基于深度挖掘的青年心理健康信息采集系統(tǒng)設(shè)計

馬進(jìn)

（山東電力高等專科學(xué)校，山東濟(jì)南 250002）

1 引言

青春期心理異?；蛐睦韱栴}比較復(fù)雜多樣，也有其自己的特點，易產(chǎn)生各種心理障礙問題。所以，在進(jìn)行心理咨詢時，有必要對青年心理問題產(chǎn)生的原因進(jìn)行深入研究[1]。青年人通常在18至23歲之間，處于此年齡段的青年，智力處于黃金時期，但大多是在獨生子女家庭中長大，心理發(fā)育不成熟。與此同時，青年難以適應(yīng)周圍的環(huán)境和生活，心理健康狀態(tài)處于一個極不穩(wěn)定的動態(tài)變化過程之中[2]。所以，在處理學(xué)習(xí)、工作、社交、情緒等問題時，經(jīng)常會產(chǎn)生心理失衡和危機(jī)事件。為此，該領(lǐng)域研究者對青年者的心理相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行了采集，且取得了一定成果。

陳可等人提出設(shè)計智慧健康信息采集終端[3]。該采集終端設(shè)計的出發(fā)點主要是為了滿足人們健康需求狀況，在USB 接口基礎(chǔ)上，設(shè)計了個人健康信息采集終端系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括信息采集模塊以及軟件設(shè)計。通過獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，然后通過USB 接口傳輸?shù)接嬎銠C(jī)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。但該系統(tǒng)主要針對人體健康數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，采集的實時數(shù)據(jù)較為準(zhǔn)確，但該系統(tǒng)針對青年心理健康數(shù)據(jù)考慮甚少，存在一定局限性。李召等人提出設(shè)計基于安卓音頻接口的多參健康檢測終端[4]。該系統(tǒng)的單片機(jī)是以Msp430，對人體數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，設(shè)置特殊的通信協(xié)議，借助手機(jī)音頻接口進(jìn)行傳送，該系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)的速度較快，但該系統(tǒng)采集的青年數(shù)據(jù)較少，存在一定誤差。

基于此，本文提出設(shè)計基于深度挖掘的青年心理健康信息采集系統(tǒng)。通過系統(tǒng)硬件及軟件的設(shè)計，實現(xiàn)青年心理健康數(shù)據(jù)的采集，具有一定可行性。

2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計

基于深度挖掘的青年心理健康信息采集系統(tǒng)，主要包括三個部分：信息收集、采集控制服務(wù)器和信息發(fā)布服務(wù)器，如圖1所示。

由圖1可知，該系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置多個信息采集器進(jìn)行同時數(shù)據(jù)的并行采集，但采集控制服務(wù)器和信息發(fā)布服務(wù)器僅為一個。服務(wù)器可以分別安裝在3臺機(jī)器上，也可以兩臺機(jī)器任意組合安裝，如果空間允許，服務(wù)器也可以安裝在一臺機(jī)器上，但服務(wù)器必須通過修改監(jiān)聽端信號，才能獨立操作，不相互干擾。

圖1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

2.1 信息采集器

基于網(wǎng)絡(luò)信息挖掘引擎的一種信息采集系統(tǒng)，能在最短時間內(nèi)，從不同網(wǎng)站獲得最新信息，統(tǒng)一格式后，將信息及時發(fā)布到自己的網(wǎng)站上?？梢蕴岣咝畔⒌募皶r性，節(jié)省或減少工作量，信息收集器結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 信息采集器結(jié)構(gòu)

由圖2可知，信息采集器是一個聯(lián)機(jī)資訊資源收集工具，該系統(tǒng)能自動收集因特網(wǎng)上的有效信息，包括文字、超鏈接文字、圖片、聲音、視頻、壓縮文件等，并能定期自動更新站點原始信息[5]。支持自動信息收集功能，通過分析指定范圍內(nèi)鏈接，搜索未知網(wǎng)站，用戶可以自動查看并篩選未知網(wǎng)站。假定網(wǎng)站是有向圖，則網(wǎng)站中每個網(wǎng)頁都是圖中的一個節(jié)點，超文本文件中的鏈接是有向圖的邊緣。以用戶輸入的初始爬行頁面作為圖的根節(jié)點，采用圖寬優(yōu)先遍歷算法收集站點[6]。

2.2 核心交換機(jī)

核心交換機(jī)具有大容量的轉(zhuǎn)發(fā)功能，在48口上，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)必須支持高密度的10千兆板，實現(xiàn)48口10千兆板的全速轉(zhuǎn)發(fā)，數(shù)據(jù)中心交換機(jī)必須采用CLOS分布式交換架構(gòu)。

