足球比賽負荷評定范式與量度研究

趙 剛，張英成

足球比賽負荷評定范式與量度研究

趙 剛1，張英成2

足球比賽負荷由外部負荷與內部負荷構成，兩種負荷形式是共變的統一體，是負荷的內、外兩個方面，前者為因，后者為果。兩種形式對負荷的表達形式不同，因此其評定范式也不盡相同。外部負荷評價范式主要基于足球項目的專項運動特征，其過程為：首先對能夠反映專項特征的所有運動行為方式進行歸類，然后對各類活動形式的數量、持續時間、間歇特征等進行度量并進行分析評估。內部負荷的評定范式主要基于比賽中運動員機體的生理生化反應以及能量代謝特征，其過程為：首先采集非正式比賽的生理生化指標，然后根據數據結果對外部負荷導致的機體變化特征進行度量并進行分析評估。前者強調專項的運動形式、后者反映項目的能量代謝特征，二者共同構成了足球項目的運動負荷評定范式，同時也是足球運動員體能訓練的基本邏輯起點。通過系統分析表明，只有將內、外負荷評定相結合，定性定量相結合才能更加系統完整的評價比賽負荷。整體上看足球比賽負荷是大強度有氧負荷，其外部負荷表現為：跑動距離9 800～12 000 m，間歇時間為18.8～23.6 s；對應內部負為80‰～85‰HRmax，血乳酸6～13 mmol/L之間。大強度比賽負荷的外部負荷是由爆發性動作構成，中強度負荷由多次有球與對抗下跑動構成，小強度負荷主要由走和慢跑構成，3個強度對應的內部負荷分別為：85%～100%HRmax、血乳酸12～14 mmol/L；75%～84%HRmax，血乳酸8～12mmol/L；55%～74%HRmax，血乳酸在8 mmoL/L以下。

比賽負荷；量度；評定；范式；足球

足球比賽負荷是足球運動員在比賽中所完成中完成各種技戰術行為對機體所施加的刺激，它反映比賽的需要與運動員的體能水平和狀態，是比賽中教練對運動員表現分析和評估的重要內容，也是訓練的出發點與落腳點，因此，對比賽負荷評估不斷精確化是現代足球發展的重要特征。

對比賽負荷的測量首先是基于對運動員比賽中身體活動的觀察，探索足球比賽中負荷與比賽結果的關系，研究人員首先通過比賽中主要的負荷指標的多次測量，得到比賽負荷的平均值和基本的統計特征，隨著對比賽負荷認識的深入與測量技術的發展，比賽負荷的指標越來越精細，負荷數值的范圍變化也越來越趨于集中。

目前的研究主要從4個方面對比賽負荷進行測量：（1）比賽過程的時間特征，如純比賽時間、比賽中斷時間、比賽密度等[1-4]；（2）比賽過程的技術運用特征，如足球比賽中傳球、搶斷、射門等技術統計[5-7]；（3）比賽過程的活動特征，如各種跑動的時間、方式、距離、速度等[8-10]；（4）比賽過程的生理特征[11-14]，如比賽過程中運動員心率、血乳酸、肌酸激酶等指標的變化等，前3項是“外部負荷”，第4項為“內部負荷”。目前比賽負荷研究普遍存在以下問題：（1）對比賽負荷特征缺乏整體的認識。對比賽負荷只有從內部負荷和外部負荷兩方面進行研究才能形成對其立體的、全面的認識。目前的研究沒能將兩者有機地結合。（2）對比賽負荷缺乏細節的認識。比賽活動距離是研究比賽負荷的重要指標，目前的研究多數都將跑動速度按不同的強度進行劃分，并計算出總的活動距離和不同強度跑的活動距離，按上下半場和比賽位置等進行比較，但對不同強度跑在比賽中的應用情況沒能深入研究，從而對訓練中不同訓練強度訓練內容的安排起不到有效的指導作用。（3）對比賽負荷缺乏系統的認識。要系統地認識比賽負荷，就要對比賽負荷等概念及構成因素有一個清晰的認識，同時，還要建立一個全面、合理的比賽負荷評價體系。而目前對比賽負荷的研究中，缺少對比賽負荷的概念、構成和評價體系統一認識。

基于以上問題，研究以“負荷”“比賽負荷”“足球比賽負荷”“足球比賽表現”為主題或關鍵詞，在中國知網以及Science Citation Index Expanded查閱了從2001年1月至2016年12月的中外相關研究成果200余篇，并選擇了核心期刊文獻30余篇，專著6本，作為本研究主要參考文獻，依據“概念是反映客觀現實本質屬性的思維形式”，“概念的展開就表現為理論”的哲學認識，聯系客觀現實深入剖析比賽負荷基本概念、研究范式與方法，從內外負荷兩個方面分析足球比賽負荷構成與特征，為比賽負荷研究和比賽分析、訓練負荷安排提供理論依據。

1 足球比賽負荷的構成分析

比賽負荷是在各類競賽以及具有競賽性質的訓練過程中運動員機體所承受的刺激，比賽負荷既有生理方面的，又有心理方面的。在同等負荷情況下，比賽及具有比賽性質的訓練過程對運動員機體刺激所產生的反應，較普通訓練條件下要大。競賽負荷的量相對比較穩定，而負荷的強度比較大，對運動員機體產生的影響也比較深刻。由于專項及其競賽的特征不同，度量競賽負荷的指標也不盡相同。

