基于空间态势感知的学生异常行为预警方法

邹伊凡 朱嘉祥 张志敏 王宇鑫 任孟其

Abstract： College students' mental health problems have gradually become a social focus. Based on the trajectory of spatial situational awareness analysis technology， the paper designs memory-trajectory analysis system， which can fix position immediately for persons with mental illness. By adopting the analysis of the spatial situational behavior trajectory， the calculation method of deviation from the group is applied in the system， and timely warning of abnormal situations is achieved. Meanwhile， the system also can protect users' privacy perfectly.

引言

目前市场上已经推出了一些心理疾病的测试平台，但在心理疾病预警这一方面的应用进展却仍然有限，因而亟待开拓完善。经了解可知，2017年9月，重庆医科大学附属大学城医院心理卫生中心建立了一套大学生心理健康及综合防控体系，未来将开发大学生预警App，旨在帮助15%的大学生有效克服心理障碍，而这个创意想法甫经提出即已获得了研究学界的热烈响应与支持。由此可见，建立有关于大学生心理情况异常监控系统是一项极有实际行动意义的重点研究课题。

基于此，本文提出了一种基于空间态势感知的迹忆系统，此系统通过离群偏离度计算对比一名学生不同时间的行为轨迹波动情况，根据轨迹情况之间的差异建立心理异常评估平台，并形成一种基于多因素的大学生心理健康预测体系，同时结合大学生自身的情况，就可对其陆续采取必要的疏导或是心理疾病预防等有针对性举措，助其学业、身心有益进步与成长。围绕这一课题内容，本文将展开如下研究论述。

1研究现状

近年来，国内面对“互联网+”计划正在抓紧实施以及也在不断提升对大数据、人工智能的关注重视，这就为心理服务类线上平台的发展营造了广阔契机，直接带来了心理服务类App的数量猛增[1]。但据调研分析可知能够运用有效方式对学生心理健康实现监控、防护的软件却仅是寥寥可数，而且均未能从根本上防治学生的心理健康问题。目前国内同类项目的分析比较结果可详见表1。本文研发系统将通过建立轨迹分析机制从轨迹信息中挖掘出适于分析学生心理状态是否异常的高效用信息，从监控心理、到预防心理疾病、再到缓解心理异常这样逐阶递进的防范步骤，从而全面杜绝因大学生心理异常而引发的校园安全事件的发生。

2离群偏离度

本次研究从学生的一天活动记录出发，通过固定时间段的计时定位，得到学生一天的移动数据，通过轨迹分析以及离群总体偏离度的计算，判断学生是否已然具有异常行为。

偏离度指实际的数据与目标数据相差的绝对值占目标数据的比重，专家证明偏离度可在安全分析中起到决定作用，因此离群偏离度可以更好地反映学生的异常行为。

将识别方法与离群偏离度计算相结合，不仅能够做到对学生单一时间点的异常行为检测，还可对学生全天候、在更广区域空间的综合异常行为提供更为精准的检测。现以学号为2015040008同学为例，在周一的正常活动坐标范围记录为图1红色显示区域，但借助手机GPS定位，发现此学生于11月12日6：00-18：00的活动曲线则如图1中蓝色圆点连线所示。而该学生在异常时间的部分离群偏离度和总体偏离度的评测结果可参见表2。

研究中，根据ρ*的值对学生的可能偏离程度进行分级描述，各等级与ρ*值的对应关系可见表3。综上，迹忆通过离群点计算以及消错方法，能够判断一个学生是否存在异常行为表征，而且还会协同心理咨询师，对近段时间内该生在App上的日常表现进行分析，可以较为准确地判断该学生在心理上是否发生了异常情况，或可以根据学生行为习惯的改变对之前认定的常规数据随即采取更新处理，以便于对学生接下来的行为习惯配以更为准确的监控设置。不断地对获取到的学生行为数据进行更新则有利于系统的分析与判定。

3UI研究的关键设计

3.1足迹

打开迹忆首页，各个功能模块有序直观地排列在主界面上，如图2所示。主界面内包括“足迹”、“广场”、“我”3个部分，各个部分内还有其它功能模块。研究中将本项目的核心模块—“足迹”设置为主页面中首先展示的功能主题，如图3所示即为足迹界面。用户可以非常方便地查看自己当前轨迹，明晰自己当日的足迹履及之处，若系统经过计算感知出用户行为异常，则会对用户发出预警。

3.2两圈

（1）吐槽圈。如图4所示，匿名广场能够让学生充分地表达心情、释放情绪，提供一种极佳的减压方式。对于发言者而言寻得了一个宣泄或是分享自己内心思绪的场所，而对预警系统来说，为系统提供了一个及早接触、并监护该同学的机会。当然，这里的監护是在确保用户身份信息不致泄露的前提下施行的一种友善行为。

（2）朋友圈。如图5所示，大学生对社交平台有着浓厚兴趣，因此研发过程中设计实现了朋友圈模块。可以选择向辅导员、心理咨询师寻求帮助，也可以自己调取一些心理方面的测试。有减压图片、减压音乐、减压文章这3种类型可供自由选择。其中，还包括约K歌、约看电影、约健身、约图书馆等贴近大学生喜好的结伴活动，可以找到趣味相投的伙伴，不但能培养个人的爱好，并可使有潜在心理疾病的学生能够在轻松氛围中达到逐渐缓解，直至自愈的目的。

3.3其它

为了增加系统的趣味性以及娱乐性，研发中引入签到模块，用户可根据自己情况选择个人心情，还可以自定义自己的个性签名，突出自己的个性。同时，研究还设计实现了私密日记、趣味称号模块。其中，私密日记就是为用户开辟了一个书写秘密的空间，用户能对其加密上锁。而且，通过轨迹大数据的分析，系统将赋予用户称号，例如：在寝室逗留时间相对较长的同学会获得“睡神”称号。

4结束语

在全社会都在关注大学生教育现状的今天，如何针对大学生群体的心理健康进行有效预警和保护则是一个长期的议题。目前迹忆系统是将各零散优秀模块设计实现了有机整合，并配以及时预警，对用户隐私保护也做到了极致，同时还兼具精确的心理评估作用。以离群偏离度计算为基础的轨迹分析功能，能够满足用户的个性化定制需求。最后通过匿名广场等模块使用户找到趣味相投的朋友，纾解心理压力的悄然累积。因此，迹忆不仅是一个感知系统，更是能辅助大学生安全成长的优秀平台。

参考文献

[1] 彭雅楠， 席居哲， 左志宏. 互联网+背景下心理服务类APP的现状、问题及展望[J]. 中国临床心理学杂志， 2017， 25（2）：333-336，309.

[2] 王我， 况利， 吕臻，等. 重庆市大学生自杀行为的预警及防控策略[J]. 中华医学教育探索杂志， 2016， 15（8）：843-847.

[3] 任孟其， 宋汝鑫， 王萌，等. 面向智慧校园的学生异常行为检测[J]. 哈尔滨师范大学自然科学学报， 2017， 33（3）：20-24.

[4] 宗平， 朱洪波， 黄刚，等. 智慧校园设计方法的研究[J]. 南京邮电大学学报（自然科学版）， 2010， 30（4）：15-19，51.

[5] 唐红艳. 关注行为异常学生的生理和心理健康—高校辅导员工作案例分析[J]. 时代教育， 2016（22）：44-45.