学校学生心理健康多维度AI测评系统建设方案
一 、需求背景
1.1 现状 健康的心理是学生成才的基本素质，是学生正常学习、生活和工作的可靠保障。中国儿童中心发布一份题为《中国儿童的生长发展:数据与分析》的报告显示:中国 17 岁以下的儿童中，至少有 3000 万人受到各种情绪障碍和行为问题的困扰。5.2%的儿童存在明显的躯体 化、强迫状、人际关系敏感、抑郁等心理健康问题。《中国心理卫生》杂志一篇文章称:国 内有 77.9%的中小学心理存在轻度不良反应。18 岁以下的抑郁症患者占患病总人数的 30%， 50%的抑郁症患者为在校学生。青少年抑郁症患病率已达 15-20%，接近于成人。
有研究表明，大学生也逐渐成为心理危机高发人群，心理问题的发生率在 10%到 30%之间， 其中 20%是轻度抑郁，7%是中度抑郁，2%是重度抑郁，这也就意味着至少有一成以上的大学 生存在各类心理问题。学生身体健康及心理健康状态的好坏，不仅直接影响他们的进步成长，而且关系着国家和民族的兴衰。因此积极预警监测、及时培养和使其保持健康的心理 状态助于预防心理疾病的发生，具有非常重要的现实意义。
1.2 学生心理健康问题及预警对策
WHO（世界卫生组织）把青春期和年轻人的定义分别为 10-19 岁和 10-24 岁年龄组人群， 这两个人群我们统称为青少年。随着社会的发展，各种各样的压力也随之而来，青少年这 一在传统上被当作最健康的人群，出现的心理问题却越来越多，甚至越来越严重。近年来 各研究机构就青少年对心理咨询的认知及需求度讲行了深入的调查研究，发现青少年中出 现的各种常见的心理问题，如青春期性心理问题、情绪障碍、人际关系、学习问题、逆反 心理等。主要可以归结为以下几点:1.身体发育（青春期）带来的情绪冲动、不稳定性和心 理错位等；2、人际关系和家庭关系造成的心理压力；3、对网络产生过于强烈的依赖性；4、角色转换与环境适应障碍；5、学习负担、生活平衡以及就业（面对社会）的压力；6、情 感困惑和危机处理等等。主要表现为：自卑心理、孤独心理、嫉妒心理、报复心理、焦虑、 神经衰弱、强迫、回避、人际关系敏感、躯体化、精神病性。
青少年在心理健康方面普遍 存在的主要问题：
（1）心理承受能力较差 青少年阶段是人生心路历程中最为躁动不安的阶段，无论在生理上或心理发展、社会适应 等方面，都要经历巨大的变化。他们要面对的，不仅有学习、交往、发育、升学、就业等 自身成长过程中的一系列问题，同时还有现代化进程中社会转型给他们造成的巨大竞争压 力与考验，来自社会、学校、家长、同学各个层面的期待和挑战，让他们不堪重负、疲惫 不已。处在这种现实中的青少年，心理承受能力差，面对挫折和失败往往束手无策，不堪 一击。被学校老师和家长批评后，离家出走的现象时有发生，甚至造成更为严重的心理问 题，导致悲剧的发生。
（2）自我适应能力较差 由于独生子女社会关系简单，人际交往尤其是与同龄人交往的机会有限，而且活动空间狭 小，生存环境封闭，加之家长的溺爱或过度干涉，导致青少年往往具有强烈的依赖性和孤 僻感，以及过分理想化产生的失落感。近期，在某地 5 所中学开展了学生身心健康调查问 卷。数据显示，不能面对困难和挑战的占被调查者的 45.45%，认为前途不乐观的占 41.08%， 常常感到自己是失败者的占 40.68%，认为自己不受欢迎的占 42.62%，不愿意参加社会活动 和集体活动的占 37.97%。同时，现在越来越多“啃老族”的出现，也有力地证明了青少年 适应能力较差，不能很好地融入社会。
（3）自我调节能力较差 当前，很多青少年不能应对挫折和打击，不能进行有效的自我心理调节，普遍存在焦虑、 抑郁、愤怒、退缩、偏差等行为。从调查情况看，不能调控自己情绪的占 41.81%，经常无 端地感到紧张、忧虑、不安、恐惧的占 38.13%，经常失眠、做恶梦、早醒的占 33.67%;对 任何事都不感兴趣、终日随波逐流、无所事事的占 34.35%，经常为一些小的得失而烦恼、 猜疑、患得患失的占 38.31%。
针对学生身心健康测评预警，研发了 多维度心理情绪测评系统，集成了心理测评、心理预警、心理干预的一站式解决方案，后台大 数据管理系统，为管理层面提供系统化的参考数据、提高心理健康档案管理水平，为心理 健康建设各项决策提供可视化的数据参考依据。