比賽負荷是在比賽條件下的運動負荷。不同的文獻中關于運動負荷的研究很多，但由于個人的理解和理論出發點的不同，對運動負荷所下的定義也有所差別，這一方面說明了運動負荷的重要性，另一方面也說明了運動負荷的復雜性。同時也表明我們目前對運動負荷的概念還存在著一些模糊的、不統一的認識。關于運動負荷在概念上的龐雜和不統一說明了人們對于運動負荷的本質屬性認識還沒完全統一。從概念的起源來看，“負荷”源于電學，含背負、承荷之意，有時也稱負載或載荷。通常，負荷是指載體所承受的刺激或壓力。從這個負荷定義的內涵來看，運動負荷就是以身體練習為基本手段對運動員有機體施加的訓練刺激，也是人體在運動訓練中所能完成的生理機能反應和心理狀態反應的量或范圍[15]。有的研究認為，應該從訓練和比賽的外部負載和內部反應兩個方面解釋運動負荷，認為運動負荷是“訓練過程中通過各種身體練習手段與方法，以及比賽對運動員機體與心理所施加的刺激”[16]。也有研究認為運動負荷就是一個生理學概念，是運動員有機體在訓練中所承受的生理負荷（又稱運動刺激）[17]。對于“運動負荷”概念的表述雖然不完全相同，但還是形成了一些一致的觀點：（1）運動負荷是對機體施加的一種刺激；（2）機體對這種刺激的反應是一種生理應激。但是運動負荷概念定義過程中，或是割裂了刺激與反應的關系，沒有刺激—反應變化規律的闡述，或是將刺激與反應等同起來，直接用內部的反應來代替刺激。從運動負荷的構成來看，可以分為外部負荷和內部負荷，外部負荷是比賽對機體的刺激，內部負荷是機體是對比賽刺激的生理應激，外部負荷和內部負荷構成了負荷的整體，它們彼此依存而又相互影響，是不可分割的矛盾著的兩個方面，是對立的統一。足球比賽的外部負荷是運動員在比賽中完成的各種技戰術動作，它包括單一性重復動作和復雜性動作兩類。單一性重復動作是各種速度的移動，包括站立、走、慢跑、快跑以及沖刺等。比賽中復雜性動作有不同方向和速率的起跳、落地、制動、俯沖、滑行、滑步和不同角度的轉身等動作，以及運球、接球、傳球、射門、鏟球、假動作和其他一些有球技術。這些動作在比賽中往往獨立出現，需要運動員有較好的肌肉協調性、力量和技巧才能高質量完成。從能量系統特征來看，單一重復性動作中快跑與沖刺是無氧動作，其他低速度等級的跑動是有氧運動，它構成了比賽負荷的主體，復雜性動作大部分是“爆發性”動作，是由快速和對抗環境下復雜性動作構成，是比賽中的最主要的無氧負荷。在一場足球比賽中運動員要完成1 000次左右動作，高強度無氧負荷與低強度有氧活動次數的比率為2.2∶1[18]，無氧負荷時間占比賽負荷總時的2%左右[19]，從足球比賽負荷的整體上看是以有氧為主的混合性負荷，并伴隨著時間不一的比賽間歇，運動員在運動與恢復不斷交替的過程中完成所有比賽技戰術行為。

足球比賽的內部負荷是運動員機體對比賽刺激的反應，機體對比賽中運動時的反應有兩類，一類是生理反應，主要表現在心率與呼吸的變化；一類是能量代謝的變化，消耗機體的能量物質來滿足運動的需要，并形成代謝產物。這些反應和代謝產物通常用來評估負荷的量與強度，也就是所說的內部負荷。由于外部負荷的專項性，使內部負荷也產生相應專項性變化。足球比賽外部負荷是多種運動形式、強度的間歇性負荷，與固定強度的運動相比，在平均強度相同情況下，其糖氧化和血乳酸水平高于固定強度運動，脂肪參與供能比例總體較大，兩者耗氧量、能量消耗、心率等心血管中心反應基本相同[20]。

足球比賽負荷中存在多種性質的動作，需要先定性，再定量逐一分析，不能簡單的將多種性質的負荷的量化數據疊加來反應整場比賽的負荷水平。由于指標多且難以對整體負荷進行統一量化，因此，研究者試圖通過比賽時運動員的內部負荷的某個指標來對比賽負荷做整體評估。運動與反應是因果關系，但比賽中的運動與反應并不是同步的，而是運動在前，反應在后，不同種類與強度的運動必然產生相應的生理與生化反應，這種運動—反應的因果關系構成了內部負荷指標來評估比賽負荷的理論基礎。但應該看到內部負荷來評估整體比賽負荷時忽略了外部負荷的構成因素特征及各個因素的個體信息，如即時心率相同的帶球的快速跑與無球沖刺跑，內部負荷指標就無法辨別行為類別的差異性。對負荷評價定性上的缺失，會導致比賽負荷評價不準確。另外，內部負荷與外部負荷之間是非線性關系，由于個體的差異性，相同的外部負荷作用于不同的個體，其內部負荷變化不同，同一個體在不同的競技狀態下承擔相同的外部負荷時內部負荷也不一致。因此，比賽負荷是內外負荷、機體個體化的有機結合，只有把握這三個方面因素內部規則及其共變規律才能準確分析比賽負荷系統整體變化情況。