核心交換機(jī)是指網(wǎng)絡(luò)中直接面向用戶或接入網(wǎng)絡(luò)的部分為接入層，在接入層和核心層之間的部分稱為分散層或會集層。接入層的目的是使終端用戶與網(wǎng)絡(luò)相連。因此，接入層交換機(jī)成本低，端口密度高；聚合層交換機(jī)是多訪問層交換機(jī)的集合體[7]。該系統(tǒng)必須能夠處理接入層設(shè)備的所有流量，并提供上行連接到核心層。核心層的主要目標(biāo)是提供一個可靠的主干傳輸結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)信息高效傳輸，保證核心層交換機(jī)應(yīng)用的可靠性。

2.3 數(shù)據(jù)庫

資料庫是以某種方式儲存的一組已處理資料，可供多個使用者分享及減少冗余，其結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)

由圖3可知，資料庫伺服器是儲存資料庫及執(zhí)行資料庫管理系統(tǒng)及相關(guān)軟體的電腦。為了穩(wěn)定存儲，大多數(shù)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器是具有超級存儲空間和獨立磁盤冗余的多處理器服務(wù)器。單獨磁盤冗余陣列是為了確保在磁盤損壞或出現(xiàn)故障時能夠恢復(fù)數(shù)據(jù)。

3 軟件功能設(shè)計

由于青年健康信息系統(tǒng)的需要以及系統(tǒng)本身的特點，特別是為了提高系統(tǒng)用戶的作用，采用parameter-driven 和表格數(shù)據(jù)處理技術(shù)，可提高系統(tǒng)的安全性能、穩(wěn)定性和靈活性，從而減少系統(tǒng)維護(hù)的工作量。

依靠數(shù)據(jù)庫定義數(shù)據(jù)字典來進(jìn)行后續(xù)數(shù)據(jù)查詢和分析，使之能適應(yīng)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的變化和調(diào)整，并能通過系統(tǒng)提供統(tǒng)一數(shù)據(jù)訪問界面。

3.1 信息深度挖掘

青年心理健康信息數(shù)據(jù)的特征向量不同頻率成分在整個特征變化過程中，高頻功率越大，說明心理變動速率越快，反之則慢[8]。信息深度挖掘流程如圖4所示。

圖4 信息深度挖掘流程

青年心理健康信息經(jīng)過一定時間累積后，根據(jù)功率譜密度估計青年心理特征變化趨勢，其功率譜是由心理特征向量元素構(gòu)成的功率，根據(jù)該變化提取設(shè)備中有限數(shù)據(jù)。

設(shè)ρx(a)表示青年心理特征向量x(n)的相關(guān)線性函數(shù)；Pxx(ω)表示功率譜密度，其計算公式為：

式中，e表示青年心理出現(xiàn)疾病的事件，j表示采集次數(shù)。

相關(guān)線性函數(shù)ρx(a)表達(dá)式為：

式(2)代入公式(1)可得到功率譜密度：

對公式(3)求取平均值為：

在實際數(shù)據(jù)處理過程中，由于針對某個青年心理，只能全局心理特征序列監(jiān)測，因此，使用有限數(shù)據(jù)序列x(0)，x(1)，x(2)，…x(N)估計功率譜密度，由此得到：

通過上述公式可知，當(dāng)青年心理情緒波動較大時，功率譜密度將變大，產(chǎn)生高頻反饋，這些信息注入心理特征后，更新頻率絕對值之和，將反映出青年心理反應(yīng)狀況。

3.2 青年心理數(shù)據(jù)動態(tài)排查

通過對學(xué)生進(jìn)行動態(tài)心理跟蹤，可以對學(xué)生進(jìn)行準(zhǔn)確危機(jī)預(yù)警，每個班級的心理學(xué)家每兩周到宿舍填寫一次“學(xué)生心理健康動態(tài)表格”，并通過學(xué)生心理健康跟蹤評估系統(tǒng)，向班主任和二級學(xué)院的心理輔導(dǎo)員報告。班主任或二級學(xué)院心理咨詢師通過系統(tǒng)(上一次數(shù)據(jù)訪問記錄表和獲得的心理普查測試結(jié)果)，選擇需要關(guān)注的人，將青年的信息記錄在案，并將問題危機(jī)預(yù)警、報告和信息“存檔”。

3.3 信息采集流程設(shè)計

在本單元內(nèi)，基本健康信息的收集提供了添加和修改健康調(diào)查問卷的功能。該系統(tǒng)首先為用戶提供收集基本健康信息的查詢頁面。用戶可以通過此功能創(chuàng)建新的個人通用信息，增加功能與普通信息維護(hù)功能一致。標(biāo)準(zhǔn)搜索完成后，系統(tǒng)顯示符合搜索條件的人員列表，選擇列表中需要收集基本健康信息的個人記錄，雙擊進(jìn)入常規(guī)信息確認(rèn)頁面，并填寫個人確認(rèn)常規(guī)信息正確。如有錯誤，可在此頁面選擇要修改的修改功能。如果信息正確，單擊確定后填充基本健康信息。各種類型報告完成和提交后，系統(tǒng)會根據(jù)報告內(nèi)容顯示結(jié)論和建議。青年心理健康基礎(chǔ)信息見表1。

