博爾特三奪世界百米冠軍的全程節奏分析

毛旭江　鐘杭偉　潘慧炬　朱娟紅

摘要：通過文獻資料法、信息技術法和技術錄像解析法對博爾特2008北京奧運會、2009柏林世錦賽、2013莫斯科世錦賽三次奪得世界百米冠軍的全程節奏進行解析，并與2013年世錦賽跑進10s的前5名選手的節奏進行對比。結果顯示：1）與接近身高的選手比，博爾特步長、步頻均有優勢；2）傳統的步頻、步長指數技術風格分類方法，已不能滿足區分當今世界頂級百米選手之間技術風格差異的需要；3）博爾特在第6～30步甚至35步之間的步頻幾乎不變，最后10步步頻下降較少，仍能高于起跑后第2～5步的步頻，可見其長時間維持步頻的能力較強，而其余選手在跑的過程中步頻增減較明顯。

關鍵詞：博爾特；百米冠軍；節奏

中圖分類號：G822.1文獻標識碼：A文章編號：1006-2076（2014）01-0094-04

在田徑百米飛人大戰這個項目上，歷來有以下幾個問題的爭論，一是百米到底有無極限，即有限論與無限論的問題[1]；二是“影響跑速的主要矛盾是步長還是步頻”這個在短跑理論界歷經了半個多世紀的爭論[2-5]，即步長主導與步頻主導的爭論；三是身材高大者是否適合從事短跑競技，即選材上的爭論[2，6]。當博爾特在第29屆北京奧運會上以9.69 s、時隔不久在柏林以9.58 s的驚人成績一次又一次地打破世界記錄時，讓人們不得不反思以上幾個問題。他的出現打破了傳統論斷一些，讓人們對百米的極限、選材、技術上有了新的思考，人類到底能跑多快，要跑得更快是否需要身材更高大的運動員，要以怎樣的技術來實現突破。德國哲學家黑格爾曾說過 “存在即合理”，即任何存在的事物都有其存在的原因，存在的一切事物都可以找到其存在的理由。本研究試圖用新的方法解析博爾特在2008年北京奧運會、2009年柏林世錦賽、2013年莫斯科世錦賽三次奪得世界百米冠軍的全程節奏，從博爾特跑的外部特征來分析博爾特如何跑這么快，以引起更多的體育工作者對頂尖選手百米跑技術的思考，為今后的百米選手的培養提供一定的理論參考。

1研究對象

當今百米飛人博爾特及2013年世錦賽第2～5名跑進10 s的選手。選取2008北京奧運、2009世錦賽、2013世錦賽百米冠決賽的技術錄像進行研究。

2研究方法

2.1文獻資料法

通過CNKI中國知網、萬方數據庫查閱百米跑相關的文獻資料，及IAAF網站下載相關比賽成績、選手信息等資料。

2.2信息技術法

2.2.1資料獲取通過百度、優酷、愛酷等網站搜索北京奧運會、柏林世錦賽、莫斯科世錦賽決賽的視頻，下載至電腦硬盤。

2.2.2資料處理下載的視頻資料經格式工廠（格式轉換器3.1.2 ）轉換為AVI格式，在瑞士產dartfish軟件中進行解析，解析頻率為50 Hz。

2.2.3數據處理

查閱眾多文獻資料發現，百米分段一般以每10 m為一段，測得每段的時間和步頻，就可以計算該段平均速度和平均步長。這樣的測量方法在一般的比賽或者訓練中比較容易實現，而在一些大賽中，由于要放置一定的標志物（攝像測量）或其他測試設備（如激光測速儀等）操作起來就較困難。本研究試圖用一種新的分段方法來解析數據，這種分段方法以一定的步數為分段依據，使得許多沒有放置分段標志物拍攝的錄像資料也可以拿來進行全程節奏分析，理由是頂尖選手在一定時期內百米跑所用的步數相對穩定，宏觀上主要的變化在于各分段步頻的變化。本文中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步……來進行分段，由于大部分選手在45步左右即可完成百米比賽，因此本研究中就按9個分段來進行步頻計算。