基于對以上足球比賽負荷的分析，建立了比賽負荷的結構模型。在圖1中比賽內外負荷是共變的統一體，是負荷的內外的兩個方面，外部負荷是各種速度與方式的活動與有球技術構成，內部負荷由生理與生化反應組成，機體這個平臺將內外負荷連接在一起，形成從單個負荷到局部再到整體的足球比賽負荷結構。

圖1 足球比賽負荷測量模型圖Figure1 A diagram of measurement model in football match load

2 足球比賽負荷的評價范式與評價模型

2.1 足球比賽整體負荷評價模型

足球比賽負荷結構的特征要求負荷評價要從內外二個維度出發，評價時首先要了解足球運動員的機能與運動能力個體特征，然后分析外部身體活動與機體內部生理生化變化的對應關系，再探討比賽的位置特征與戰術要求、主客場等因素對比賽負荷的影響。

體育運動負荷的評價分定性與定量兩個方面，定性是評價負荷的專項性、能量的作用方向以及協調復雜性程度，定量是內外部指標的度量值。比賽負荷評價模型也是分定性與定量兩個方面對負荷進行評價，在定性分析中將比賽負荷分為有氧與無氧兩類，然后再確定有氧與無氧運動包括的比賽行為類別，確定其量度，以及比例及間歇與持續時間。

比賽負荷評價時既要了解足球比賽中所有的行為類別與負荷量度，還要結合這些負荷所引發的生理變化。內部負荷的測量，要細分比賽中時有氧與無氧運動中各種具體行為引起的相應的生理變化，持續的時間、前后行為交互作用以及間歇對生理指標的影響，再根據這些個別和階段性的內外負荷特征，來演繹比賽的整體一般性特征。對個別動作的內部負荷可以運用試驗室方法進行評定，對階段性的負荷分析可以運用仿真的方法，在友誼賽或訓練賽中運用視頻分析方法，結合便攜式心率與跑動的測量設備實現內外負荷的同步分析。盡管仿真比賽運動員的投入程度較真實比賽低，但運動的形式相同，比賽內外負荷關聯一致，可以建立內外負荷的關聯的規則，再通過正規比賽與仿真比賽外部負荷的相關性來判斷比賽的內部負荷。

2.2 足球比賽外部負荷分析

2.2.1 足球外部負荷評定范式 對比賽外部負荷的評價就是對比賽行為的定性與定量分析，它是比賽負荷中所有的外部行為表現，是內部負荷產生的“原因”。外部評價過程首先將所有比賽行為進行歸類，再確定其量度，也就是先定性，再定量的分析步驟。比賽中運動員90%以上的時間做無球跑動，因此，無球的技術負荷是足球比賽最主要的負荷。無球技術包括了原地和活動中的起動，各種速度的快跑、沖刺跑，各種形式的曲線跑、折線跑、側身跑、后退跑，正面急停、轉身急停等幾種方式的急停，以及前轉身、后轉身和假動作等。為了減少分析的復雜性，單一重復性的跑動可以按速度的等級劃分類別再分析各等級的距離確定其負荷強度與負荷量。把急停、急轉和假動作與比賽中部分有球動作中的踢球、停球、頂球、搶截球、假動作等歸類了爆發性動作，通過動作的數量、持續時間，以及間歇時間來對爆發性動作的負荷進行評估。

比賽中運動員移動的分類與測量有計算機手動視頻分析、計算機軌跡自動追蹤與基于便攜式跑動測量設備等3種分析方法。計算機手動視頻分析通過對不同時間運動員坐標的標定，來分析運動員的跑動路線、方向和距離，并計算其速度，劃分強度類別，主要軟件工具有 SportsCode、Simi scout、DartTrainer等。計算機自動軌跡跟蹤是現代足球比賽負荷的主要研究方法，通過比賽自動跟蹤技術，自動采集球員跑動距離、速度等數據，通過大數據建模，分析比賽跑動的各個速度級別的一般性特征，建立不同位置的跑動負荷強度與負荷量模型，主要軟件工具有 Cairos Technologies AG、Feedback Sport、Prozone Ltd、Spinsight Ltd、Tracab、Venatrack。便攜式設備是通過運動員佩戴反射器和場外設置接收器的方式來采集運動員移動數據，主要的軟件工具有GPS、LPM、Cairos、Digital Sports Information、TrakPerformance等。

2.2.1.1 比賽跑動的負荷量度 足球比賽中運動員始終處于靜止與變速運動狀態下，總的活動距離反應了跑動的負荷總量，而跑動強度的評定則需要對不同移動形式和強度進行劃分。BANGSBO等將男足比賽中活動形式分為以下8類并且確定了具體的速度標準：（1）站立；（2）走動（1.68 m/s）；（3）慢跑（2.24 m/s）；（4）低速跑（3.36 m/s）；（5）中速跑（4.2 m/s）；（6）高速跑（5.04 m/s）；（7）沖刺跑（8.4 m/s）；（8）后退跑（2.8 m/s）[21]。以上8個速度級別后來又被分成4類強度類別：（1）站立；（2）行走；（3）低強度跑，包括慢跑，低速跑動和反向跑動；（4）高強度跑動，包括中等速度跑動，高速跑和沖刺[22]。在基于視頻分析和便攜電子軌跡跟蹤設備的跑動研究中，BANGSBO標準成為速度和強度劃分主要依據[10]。