表1 青年心理健康基礎(chǔ)信息

基于此，設(shè)計的信息采集流程，如圖5所示。

圖5 信息采集流程

由圖5可知，信息采集執(zhí)行過程包括添加、查詢、刪除和修改個人總信息，并可導(dǎo)出查詢的個人信息列表。輸入到常規(guī)信息維護(hù)頁面，可進(jìn)入“新建頁面”，添加新人員信息；同時也可以查詢現(xiàn)有的個人資料。如果是系統(tǒng)全局管理員，可以用三種方法查詢ID號、名字、單元；如果是單元管理員，第三種方法是查看單元的用戶，在列表中顯示查詢結(jié)果，可以查看、刪除和修改列表，由此獲取最精準(zhǔn)列表信息。

4 實驗分析

在Visual Studio2010可視化開發(fā)平臺下，對基于深度挖掘的青年心理健康信息采集系統(tǒng)進(jìn)行實驗驗證分析。當(dāng)前最新版本為10.0版本，通過該平臺可以可視化展示實驗結(jié)果。

4.1 測試環(huán)境

系統(tǒng)測試環(huán)境可以分為如下層次：

界面層：運行Web界面，為測試結(jié)果提供客戶端；

服務(wù)器層：在Web 界面層，提供網(wǎng)絡(luò)接口，并部署網(wǎng)絡(luò)環(huán)境；

數(shù)據(jù)庫服務(wù)層：該層次支持?jǐn)?shù)據(jù)訪問，管理數(shù)據(jù)庫事務(wù)。

在該環(huán)境下，系統(tǒng)可以單機(jī)運行。

4.2 實驗結(jié)果分析

將語句覆蓋率最低不能小于80%、測試用例執(zhí)行覆蓋率應(yīng)達(dá)到100%為指標(biāo)，通過對比本文系統(tǒng)以及其他兩種傳統(tǒng)系統(tǒng)，將兩種傳統(tǒng)系統(tǒng)分別設(shè)為W1和W2，將本文系統(tǒng)設(shè)為W3，進(jìn)行對比實驗分析。

4.2.1 語句覆蓋率

語句覆蓋率計算公式為：

公式(7)中，M表示被評價語句數(shù)量；N表示可執(zhí)行語句總數(shù)。分別使用三種系統(tǒng)語句覆蓋率，實驗對比結(jié)果如表2所示。

表2 三種系統(tǒng)對比語句覆蓋率

由表2可知，基于深度挖掘采集系統(tǒng)語句覆蓋率較高。

4.2.2 測試用例執(zhí)行覆蓋率

用例執(zhí)行覆蓋率計算公式為：

公式(8)中，T表示至少被執(zhí)行一次的用例數(shù)；T＇表示總用例數(shù)。實際情況下，測試用例執(zhí)行覆蓋率，實驗結(jié)果如圖6所示。

圖6 實際情況下測試用例執(zhí)行覆蓋率

區(qū)域1為重合部分，區(qū)域7為無效用例，紅色圈表示測試用例執(zhí)行覆蓋率覆蓋到的范圍。分別使用三種系統(tǒng)測試用例執(zhí)行覆蓋率，對比結(jié)果如圖7所示。

圖7 三種系統(tǒng)測試用例執(zhí)行覆蓋率

由圖7可知，使用W1 系統(tǒng)進(jìn)行信息采集系統(tǒng)測試用例執(zhí)行覆蓋率比實際情況下的覆蓋率面積要小，使用W2信息采集系統(tǒng)測試用例執(zhí)行覆蓋率比實際情況下的覆蓋率面積要大，使用基于深度挖掘采集系統(tǒng)測試用例執(zhí)行覆蓋率與實際情況覆蓋率面積一致。

通過上述分析結(jié)果，可確定基于深度挖掘采集系統(tǒng)語句覆蓋率高、測試用例執(zhí)行覆蓋率與實際情況一致，由此說明采集效率較高。

5 結(jié)束語

基于深度挖掘的青年心理健康信息采集系統(tǒng)是將深度挖掘技術(shù)與心理學(xué)知識相結(jié)合，通過排查青年心理動態(tài)數(shù)據(jù)，初步實現(xiàn)信息采集目的。根據(jù)學(xué)生測評結(jié)果，可驗證該系統(tǒng)信息采集全面且精準(zhǔn)度較高，為學(xué)生逐一溝通提供方便。