3研究結果

3.1全程步數、平均步頻、平均步長等情況本研究選取了博爾特2008年北京奧運、2009柏林世錦賽和2013年莫斯科世錦賽3站比賽錄像資料，以及莫斯科世錦賽第2～5名跑進10 s的優秀選手的錄像資料，經解析獲得的數據（見表1）。

根據傳統的世界優秀選手步頻指數和步長指數技術風格分類方法[7]，以步頻指數和步長指數分別為8和1.2為平均標準，若選手的步頻指數和步長指數分別達到8和1.2或以上者為均衡性，若其中一項明顯高于平均標準，另一項又明顯低于時，則可認為他是以明顯高于標準那項見長的選手，即步頻型或步長型。那么根據這個分類方法，表1中所有選手均達到了8和1.2，屬于均衡型。從步長指數、步頻指數來看，美國選手加特林的步長能力較好，其余選手較為接近；而博爾特的步頻能力最好，但其步頻在選手中屬于較低的。可見傳統的分類方法和步頻指數、步長指數已不能滿足區分當前優秀選手之間的風格差異的需要。因此，我們只能從表中步長、步頻、步數等簡單的指標來直觀描述表中選手之間相對差別。

表1中跑進42步的選手有博爾特和另一名來自牙買加的選手Kemar Bailey-Cole，他們步數較少，平均步長較長，在2.35 m以上，博爾特在幾名選手中步長最大為2.410～2.439 m， Kemar Bailey-Cole平均步長為2.387 m。從步頻看，博爾特與Kemar Bailey-Cole在4.35步/s以下，其余選手在4.40步/s以上，而博爾特平均步頻、平均步長均大于Kemar Bailey-Cole，因此他在跑速上更有優勢。

Nesta Carter和Nickel Ashmeade的平均步長較短，在2.25 m以下，而步頻相對較高，分別為4.656步/s和4.554步/s。

美國選手Justin Gatlin在表中所列選手中，屬于中等步長與中等步頻的類型，他的步頻與步長分別為4.418步/s和2.336 m。

在百米賽跑中關鍵是要獲得大的跑速并能較好地維持，才能取得較好的成績，毫無疑問在反應時相同的情況下，百米平均跑速的大小是成績快慢是一一對應的。而跑速取決于步長與步頻的組合，“影響跑速的主要矛盾是步長還是步頻”是專家學者們一直以來爭論不休的話題，表中選手無論屬于哪種類型，都跑進了10 s的優異成績，因此很難論斷那種跑法能跑得更快，事實上，博爾特的出現已打破了很多以往的論斷。因此，我們認為結合選手個人特點、探究更具個性化的步頻步長優化組合技術，才是當今短跑選手需要考慮的問題。

假設選手完成百米的步數相對穩定不變，即平均步長不變，那么其余選手要達到博爾特跑得最快的一次9.58 s時的平均速度，就必須達到怎樣的步頻呢？除博爾特在另外兩次比賽中需提高較小的步頻外，其余選手需提高的步頻在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步長2.193 m計算，其余選手每秒應比13世錦賽上至少多跑0.26 m～0.43 m，這在百米短跑項目中是一個非常可觀的數字，而在全程中維持較高的步頻是非常困難的。

如果認為步頻因遺傳等因素較難改變，在原有步頻的基礎上要提高到平均跑速10.6 m/s，則選手們就需提高步長來達到這個成績（見表3）。

選手們需要增加的平均步長在0.02～0.10 m之間，這看似非常小的距離，但在實際百米大戰的頂尖選手來說，在原有步長基礎上再突破，絕非易事，如果能達到這樣的步長，其余選手將比原來少跑一步以上。當然這只是一種假設，百米項目達到目前的水平，絕非孤立地提高步頻或孤立地提高步長就能實現的，一旦一個因素改變了，第二個因素也會隨之改變，如李春雷等[8]研究認為步頻與步長指數之間呈高度負相關（-0.740）。因此，對于優秀選手來說，如何來組合步頻與步長是一個非常復雜的問題。