我國劉丹、王新洛等根據BANGSBO的跑動等級對2004年亞洲杯中、外運動員比賽活動距離進行了研究，根據亞洲水平運動員的比賽活動特征將活動距離劃分為6個等級：沖刺跑（速度≥8.3 m/s）；高速跑（速度≥5.8 m/s）；中速跑（速度≥4.4 m/s）；低速跑（速度≥3.3 m/s）；慢跑（速度≥2.2 m/s）；慢跑級別以下的活動形式（速度＜2.2 m/s）[8]。

近年來計算機視頻自動追蹤技術的發展和普及，為比賽跑動研究提供了大量的更為準確的數據，逐漸取代了視頻分析和便攜電子跟蹤的比賽跑動研究方法，成為比賽外部負荷研究的主要手段。ALEXANDRE DELLALI和DI SALVO等使用比賽分析系統Prozone?分析了5 930名和2006至2009賽季和26 400名英超、西甲及歐冠聯賽的職業球員的跑動情況，他們將比賽跑動劃分劃分5個等級：（1）走：0.06～2.02 m/s；（2）慢跑：2.04～4.03 m/s；（3）中速跑4.06～5.54 m/s；（4）高速度跑5.55～7.06 m/s；（5）沖刺跑 7.07 m/s以上）（見表1）[5，7]。

表1 比賽跑動負荷強度與負荷量等級劃分表（m）Table1 The classification of load intensity and load in game running

2011中國足協引入了Amisco分析系統，Amisco將比賽跑動被劃分為6個等級：最低強度（站立、走、慢跑）（SD，0～3.08 m/s）；低強度跑（LD，3.09～3.92m/s）；中等強度跑（MD，3.93～4.76m/s）；高強度跑（HD，4.77～5.88 m/s）；較高強度跑（VHD，5.89～6.72 m/s）和沖刺跑（SPD，＞6.72 m/s）。對2011年中超聯賽運動員跑動能力分析表明，各隊平均每場人均跑動距離為10 226 m，沖刺距離201 m，快跑距離245.5 m。與英國、法國、德國和西班牙的頂級聯賽相比中超聯賽跑動負荷量和強度存在差距，跑動總距離有明顯差距，沖刺跑和快速跑次數差距不大，但距離和所占比率則低于4國聯賽[23]。

根據以上研究，可以確定一場高水平的足球比賽跑動的負荷總量為9 750～12 300 m，1至5的負荷強度的負荷量分別為3 400～4 200 m、3 200～5 300 m、1 300～2 600 m、180～370 m（有球60～230）、120～350 m（有球60～240）。比賽中中后衛的負荷強度與負荷量相對較低。比賽中跑動不僅包括無球跑動還包括有球跑動，ALEXANDRE DELLALI統計了4、5等級強度下有球跑動距離數據，分別為60～230 m至60～240 m。

2.2.1.2 比賽技戰術負荷量度 運動員在比賽中不僅要完成有球與無球的跑動，還要完成一定數量的有球技術動作。大部分有球動作需要運動員的高爆發力，在最短的時間內對球產生最大的力，爆發性技術動作和高速跑、沖刺跑構成了足球比賽中的高強度負荷，對比賽的過程和結果起到重要作用[24]。當然，比賽中還包括了一些中短傳球與接球等技術動作，但是這些動作給運動員的肌肉帶來的負擔不大，與跑動結合時負荷的增幅并不明顯，因此，并沒有改變負荷性質，可以不單獨對這些技術動作的負荷做定量分析。

前鋒、中前衛、邊前衛、中后衛和邊后衛一場比賽中完成主要的有球技術動作分別為40.5、62.5、44.2、52.6和49.69次，中前衛完成的技術數量最多，其次是中后衛、邊后衛、邊前衛、前鋒（見表2）。不同位置運動員在每一項有球技術指標上的表現都體現出顯著性差異（P＜0.001）。這說明位置是比賽中有球技戰術負荷主要影響因素，由于球隊的戰術策略、運動員的技戰術特征，以及在球隊攻防體系所起作用的不同，相同位置運動員的技術負荷有也一定的差異，因此技術數據標準差數值較大。

表2 比賽中技戰術應用種類與次數一覽表Table2 The list of the type and frequency in game technical and tactical applications

2.2.1.3 比賽負荷強度變化分析 間歇性是足球比賽負荷主要的專項特征，足球場比賽中純比賽時間在48 min 42 s～65 min 55 s之間，比賽中斷的方式有擲界外球、定位球、球門球、角球、換人、出界、傷病處理、墜球、點球等，平均一場比賽出現108次，平均持續時間18.31 s，間斷時間在28 min 43 s～47 min 43 s之間，足球持續比賽時間95%在29.8 s～39.4 s之間，平均每次持續的比賽時間為34.6 s，比賽間歇時間95%在18.8到23.6 s之間[1，3]。在純比賽時間內個別位置的運動員也可能處于靜止狀態，在比賽的間歇時間內，運動員個人也會有不同強度的移動，因此，運動員的運動和間歇時間分布與比賽持續和比賽間歇并不一致。對運動員個人運動與間歇時間研究發現，持續時間小于6 s行為占所有比賽行為的43.1±5.9%，22.8±3.4%行為持續時間在6 s和9 s秒之間，12.9±4.6%的行為持續時間為9～12 s，8.7±0.7%的行為持續時間在12和15 s。52.7%的間歇小于6 s，21.7%的間歇在6和9 s，8.6%的間歇持續9～12 s，4.7%的間歇持續時間在12 s到15 s之間[21]。比賽中高負荷強度與低負荷強度運動間歇的交替出現，間歇小于6 s的平均持續低于6 s的行為是比賽的主要時間特征。

