳見表6所示。

3 系統(tǒng)開發(fā)

3.1 開發(fā)環(huán)境

本系統(tǒng)的開發(fā)基于大創(chuàng)項(xiàng)目《模擬未來聊天》，以MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)，以Android Studio作為開發(fā)平臺(tái)，運(yùn)用CSS和HTML、JavaScript、Python語言和Bootstrap框架[5]進(jìn)行設(shè)計(jì)編寫。系統(tǒng)的前端采用HTML+CSS+JS+Java+Bootstrap實(shí)現(xiàn)，后端采用Django框架開發(fā)。用戶首先需要登錄自己的賬號(hào)，登錄方式為輸入用戶學(xué)校、學(xué)號(hào)，登錄完成后即可使用所有功能。

3.2 MVP模式

MVP的全稱是模型—視圖—展示器（Model-View-Presenter）[6]，Model負(fù)責(zé)管理數(shù)據(jù)，View負(fù)責(zé)界面顯示，Presenter負(fù)責(zé)業(yè)務(wù)邏輯的處理。

MVP的執(zhí)行流程是，View與Model之間的交互均發(fā)生在Presenter內(nèi)部。View與Presenter之間、Presenter與Model之間都實(shí)現(xiàn)雙向通信。Presenter負(fù)責(zé)觀察Model，如果Model發(fā)生改變就對(duì)View進(jìn)行更新。

MVP的執(zhí)行流程圖，如圖3所示。

在人機(jī)對(duì)話功能中，Model應(yīng)包括學(xué)生常見心理問題的專業(yè)知識(shí)庫(kù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，Presenter包含語言處理、搜索等核心算法的實(shí)現(xiàn)功能。View負(fù)責(zé)采集用戶的輸入信息，處理后發(fā)送給Presenter進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)分析，并與Model進(jìn)行交互修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)處理后將信息發(fā)送給View讓用戶能夠查看數(shù)據(jù)處理結(jié)果并等待用戶的下一次輸入。

3.3 Lucene搜索算法

Lucene算法能夠?qū)崿F(xiàn)快速?gòu)臄?shù)據(jù)庫(kù)中找到相應(yīng)數(shù)據(jù)功能，Lucene是一個(gè)高性能的Java全文檢索工具包，它使用的是倒排文件索引結(jié)構(gòu)[7]。Lucene是基于關(guān)鍵詞索引和查詢的，可以用二元搜索算法快速定位關(guān)鍵詞[8]。

實(shí)現(xiàn)時(shí)Lucene將索引數(shù)據(jù)分別作為詞典文件（Term Dictionary）、頻率文件（Frequencies）、位置文件（Positions）保存。其中詞典文件不僅保存每個(gè)關(guān)鍵詞，還保留指向頻率文件和位置文件的指針。通過指針可以找到該關(guān)鍵字的頻率信息和位置信息。

Lucene中使用了field的概念，用于表達(dá)信息所在位置（如標(biāo)題、文章、URL中）。在建索引中，該field信息也記錄在詞典文件中，每個(gè)關(guān)鍵詞都有一個(gè)field信息（因?yàn)槊總€(gè)關(guān)鍵字一定屬于一個(gè)或多個(gè)field）。

為了減小索引文件的大小，Lucene對(duì)索引使用了壓縮技術(shù)。對(duì)詞典文件中的關(guān)鍵詞進(jìn)行壓縮，并且大量用到對(duì)數(shù)字的壓縮，數(shù)字只保存與上一個(gè)值的差值。

進(jìn)行搜索用戶首先輸入查詢語句，代碼對(duì)查詢語句進(jìn)行詞法分析、語法分析及語言處理。然后搜索索引，得到符合語法樹的文檔，根據(jù)得到的文檔和查詢語句的相關(guān)性，對(duì)結(jié)果進(jìn)行排序。最終得出查詢結(jié)果。

具體Lucene算法流程圖，如圖4所示。

4 實(shí)現(xiàn)與測(cè)試（Implementation and testing）

4.1 首頁

首頁，是軟件的開啟界面。在進(jìn)入首頁之前，有一個(gè)廣告界面，用于心理知識(shí)普及或廣告展示。首頁界面包含心理測(cè)試、放松練習(xí)、心理文章、心情日志四個(gè)心理方面的輔助功能。能夠幫助用戶進(jìn)行心理問題的了解、處理、記錄等操作。