二、系统目标
在校园里，学生不仅需要学习与创造的空间，也需要有心理的支持和成长的助力。近 年来，青少年的心理健康问题日趋严峻，给家庭和社会造成了巨大的压力，各个学校关于 学生的心理健康建设和管理工作显得越来越重要和艰巨。然而，这不仅要校方领导和心理 工作者的共同努力，也需要学校建立起各种心理测评、咨询、疏导等服务设施，为学生心 理健康服务工作提供硬性保障。
针对学生开发的心理情绪识别系统，由国防科大和湘雅医学院徐慧兰教授团队联合研发，采用人脸表情识别、眼动轨迹识别、面部肌肉微颤情绪识别等多项国家专利技术，通过后台多维度多层级计算输出客观真实的测评报告，测评操作简单、输出 结果真实客观、大数据后台管理数据信息化、档案化、对学生测评及咨询过程可进行记录 及备案，帮助学校管理人员及时掌握学生的心理发展特征和趋向，更好的进行教学和管理。
多维度心理测评集心理筛查、心理预警、心理干预、心理档案管理、 心理音乐、心理视频、心理课程于一体的心理一站式服务，全面为学校建立起便捷高效信 息化管理的心理教育辅助筛查工具。基于大数据技术与微服务架构，将用户业务 系统中直接采集的数据进行处理与分析，形成具有智慧校园特色的可视化大数据分析系统。 该系统既能为学校及教育管理部门搭建起学生心理健康大数据分析体系，又能对学生的心 理健康管理优化提供数据支撑，大大提高了学生群体的心理健康信息化管理水平。
三、系统实施方案
利用面帧情绪识别，根据情绪算法及建模技术，建立情绪特征模型仿真情绪 的变化，实现情绪度量模型，采用监测出的特征点坐标向量，转换为对应的仿真情绪特征 的描述，来作为情绪度量系统的输入，经由数据训练测试后输出为情绪特征模型，实现基 于面帧特征模型的度量方法完成对心理情绪的评价（ 已申请国家发明专利; 专利号 202110905775.3）。其面帧心理情绪在学习得到特征的模糊规则之后，对于未知情感状态 的判别时间为 1/20S， 目前人工智能技术在心理健康行业还处于在初级阶段， 心理情绪监测速度快、便于数据化管理与分析，是现有心理量表的有效补充及 技术革新。
（一）详细功能模块
1） 多角色管理：心理老师/咨询师，学校领导，教育局主管负责人。适合区域（教育局） 对重点学生的管理与督导（如：家庭状况、家访次数、谁是班主任、谁是咨询师、目前状 态等）。不同级别不同的功能模块及使用权限，且保障数据安全保密。
2）标准化模板：支持一键导出学生心理检测报告，并给出相应的评语。共 16 项检测结果： 幸福感、郁闷、神经质、压抑、自我调节、能量、自信、平衡、可疑、紧张、压力、攻击 性等，活力度、集中度、性格内/外向、稳定性/不稳定性等。并可根据检测报告建立心理 健康档案及查看功能、评价功能、删除功能等。
3）全面综合的学生信息查询功能：（A）可支持同时分个人、班级、年级、男女生等多种 分组形式查看学生相关的个人信息、测评记录、评估记录、咨询记录、危机干预记录、等 级异动记录等信息 。（B）实现分日、月、年等各项历史检测、预警、评估记录数据的宏 观对比分析。
4）智能化动态预警分级功能：心理健康水平划分等级严谨明确，分为“良好、正常、不佳、 极差”四个等级。学生登录系统参与测评后，系统会自动根据测评结果对学生进行预警等 级划分：测评结果正常学生用蓝字表示，未参与测评的学生用橙色提示，情绪异常的学生 用红字提示，并自动将学生划分到相应的列表中，提供相应的跟踪建议。可分学校、年级、 班级，或按男、女生，按日、月、年等方式进行宏观数据查看。
5）重点关注学生管控：大数据后台管理界面异常预警数据提示检测报告异常或未打卡人数， 方便咨询师重点关注及早干预异常学生管控。咨询师可对学生自杀、自伤、攻击等行为进
行评估，并按照严谨的等级标准在测评报告后面进行标记并通知院系后续跟进建议，且这 部分学生需单独重点显示，院系也可上报跟踪情况。
6）心理普查效度：可生成学生个人检测结果历史档案，关注学生心理情绪波动和变化情况， 预测学生长期风险，并可形成全校、按院系、按年级、按专业、类别等专业的心理普查报 告。
7）可视化、科技化数据：系统可查看本年度、学期分门别类的工作情况，心理咨询、心理 普查、危机干预等重点数据准确，形式多样可选。