比賽中很少出現連續的高強度動作，高強度動作完成后大多數會有一個恢復期。比賽中最高負荷強度是無氧高強度跑動，據BRADLEYPS研究兩次無氧跑動之間的間歇為67±15 s[2]。運動員的恢復過程不僅僅發生在比賽間歇內，在比賽的持續時間內低強度的負荷也是一種積極的恢復過程，在這個過程中乳酸得以分解，ATP再合成，為下一次的高強度負荷的運動提供了能量的保障。對比賽中高速跑、沖刺跑、滑步以及高對抗等有球技術高強度負荷的運動與比賽中的站立、走、慢跑等低強度運動的次數與持續時間分析（見表3），發現高強度負荷所占的比賽時間的比例為10%左右，前衛的高負荷運動的時間與次數最多，其次為前鋒、后衛。高負荷動作大部分持續時間為0～6 s，而低負荷動作的分布較為散亂，持續時間在12 s以上低負荷動作較多。

表3 15 min比賽高強度負荷與低強度負荷分布特征表Table3 The distribution table of high and low intensity load in a 15minutes game

高負荷動作是持續、不斷變化的外部刺激的有機組成部分，機體對高強度負荷的反應也受到高強度動作的間隔時間和其他負荷等多種因素影響。單從一次平均持續10 s的高強度負荷運動來看是由磷酸原供能，磷酸原恢復到一半的時間為20～30 s，力竭性運動后約30 s，CP恢復約70%，基本恢復的時限為2～5 min。兩次在10 s以內全力運動的間歇時間不能短于30 s，這樣才能保證磷酸原在盡可能短的時間內，至少恢復一半以上，才能維持高強度的運動的質量，4～5 min的休息間歇才能使磷酸原完全恢復，機體下一次短時間無氧運動時保持較充足的磷酸原能量供應。足球比賽大部分間歇不足6 s，因此高強度負荷基本都在沒有完全恢復的情況下完成的，糖酵解系統供能就為高強度負荷動作的能量來源。提高機體糖酵解系統供能能力和恢復能力才能有效提高運動員比賽中高強度動作質量。負荷相互疊加造成了高強度負荷供能系統的變化。

2.3 足球比賽內部負荷分析

2.3.1 足球比賽內部負荷分析范式 對比賽內部負荷的分析有比賽即時分析與仿真試驗兩類范式。比賽即時的內部負荷分析主要是通過比賽與訓練中即時采集的心率與血乳酸指標數據實現。由于正式比賽中運動員不能攜帶測量儀器，此類研究主要應用在友誼賽與訓練賽中。通過心率表、便攜式呼吸儀等工具，采集比賽中全部的心率與氣體代謝變化過程，結合血乳酸，探討賽中不同時間階段的生理生化變化特征，以及不同外部強度所引起的內部反應。比賽中外部負荷種類多且變化較大，內部負荷相應的變化也就相對較為復雜，在研究中一般采用分層抽樣的方法，抽取5、10或15 min的比賽時間，對比賽行為與內部負荷特征進行深入研究分析，以推演比賽中整體的負荷特征。由于正式比賽與非正式比賽中運動員的投入程度不同，二者的負荷強度存在著差異性，一般認為正式比賽的負荷強度要高于非正式比賽，研究者可以通過測量對比相同對象正式比賽半場與全場結束后的內部負荷指標一致性程度來探索二者差異性。

試驗室方法是通過多種內部負荷指標的測量觀察單一行為與系列行為的內部負荷變化。通過對比賽中的典型性單一動作或組合動作組合的肌肉用力順序、做功、方向、心率變化、氣體代謝，以及血乳酸等指標的測量，精確的評定足球比賽中典型的單一或組合動作的內部負荷，并以此為依據，統計比賽中典型動作或組合出現的次數與時間，推斷比賽中的內部負荷。試驗室方法雖然負荷定量更為準確，但割裂了比賽的整體性，忽略了比賽動作之間的關聯性，因此需要與其他研究方法結合，才能更全面的把握比賽全部過程的內部負荷變化。

2.3.2 足球比賽內部負荷量度分析 運動訓練實踐證明，訓練水平不同的人，在正常條件下可以達到的最大動員閾值（機體最大機能潛力的百分比值）是不同的，“機能動員閾”是運動負荷分級的重要依據之一。經過長時間的訓練運動員的最高心率與安靜心率一樣也會有較明顯的降低，這是與生物適應過程的提高而產生的“節省化”有關。運動員在正常情況下的最大負荷時的心率強度在220 b/min左右，而極限強度時的心率為230～240 b/min，一般認為180～240 b/min是最大負荷，150～180 b/min是大負荷，中等負荷為120～150 b/min，小負荷為120 b/min以下[16]。