以下展示廣告頁、首頁、心情日記界面三個(gè)界面，如圖5所示。

4.2 動(dòng)態(tài)界面

動(dòng)態(tài)界面中包含用戶發(fā)布內(nèi)心想法、分享動(dòng)態(tài)、問題懸賞等功能。用戶可將自己的心理問題懸賞出去，挑選滿意的回答支付賞金。其他用戶看到滿意的回答也可以給回答者支付賞金。在此過程中，平臺(tái)從中收取手續(xù)費(fèi)。

以下展示動(dòng)態(tài)、寫動(dòng)態(tài)界面，如圖6所示。

4.3 人機(jī)交互界面

這是軟件的主界面。此功能將通過人工智能和Lucene搜索算法連接學(xué)生常見心理問題的專業(yè)知識(shí)庫(kù)來實(shí)現(xiàn)，最終能夠使用戶通過運(yùn)用此頁面實(shí)現(xiàn)心理訴求的解決。此功能將專注于人際關(guān)系和情緒領(lǐng)域，人際關(guān)系領(lǐng)域?qū)⒓?xì)分為4個(gè)方面，宿舍關(guān)系、親子關(guān)系、戀人關(guān)系、師生關(guān)系，情緒領(lǐng)域下分學(xué)業(yè)壓力。這5個(gè)方面將各自向下細(xì)分為5個(gè)關(guān)鍵詞并進(jìn)行回答。形成初步的常見心理問題的專業(yè)知識(shí)庫(kù)后進(jìn)行代碼實(shí)現(xiàn)。

心理問題選擇界面設(shè)置為抽屜樣式，用戶可以選擇心理問題的分類后打開抽屜進(jìn)行問題的描述，與人工智能進(jìn)行交流、排解，人工智能將智能回復(fù)。

以下展示心理問題選擇、人機(jī)交互界面，如圖7所示。

用戶完成咨詢后，將進(jìn)行滿意度評(píng)價(jià)。用戶可根據(jù)對(duì)話滿意度選擇問題是否得到解決，如果選擇未解決，跳轉(zhuǎn)尋求后臺(tái)幫助或發(fā)動(dòng)態(tài)選擇;如果問題得到解決，按照用戶意愿選擇是否打賞并且可以選擇將此次對(duì)話內(nèi)容存入抽屜（保存）或者將對(duì)話內(nèi)容粉粹（刪除）。

以下展示人機(jī)交互頁面結(jié)束提示界面，如圖8所示。

4.4 學(xué)校老師心理咨詢?nèi)肟?/p>

我們將和學(xué)校合作，邀請(qǐng)學(xué)校內(nèi)配備的心理老師入駐，為學(xué)生心理咨詢和預(yù)約提供入口。用戶可以在本軟件上和學(xué)校心理老師進(jìn)行在線咨詢，或在線預(yù)約時(shí)間進(jìn)行線下咨詢。用戶在選擇老師時(shí)，平臺(tái)提供老師的擅長(zhǎng)心理領(lǐng)域、性別等資料供用戶選擇和查看。

以下展示我在你聽、對(duì)話內(nèi)容界面，如圖9所示。

4.5 我的界面

此頁面包含個(gè)性化設(shè)置、開通會(huì)員、我的收藏、我的相冊(cè)、我的文件等功能。在點(diǎn)擊個(gè)人頭像后，可進(jìn)入個(gè)人資料填寫界面。在點(diǎn)擊個(gè)性化設(shè)置后，可進(jìn)入軟件設(shè)置界面，在此界面中進(jìn)行整體顏色修改和系統(tǒng)設(shè)置等操作。