（二）具体方案
1.小型心理咨询室（心灵驿站）：适用于 2000 人以下学校
学校心理咨询室是组织和实施心理健康教育工作的具体机构，具有帮助学生健康成长， 帮助教师健康成长，提高教师心理健康教育能力，心理咨询室面向全体师生。学校可全面 组织班级学生每月进行 1-2 次心理筛查。多维度心理测评系统操作简单、 测试时间短、对测评报告可打印存档，通过大数据管理后台定期向学校或有关部门提供学 生心理健康信息，为改善学校心理教育工作和预案提供参考。每年招生季能快速筛查新生 心理健康，展现学校信息化管理水平。对有需要的学生进行专业的个人心理筛查，辅助心 理导师对学生开展心理教育工作做参考依据。
（1）设计图
（2）系统组网结构
采用1台落地式AI心理测评一体机和1台桌面式AI心理测评终端。采用边缘计算服务器，数据保存在学校内网。
2. 心理咨询室： 适用于 2000-5000 人的学校
主要用于大群体学生心理健康筛查，帮助组织完成日常心理检测、学校招生 心理素质筛查、组织人才选拔，为后期心理健康工作提供数据支撑。
（1）设计图概览
（3）组网结构
心理咨询室采用1台边缘计算服务器，1台落地式AI心理测评一体机和4台桌面式AI心理测评终端。
组网结构图如下：
3.心理教室方案：适用于 5000 人以上的学校
学校心理教室必须有专用场地，并选址适当、设在方便学生进出且让学感到安全的地方。 心理教室内部环境应面积适宜，内部设施简洁大方，采光通风条件好，室内装饰风格温暖、 宁静，避免会引起来访者强烈情绪反应的过于刺激的颜色;适当的地方可摆放鲜花或盆景、 书画。座椅及设施摆放适宜，保持安全、整洁、舒适。心理教室采用专业的多维度心理情绪测评系统是很好的选择，课前班级进行一分钟心理筛查测试再开展心理课 程教育，早发现，早干预，心理筛查与上课两不耽误。设备含有心理放松音乐、视频、课 程等等，即可调节学生心理，又可助于心理老师进行课程讲解，特色化人文关怀。
（1）心理教室设计概览
（2）组网结构
心理教室采用2台服务器：1台web服务器，1台程序和数据服务器；
心理测评客户端设备：30到40台；
整体组网结构图如下：
四、AI心理测评系统特点
4.1 AI心理测评算法关键技术
（1）面向复杂心理状态的评估，多源生理、行为特征的非接触式采集、融合与关联；
基于心理的多维（状态，强度等）量化框架。构建单通道、多通道融合的生理与心理情绪 的多维度关联模型。
（2）针对复杂心理状态的多源非接触表征（能量、振幅、频率等）信息，将多源心理 情绪模型信息分析计算，反映出被试肌肉微颤的反应，12 道情绪特征参量。构建多源信息 的深度面筛心理分析模型，连续的心理情绪实时数据。
（3）面向心理状态评估及其情感识别可信度提出跨时空、跨模态、跨粒度的心理状态 及其异常心理评估模型与人格评估模型。
（4）生理感知数据表示的复杂关系模型，生理-心理因子关联模型基于知识图谱与控制决 策的的个性化的心理引导模型。
4.2 AI心理测评的全面综合数据报告：
1 十二种情绪
l 四种负面情绪：攻击性、压力、紧张、可疑；
l 四种正面情绪：平衡、自信、能量、自我调节；
l 四种生理情绪：郁闷、神经质、抑制、幸福感；
根据各项指标数据的正常与否做出提示。
2 活力度指数：指向高（低）预警冲动（疲倦）
3 频谱分布图：
n 在无杂念的安静状态时，心态分布呈现钟形高斯正态分布。
n 相比正态分布出现双峰分布时，表明杂念多目前很难集中精神，总是活在过去的记忆之中或活在未来的不安焦虑当中，有抑郁倾向。
n 活力低时分布围向左偏移，活力高时向右偏移。
n 心态分布围越趋近红色标准线，表明处于最佳的心态
4 集中度指数：集中度低（生理方面注意力下降，精神方面变得消极不舒 服不幸福）
5 生理系统参数：反应人体生理功能相关性，包括前庭反射以及人体各系 统之间必要相关性的程度、身体正常功能的生理系统之间联系的数量
6 运动平衡性：反应人体运动平衡性是否波动过大。是否阻碍了生理系统 以及心理-情感系统的正常功能
7 意见：系统会自动根据测评结果对学生进行预警指示健康或非健康。
8 在平台生成、输出、打印报告。
4.3系统优势：