研究者大都在中場、在賽后或是非正式比賽的心率進行測量。DELLALALEXANDRE等分析了近年足球比賽心率的研究成果，發現足球比賽中平均心率為160～180 b/min，百分心率在80%～87%HRmax之間[11]。BANGSBO在研究中將比賽心率分為 170次/分以上、150～170次/分和 150次/分以下 3個區間[26]。近年來研究者采用百分心率作為比賽劃分心率的劃分標準，J C BARBERO把心率分為3個強度區間：高強度區（＞85%HRmax）、有氧運動區或中強度運動區（85%～65%）、次有氧運動區或低強度運動區（＜65%HRmax）[12]；STEPHENTEPHEN等對比賽心率劃分更為清晰，他將最大心率的百分比分為4個區間，分別為：1區（＜75%HRmax），2區（75%～84%HRmax），3區（85%～89%HRmax），4區（＞90%HRmax），分別對應了足球比賽的極大強度、大強度、中等強度與小強度4個強度等級13]。比賽心率作為比賽負荷的單一評價指標時還應考慮到個體的差異，如由于最大心率不同的兩名運動員在比賽心率相同的情況下，最大心率小的運動員所承擔的內部負荷相對值較低。因此，在評定各級負荷的心率強度時，還要參考運動員的安靜脈搏和最高脈搏范圍，建立機能水平的相對負荷的對應關系，在此基礎上再分析比賽心率的分布和的負荷強度特征。

范運祥，荊光輝在《體育運動負荷控制與評測》構建了比賽心率模型[16]，在模型中建立運動員安靜脈搏與最高脈搏對應關系，并按比賽心率水平劃分了負荷強度、能力等級與百分負荷等級與機能動員閾，根據比賽心率等級劃分模型和足球比賽心率的分布特征，以及STEPHEN等的足球比賽心率區間劃分，建立了足球比賽心率等級劃分模型可以將心率劃分為極大強度、大強度、中強度和小強度4個等級和8個小等級（見表4）。

表4 比賽心率等級劃分表Table4 The classification table of heart rate in match

表4中根據能量等級、百分負荷等級、機能動員閾等指標對比賽心率進行了等級劃分，根據對不同的安靜的心率值，制定了相應的比賽心率標準。1～2級別是極大強度，一般比賽表現是長距離高速跑或連續多次的爆發性動作，占比賽時間的10%以內；3級別是無氧糖酵解為主的混合負荷，心率在160次以上。63%的比賽時間心率在73%～92%HRmax之間[27]，ANTóNIO REBELO 和 ANTóNIO ASCENC?O 研 究 發 現70%～80%，80%～90%和90%～100%of HRmax3個區間的心率分別占全部比賽時間的37%、41%和9%，比賽心率下半場低于上半場，以最大心率200b/min計算，大部分比賽時間心率在150b/min以上[28]。根據以上研究，足球比賽中大強度與中等強度負荷應該是比賽中最主要的負荷，占比賽時間的60%左右；7～8級別為有氧代謝負荷約占比賽時間的30%。不同水平的運動員在上比賽心率水平上有所差異，高水平的運動員在比賽中maxHR，、argHR和%maxHR均低于低水平運動員[29]。

2.4 足球比賽內外負荷量度綜合分析

2.4.1 比賽負荷內外負荷的綜合分析范式 研究者通過試驗方法控制外部負荷變量來分析足球比賽內外負荷的關聯特征。外部負荷的控制是基于比賽負荷分析的基礎上，通過對比賽負荷的仿真處理來實現外部負荷的控制。如DRUST和REILLY在跑臺試驗中根據時間的間歇性特征設計了45 min的間歇跑動的比賽仿真程序來分析間歇性運動的心率與血乳酸的變化[30]。NICHOLAS和NUTTALL根據比賽跑動的速度、時間、間歇特征設計了不同時間與不同速度的往返跑來分析90 min比賽的能量代謝、心率、血乳酸變化[31]。WILLIAMS和ABT采用了試驗室和場地測試相結合的方式，通過最大攝氧測試、YOYO測試，還有由43項足球比賽行為組成的Ball-sport Endurance and Sprint Test（BEAST90）評定足球內部負荷[32]。還有研究者采用SAFT90場地測試方法來實現負荷控制，SAFT90測試是建立在Prozone?多年對英格蘭超級聯賽運動員跑動等級與距離的分析基礎上設計而成。測試中運動員在90 min中要完成10.78 km的跑動，其中包括了1 269次變速和1 350次變向[33]。試驗室結合BEAST90或SAFT90等場地測試，由于可以準確定類與定量外部負荷，通過同步采集乳酸值、乳酸積累速度、心率血乳酸等指標來反映內部負荷，可以實現內外負荷的關聯研究[34]。

從以上研究來看，研究者意識到試驗室測試方法由于場地的局限，難以對負荷實現完全控制，一般采用了試驗室結合場地測試的方法，但目前情況下還不能控制所有變量，難以完全模擬復雜的外部負荷形式，尤其是缺少對抗的因素，試驗負荷難以達到比賽的負荷水平，因此，這種試驗室與場地測試相結合的方法只能完成部分非對抗狀態下某些運動單元的內外負荷關聯研究。