3.2分段步頻

可以認為頂尖選手在一定時期內，完成百米的步數相對穩定，因此其成績的變化可以認為是由起跑反應時、全程步頻來決定的，而后者影響成績的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步來進行分段，由于大多數在45步左右即可完成百米比賽，因此本研究中就按9個分段來進行步頻計算。由于經解析發現表中選手從發令到第一個腳著地即刻的時間在0.52～0.56 s之間，除去反應時，第一步步時在0.36～0.41 s之間，而2～5步每步在0.20～0.24 s之間，差別較大，因此第一個分段選取第2～5步。從表1可見，各選手的分段步頻高于全程平均步頻，這在一定程度上由于第一步的時間較長有關。

為了更加直觀地呈現博爾特及其他選手的全程步頻變化情況，我們進行制圖，圖1、圖2和表4可以明顯看到，博爾特在北京奧運會上從第6～35步、2013世錦賽第6～30步的步頻均為4.46步/s，2009世錦賽上第6～30步步頻均為4.55步/s，因此，可以認為博爾特在百米跑的過程中很長一段時間或距離的步頻是不變的，而其余選手在這些分段上均有較大的上下波動。馮敦壽1996[14]在《貝利破百米世界紀錄跑的技術特征》一文中提到貝利破世界紀錄時全程步頻變化非常小，全程最大與最小步頻僅差0.1步/秒，前10米就達到4.63，一直保持到30米，從30～60米他的步頻上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步頻又回復到4.63步/秒，所以他的全程步頻變化線幾乎是一條水平線。雖該文的百米分段與本研究不同，但在百米的途中跑過程可以與本研究途中過程大致對應。

4結論

4.1相對于其他選手而言，博爾特的步長是最大的，與接近身高的選手比，其步長、步頻均有優勢。傳統的步頻、步長指數技術風格分類方法、步頻指數、步長指數，已不能滿足區分當世界頂尖級百米選手之間技術風格的差異。突破成績要發展步長或步頻，或者兩者同時提高，如何取舍，需針對每一選手實際情況進行嘗試，而遠非不通過實踐就能下定論。

4.2從博爾特跑的節奏——全程步頻分配上看，與其他優秀百米選手比，其步頻變化極小，在第6～30步甚至35步之間幾乎不變，最后10步步頻下降較少，仍能高于起跑后第2～5步的步頻可見其長時間維持步頻的能力較強，而其余選手在跑的過程中步頻有增有減。

參考文獻：

[1]李益群. 百米世界紀錄有無極限[J].新體育，1999（8）：15：38.

[2]鄒虹，詹曉梅. 博爾特成功因素探析——從第29屆奧運會男子100 m決賽談起[J].軍事體育進修學院學報，2009，28（2）：38-41.

[3]馮敦壽.步頻、步幅與短跑運動員的選材和訓練[J].四川體育科學學報，1986（3，4）：79-85.

[4]謝偉，周玉.從步長、步頻的角度分析我國男子百米跑成績滯后原因[J].體育科技文獻報，2010（1）：16-17.

[5]譚明義，尹軍，李立群.中、外優秀男子短跑運動員步頻、步幅的比較與分析[J].中國體育科技，2000，36 （12）：12-13.

[6]張輝.世界男子100 m跑運動項目發展及趨勢分析[J]. 杭州師范學院學報：自然科學版，2005，4（4）：315-318.

[7]勞力.世界男子百米飛人之戰[J]，田徑，1997（5）：9-11.

[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成績演變及優秀男子100 m運動員成績模式[J] .北京體育大學學報， 2004，27（9）：405-407.