1）本应用系统操作简单、监测评估时间短、集中多维度评价指标。
2）测评结果客观真实，传统普遍使用的量表答题主观随意性大，可能存在刻意隐瞒或答案
模棱两可的情况。多维度心理情绪测评系统采集被测者实时数据，通过后台多级建模数据 计算，结合专家医学数据库指标对比分析，从而得出客观有效的测评结果数据。
3）用户体验感良好，非接触式采集人脸数据，无需佩戴辅助设备及接入传感器，具备无创
性。
4)多实用性。不仅可以给老师、学生做心理测评，还可用于招生心理筛选；大数据管理后
台便于工作成果的展示和研究。
五、项目设计方案
1、设计原则
系统的设计将根据国家有关法律法规要求与用户实际使用需求，围绕学生心理特征，遵循 如下原则：
（1）标准性和开放性
平台所采用的相关标准必须与国际标准和国家交换体系标准相符合，确保平台具有良好的 开放性，能够实现与多种技术和软硬件平台的有机集成。
（2）安全性
平台应具有完整、全面的安全体系和良好的安全性，能够提供信息传输保密性、数据完整 性、身份识别和数字认证、防抵赖性等安全保障措施，确保信息交换的安全运行。平台设 计不影响各部门相关信息系统的安全性。
（3）先进性和成熟性 采用代表信息系统发展趋势的主流和成熟技术进行系统架构设计，选用国际或国内成熟的、 先进的、具有多厂商广泛支持的软、硬件技术，保证交换平台的技术先进性和成熟性。
(4)可扩展性
平台采用可扩展的 B/S 体系架构，以适应信息化建设和应用系统快速发展的要求。当用户 数目增加、业务范围拓展以及业务流程调整时，平台应有良好的扩展机制和灵活的调整方 案适应其变化，不需要修改程序代码。同时，随着系统规模的不断扩大，当硬件系统需要 升级时，数据交换平台能够平滑过渡。
(5)可管理性
平台应具有良好的可管理性，允许管理人员通过管理工具实现系统全面的监控、管理和配 置，并为系统故障的判断、排错和分析提供支撑，可对信息交换流程进行简易、灵活地定 制和调整，同时对平台运行情况实时统计。
(6)跨平台性
平台应支持 Windows 操作系统、Linux系统、Android系统等等，支持异构数据库之间数据交换和共享，能与各种主流关系 型数据库连接，支持不同操作系统之间信息交换应用的互联互通。
(7) 松耦合性
通过交换平台连接起来的多个应用系统之间是一种松耦害和影响。整套系统快速提供测试者的心理情绪报告，对学生的可疑动作进行预警，带有打印和数据传输，同时 终端能为心理情绪治疗效果提供数据帮助，为学生健康情 况作出科学的判断。
六、项目培训计划
1、培训对象和目标 熟练掌握平台的业务运行方法，提高项目管理水平，强化组织协调能力，确保平台的顺利 建设和运行。培养一批了解平台建设，熟悉平台运行流程，能够熟练掌握平台的使用，具 有解决较复杂问题的业务人员，使之带动部门整体业务水平的提高，充分发挥系统的效益。 了解平台建设的总体思路、技术路线，学习、掌握大数据中心涉及的网络、服务器、信息 安全、应用维护、数据库维护等相关技术知识，胜任日常的系统运行维护工作，能够解决 较复杂的系统故障。
2、 培训内容
（1）软件系统的基本操作
（2）平台运维流程操作
（4）安全系统维护 3、培训时间安排
系统安装调试完后，公司安排技术人员在现场技术培训时间 3 天，培训结束后技术人员
在现场帮助客户 10 天的运维操作管理。
七、售后服务
服务目的：使系统稳定、准确、高效的运行。 高质高效、耐心热心、周密周到——解决问题、直到用户满意。 服务内容：
（1）、 提供软件的安装、调试和对操作员进行培训，保证指定操作员能独立上岗工作。
（2）、 提供软件的技术支持（包括数据维护、数据修复、系统出错等）免费维护期为 12 个月。
（3）、 系统本身出错，提供因为软件本身问题（如 BUG 引起的问题）的维护服务。
（4）、 人员操作错误引起系统故障问题或数据出错，我公司提供软件的数据维护、数 据修复。
（5）、 提供软件安全解决方案，帮助用户尽量降低或避免因为外部因素造成的不利影 响。
（6）、系统中毒、不按规定流程操作等问题，不在公司的维护的范围之内，软件公司提 供解决建议性方案。
（7）、用户应做好人员调动交接工作，以保证系统的稳定运行。
（8）、 提供个性化修改服务，按实际情况确定工期及相关费用。