通過技戰術行為分析系統對運動員比賽行為分類分析，同時通過便攜式設備實現心率與攝氧量等指標的同步采集與分析是理想的負荷綜合分析方法，它能完整的保留負荷整體特征，探索負荷在比賽過程中外部負荷對內部負荷的影響與變化規律，但由于規則限制，只能在練習賽與友誼賽中實現。VIHREN BACHEV，PLAMEN MARCOV等采用SIMI技戰術分析系統、Polar心率表和便攜式的乳酸分析儀，在練習賽中實現內外負荷的同步分析，并對速度、心率與血乳酸的關系進行了分析[14]（見表5）。

表5 足球比賽中負荷等級與血乳酸、心率等級表Table5 The rating list of load level，blood lactate and heart rate in football match

研究表明：小強度負荷對應血乳酸為小于4 mmol/L，中強度負荷為6 mmol/L，大強度負荷為10 mmol/L，極大強度負荷1為12～14 mmol/L，極限負荷2則達到了14 mmol/L以上。目前類似的研究偏少，大多數通過模擬比賽的內外負荷分析，內部負荷指標只采用了心率一個指標。

2.4.2 比賽內外負荷量度綜合分析 根據表1對比賽跑動等級與距離的研究、表2和表3對比賽中技術動作數量和高強度、低強度動作分布特征的研究、表4比賽心率等級的研究，以及表6負荷等級與血乳酸、心率等級的研究，建立了足球比賽的負荷類別、特征與內外關聯結構表（見表6）。

表6 足球比賽內外負荷構成表Table6 The load model in football match

足球比賽中大強度負荷是無氧非乳酸供能，這主要包括了速度＞19.9 km/h沖刺跑與高速跑以及爆發性動作，從心率來看可以達到85%～100%HRmax，這部分強度約占純比賽時間的10%左右，每次大負荷強度平均持續時間為1～6 s，間歇為50～80 s，高速跑以及急停、急轉、射門等爆發性動作場均約160～180次，對比賽中高于170 b/min心率高強度的動作主要有運球、傳球、搶斷、射門、快速退防、進攻跑動。這些場上爆發性動作的出現往往都是攻防的關鍵時刻，而且大都在高速跑動中與對抗中完成，是比賽中最高強度的負荷。比賽中的高強度負荷的平均間歇雖然在50～80 s，但比賽中的高強度負荷的出現是隨機的，也可能出現間歇很短的連續的高強度動作，或者在較大強度有氧動作后完成高強度負荷動作，因此，運動員還需要具備承受連續高強度負荷的能力，才能穩定的高質量的完成爆發性動作。

比賽中中等負荷強度主要是無氧糖酵解為主的混合負荷，是由多次連續的中速跑、有球和對抗的中速跑、部分有對抗和與有球技術結合的慢跑等動作構成，百分心率為75%～84%HRmax，約占比賽時間為40%左右，血乳酸為血乳酸8 mmol/L。在中等強度的跑動速度為（14.5～19.8 km/h），這一區間速度跨度較大，研究者將這個等級中強度跑以14.1 km/h的速度為標準劃分成2個等級[6]。14.1 km/h跑速雖然偏低，但足球比賽所有行為都是技戰術行為，在這個速率跑動時運動員需要根據場上雙方攻防情況，控制自己速度與方向變化，這也增加了比賽跑動負荷強度。在比賽中的移動形式具有多樣性，后退和側向移動占跑動總距離的16%[35]，還要完成700多次的變向和轉身[36]由于這些因素的綜合作用使看起來速度較低的比賽跑動具有更高的強度。

小強度負荷是有氧代謝負荷，比賽心率為55%～74%HRmax，心率為160 b/min以下，移動速度＜7.3 km/h，血乳酸在8 mmol/L以下，約占比賽時間30%。主要的外部負荷主要有走、慢跑及各種非爆發性的技戰術動作。比賽的大部分時間處于走和慢跑的狀態，走和慢的移動距離占了比賽的移動距離的一半，但這并不代表著比賽中所有的走和慢跑都是小強度負荷。由于生理的反應的延遲性，高強度快速跑后，往往在隨后的間歇或低強度的運動中出現較高的心率水平，一方面是由于快速跑后的減速過程也應屬于較高的負荷；另一方面如果把運動與恢復視為一個整體，高強度運動后心率恢復到160 b/min以下也需要一定的站立、走與慢跑來調節，這部分恢復時間運動員的心率也維持在中強度負荷水平，因此也把這部分的移動納入中強度負荷。

足球比賽負荷的整體來看，負荷強度為80%%%～85%HRmax，約為160 b/min，其中大強度10%、中強度60%、小強度30%。血乳酸在6～13 mmol/L之間?？傌摵闪繛榕軇泳嚯x9 800～12 000 m，完成有球與無球動作1 000次，比賽間歇時間為18.8～23.6 s。

3 結 論

（1）足球比賽負荷由外部負荷作用與運動機體內部負荷構成，外部負荷是“因”，內部負荷是“果”，通過試驗室方法、場地測試和模擬比賽方法實現內外負荷的同步分析，才能實現內外負荷的影響機制與變化規律的研究。