[9]馮敦壽.貝利破百米世界紀錄跑的技術特征[J].體育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山東體育學院學報1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014

假設選手完成百米的步數相對穩定不變，即平均步長不變，那么其余選手要達到博爾特跑得最快的一次9.58 s時的平均速度，就必須達到怎樣的步頻呢？除博爾特在另外兩次比賽中需提高較小的步頻外，其余選手需提高的步頻在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步長2.193 m計算，其余選手每秒應比13世錦賽上至少多跑0.26 m～0.43 m，這在百米短跑項目中是一個非常可觀的數字，而在全程中維持較高的步頻是非常困難的。

如果認為步頻因遺傳等因素較難改變，在原有步頻的基礎上要提高到平均跑速10.6 m/s，則選手們就需提高步長來達到這個成績（見表3）。

選手們需要增加的平均步長在0.02～0.10 m之間，這看似非常小的距離，但在實際百米大戰的頂尖選手來說，在原有步長基礎上再突破，絕非易事，如果能達到這樣的步長，其余選手將比原來少跑一步以上。當然這只是一種假設，百米項目達到目前的水平，絕非孤立地提高步頻或孤立地提高步長就能實現的，一旦一個因素改變了，第二個因素也會隨之改變，如李春雷等[8]研究認為步頻與步長指數之間呈高度負相關（-0.740）。因此，對于優秀選手來說，如何來組合步頻與步長是一個非常復雜的問題。

3.2分段步頻

可以認為頂尖選手在一定時期內，完成百米的步數相對穩定，因此其成績的變化可以認為是由起跑反應時、全程步頻來決定的，而后者影響成績的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步來進行分段，由于大多數在45步左右即可完成百米比賽，因此本研究中就按9個分段來進行步頻計算。由于經解析發現表中選手從發令到第一個腳著地即刻的時間在0.52～0.56 s之間，除去反應時，第一步步時在0.36～0.41 s之間，而2～5步每步在0.20～0.24 s之間，差別較大，因此第一個分段選取第2～5步。從表1可見，各選手的分段步頻高于全程平均步頻，這在一定程度上由于第一步的時間較長有關。

為了更加直觀地呈現博爾特及其他選手的全程步頻變化情況，我們進行制圖，圖1、圖2和表4可以明顯看到，博爾特在北京奧運會上從第6～35步、2013世錦賽第6～30步的步頻均為4.46步/s，2009世錦賽上第6～30步步頻均為4.55步/s，因此，可以認為博爾特在百米跑的過程中很長一段時間或距離的步頻是不變的，而其余選手在這些分段上均有較大的上下波動。馮敦壽1996[14]在《貝利破百米世界紀錄跑的技術特征》一文中提到貝利破世界紀錄時全程步頻變化非常小，全程最大與最小步頻僅差0.1步/秒，前10米就達到4.63，一直保持到30米，從30～60米他的步頻上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步頻又回復到4.63步/秒，所以他的全程步頻變化線幾乎是一條水平線。雖該文的百米分段與本研究不同，但在百米的途中跑過程可以與本研究途中過程大致對應。

4結論

4.1相對于其他選手而言，博爾特的步長是最大的，與接近身高的選手比，其步長、步頻均有優勢。傳統的步頻、步長指數技術風格分類方法、步頻指數、步長指數，已不能滿足區分當世界頂尖級百米選手之間技術風格的差異。突破成績要發展步長或步頻，或者兩者同時提高，如何取舍，需針對每一選手實際情況進行嘗試，而遠非不通過實踐就能下定論。

4.2從博爾特跑的節奏——全程步頻分配上看，與其他優秀百米選手比，其步頻變化極小，在第6～30步甚至35步之間幾乎不變，最后10步步頻下降較少，仍能高于起跑后第2～5步的步頻可見其長時間維持步頻的能力較強，而其余選手在跑的過程中步頻有增有減。

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[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成績演變及優秀男子100 m運動員成績模式[J] .北京體育大學學報， 2004，27（9）：405-407.