以下展示設(shè)置、個(gè)人主頁、個(gè)性化設(shè)置界面，如圖10所示。

5 結(jié)論

學(xué)生心理智慧云服務(wù)應(yīng)用程序完善了國(guó)內(nèi)目前尚不成熟的具有人機(jī)交互功能的心理咨詢系統(tǒng)空缺，將市面上現(xiàn)有的有關(guān)心理咨詢和心理輔助治療的功能組合在一起，再加上其獨(dú)有的創(chuàng)新功能（如人機(jī)交互），結(jié)合成一款專注于學(xué)生心理健康保護(hù)的應(yīng)用，為學(xué)生提供既方便快捷又安全的線上心理健康監(jiān)護(hù)與治療。其不局限于現(xiàn)有軟件僅僅有在線心理咨詢師預(yù)約、心理測(cè)試、心理文章等功能，而是在它們基礎(chǔ)之上建立常見心理問題的自動(dòng)回答，并且與學(xué)校心理系統(tǒng)連接，與學(xué)生學(xué)校心理咨詢師共同守護(hù)學(xué)生的心理健康安全。為社會(huì)心理健康行業(yè)開發(fā)出一款適合于學(xué)生的心理咨詢平臺(tái)，真正實(shí)現(xiàn)了與“互聯(lián)網(wǎng)+”社會(huì)心理健康服務(wù)的結(jié)合。

目前心理咨詢行業(yè)信息化建設(shè)中人工智能進(jìn)入心理行業(yè)將成為新常態(tài)，文中以Android操作系統(tǒng)為平臺(tái)，利用人工智能技術(shù)結(jié)合移動(dòng)設(shè)備的便捷性，高效地將學(xué)校、社會(huì)的心理治療資源融合，實(shí)現(xiàn)了一款面向?qū)W生即時(shí)問答、治療心理問題的智能心理云手機(jī)App軟件。但仍有很多功能不夠完善，人工智能能夠回答的問題也很有限，需要進(jìn)一步的研究和改進(jìn)。今后將進(jìn)一步豐富系統(tǒng)功能，提高人工智能回答問題的能力，擴(kuò)充學(xué)生常見心理問題的專業(yè)知識(shí)庫(kù)，讓人工智能能夠解答更多用戶的問題，使更多的用戶受益，減少學(xué)生有心理健康的煩惱。同時(shí)不斷對(duì)頁面進(jìn)行優(yōu)化，提高頁面動(dòng)態(tài)化的更新效果。此外還需擴(kuò)展應(yīng)用系統(tǒng)，如IOS、Windows等。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈洪炎.大數(shù)據(jù)時(shí)代高校心理健康自服務(wù)系統(tǒng)的創(chuàng)新[J].西部素質(zhì)教育，2019，5（16）：92-93.

[2] 刁欣越，魏文博，李潔，等.線上心理咨詢平臺(tái)商業(yè)生態(tài)系統(tǒng)與可持續(xù)發(fā)展方式——基于“AI+RPA”模式的互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)研究[J].現(xiàn)代商業(yè)，2021（6）：25-29.

[3] 鞠曉峰，都軍，覃軍，等.人工智能在智能問答系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].智能建筑與智慧城市，2021（3）：36-37.

[4] 白新國(guó)，劉姿邑，張光輝，等.基于Android平臺(tái)的智能健康醫(yī)療系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)[J].電子設(shè)計(jì)工程，2021，29（4）：107-111.

[5] 黃志華.基于智慧校園平臺(tái)的高校在線心理咨詢系統(tǒng)的建設(shè)[J].大眾標(biāo)準(zhǔn)化，2019（14）：206-207.

[6] 游俊慧.MVC、MVP、MVVM三種架構(gòu)模式的對(duì)比[J].辦公自動(dòng)化，2020，25（22）：11-12，27.

[7] 潘勝一.基于倒排索引的壓縮算法性能研究[D].杭州：杭州電子科技大學(xué)，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.

【通聯(lián)編輯：梁書】

收稿日期：2021-05-10

基金項(xiàng)目：國(guó)家級(jí)創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目，模擬未來聊天（202012917004）

作者簡(jiǎn)介：楊惠（1999—），女，本科生，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)開發(fā);高熙龍（2000—），男，本科生，研究方向?yàn)榍度胧较到y(tǒng)開發(fā);徐珺潔（1999—），女，本科生，研究方向?yàn)閷W(xué)生心理健康。