[9]馮敦壽.貝利破百米世界紀錄跑的技術特征[J].體育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山東體育學院學報1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014

假設選手完成百米的步數相對穩定不變，即平均步長不變，那么其余選手要達到博爾特跑得最快的一次9.58 s時的平均速度，就必須達到怎樣的步頻呢？除博爾特在另外兩次比賽中需提高較小的步頻外，其余選手需提高的步頻在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步長2.193 m計算，其余選手每秒應比13世錦賽上至少多跑0.26 m～0.43 m，這在百米短跑項目中是一個非常可觀的數字，而在全程中維持較高的步頻是非常困難的。

如果認為步頻因遺傳等因素較難改變，在原有步頻的基礎上要提高到平均跑速10.6 m/s，則選手們就需提高步長來達到這個成績（見表3）。

選手們需要增加的平均步長在0.02～0.10 m之間，這看似非常小的距離，但在實際百米大戰的頂尖選手來說，在原有步長基礎上再突破，絕非易事，如果能達到這樣的步長，其余選手將比原來少跑一步以上。當然這只是一種假設，百米項目達到目前的水平，絕非孤立地提高步頻或孤立地提高步長就能實現的，一旦一個因素改變了，第二個因素也會隨之改變，如李春雷等[8]研究認為步頻與步長指數之間呈高度負相關（-0.740）。因此，對于優秀選手來說，如何來組合步頻與步長是一個非常復雜的問題。

3.2分段步頻

可以認為頂尖選手在一定時期內，完成百米的步數相對穩定，因此其成績的變化可以認為是由起跑反應時、全程步頻來決定的，而后者影響成績的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步來進行分段，由于大多數在45步左右即可完成百米比賽，因此本研究中就按9個分段來進行步頻計算。由于經解析發現表中選手從發令到第一個腳著地即刻的時間在0.52～0.56 s之間，除去反應時，第一步步時在0.36～0.41 s之間，而2～5步每步在0.20～0.24 s之間，差別較大，因此第一個分段選取第2～5步。從表1可見，各選手的分段步頻高于全程平均步頻，這在一定程度上由于第一步的時間較長有關。

為了更加直觀地呈現博爾特及其他選手的全程步頻變化情況，我們進行制圖，圖1、圖2和表4可以明顯看到，博爾特在北京奧運會上從第6～35步、2013世錦賽第6～30步的步頻均為4.46步/s，2009世錦賽上第6～30步步頻均為4.55步/s，因此，可以認為博爾特在百米跑的過程中很長一段時間或距離的步頻是不變的，而其余選手在這些分段上均有較大的上下波動。馮敦壽1996[14]在《貝利破百米世界紀錄跑的技術特征》一文中提到貝利破世界紀錄時全程步頻變化非常小，全程最大與最小步頻僅差0.1步/秒，前10米就達到4.63，一直保持到30米，從30～60米他的步頻上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步頻又回復到4.63步/秒，所以他的全程步頻變化線幾乎是一條水平線。雖該文的百米分段與本研究不同，但在百米的途中跑過程可以與本研究途中過程大致對應。

4結論

4.1相對于其他選手而言，博爾特的步長是最大的，與接近身高的選手比，其步長、步頻均有優勢。傳統的步頻、步長指數技術風格分類方法、步頻指數、步長指數，已不能滿足區分當世界頂尖級百米選手之間技術風格的差異。突破成績要發展步長或步頻，或者兩者同時提高，如何取舍，需針對每一選手實際情況進行嘗試，而遠非不通過實踐就能下定論。

4.2從博爾特跑的節奏——全程步頻分配上看，與其他優秀百米選手比，其步頻變化極小，在第6～30步甚至35步之間幾乎不變，最后10步步頻下降較少，仍能高于起跑后第2～5步的步頻可見其長時間維持步頻的能力較強，而其余選手在跑的過程中步頻有增有減。

參考文獻：

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[2]鄒虹，詹曉梅. 博爾特成功因素探析——從第29屆奧運會男子100 m決賽談起[J].軍事體育進修學院學報，2009，28（2）：38-41.

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[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成績演變及優秀男子100 m運動員成績模式[J] .北京體育大學學報， 2004，27（9）：405-407.

[9]馮敦壽.貝利破百米世界紀錄跑的技術特征[J].體育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山東體育學院學報1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014