（2）外部負荷評價范式主要基于足球項目的專項運動特征，其過程為：通過視頻分析對能夠反映專項特征的所有運動行為方式進行歸類，然后對各類活動形式的數量、持續時間、間歇特征等進行度量并進行分析評估。內部負荷的評定范式主要基于比賽中運動員機體的生理生化反應以及能量代謝特征，其過程為：通過試驗室與場地測試，采集非正式比賽的生理生化指標，然后根據數據結果對外部負荷導致的機體變化特征進行度量并進行分析評估。前者強調專項的運動形式，后者反映項目的能量代謝特征，二者共同構成了足球項目的運動負荷評定范式，同時也是足球運動員體能訓練的基本邏輯起點。

（3）從整體來看足球比賽負荷是大強度有氧負荷，其外部負荷表現為：跑動距離9 800～12 000 m，有球與無球動作1 000次，間歇時間為18.8～23.6 s；對應內部負為80%%～85%%HRmax，血乳酸6～13 mmol/L之間。主要有大強度、中強度、小強度3個負荷強度等級分別占比賽時間的10%、60%和30%。大強度比賽負荷的外部負荷是由爆發性動作構成，持續時間1～6 s，間歇50～80 s；中強度負荷持續時間12 s以上、間歇10～25 s、由多次有球與對抗下跑動構成，小強度負荷主要由走和慢跑構成比賽間歇時間為18.8～23.6 s。3個強度對應的內部負荷分別為 ：85% ～100%HRmax、血 乳 酸 12～14 mmol/L；75% ～84%HRmax，血乳酸 8～12 mmol.l；55%～74%HRmax，血乳酸在 8 mmol/L以下。

[1]趙剛，劉丹.足球比賽負荷構成與量度研究[J].首都體育學院學報，2013，25（3）：255-259.

[2]BRADLEY P S，DI MASCIO M，PEART D.High-intensity Activity Profiles of Elite Soccer Players at Different Performance Levels[J].Jour?nal of Strength and Conditioning Research，2010，24（9）：2343-2351.

[3]MALTE SIEGLE，MARTIN ARTIN LAMES.Game Interruptions in Elite Soccer[J].Journal of Sports Sciences，2012，30（7）：619-624.

[4]MICHAEL S，ORENDURFF，JASON D.Walker.Intensity And Dura?tion of Intermittent Exercise and Recovery During a Soccer Match[J].Journal of Strength&Conditioning Research，2010，24（10）：2683-2692.

[5]ALEXANDRE DELLAL，KARIM CHAMARI.Comparison of Physical and Technical Performance in European Soccer Matchplay：FA Premier League and La Liga[J].European Journal of Sport Science，2011，11（1）：51-59.

[6]BLOOMLIELD J，POLMAN R C J，O'DONOGHUE P G.The`Bloom?field Movement Classification'：Motion Analysis of Individuals in Team Sports[J].International Journal of Performance Analysis of Sport，2004，4（2）：20-31.

[7]DI SALVO，V，PIGOZZI F，GONZALEZ-HARO C.Match Performance Comparison in Top English Soccer Leagues[J].International Journal of Sports Medicine，2013：34（6）：526-529.

[8]于少華，劉丹，李強.中國男子優秀足球運動員比賽跑動能力研究[J].中國體育科技，2009，45（6）：34-40.

[9]GREGSON W，DRUST B，ATKINSON G.Match-to-match Variability of High-speed Activities in Premier League Soccer[J].International Journal of Sports Medicine，2010，31：237-42.

[10]MORTEN B.Application of Four Different Football Match Analysis Systems：A Comparative Study[J].Journal of Sports Sciences，Janu?ary ，2010，28（2）：171-182.

[11]DELLAL ALEXANDER，CRISTIANO DINIZ DA SILVA.Heart Rate Monitoring in Soccer：Interest and Limits During Competitive Match Play and Training，Practical Application[J].Journal of Strength and Conditioning Research，2012，26（10）：890-2906.

[12]BARBERO-ALVAREZ J C，SOTOV M.Match Analysis And Heart Rate of Futsal Players During Competition[J].Journal of Sports Scienc?es，2008，26（1）：63-73.

[13]STEPHEN V，BRIAN T，AARON J.Small-sided Soccer Games in Youth Players[J].Physiological Responses and Time-motion Charac?teristics of Various Journal of Sports Sciences，2009，27（1）：1-8.

[14]VIHREN BACHEV，PLAMEN MARCOV，PETAR GEORGIEV.Analyses of Intensity of Physical Load during a Soccer Match[M].Sci?ence and Football V，LONDON AND NEW YORK：Rautledge Taylor&Francis Group，2009：235-240.

[15]李宗浩，池健，楊樺.運動訓練學導論[M].北京：北京體育大學出版社，2007.

[16]范運祥，荊光輝.體育運動負荷控制與測評[M].長沙：湖南師范大學出版社，2003：20.

[17]馬冬梅.運動訓練學基礎[M].北京：北京體育大學出版社，2005.

[18]THOMAS REILLY.Assessment of Sports Performance With Particular Reference to Field Games[J].European Journal of Sport Science，2001，1（3）：1-12.

[19]O’DONOGHUE P G，BOYD M，LAWLOR J.Time-motion Analysis of Elite，Semi-Professional And Amateur Soccer Competition[J].Jour?nal of Human Movement Studies，2001，41：1-12.

[20]張勇.運動與能量消耗和底物代謝特征研究進展[J].中國運動醫學雜志2010，29（6）：722-726.

[21]BANGSBO J，NORREGAARD L，THORSOE F.Activity Pro fi le of Competition Soccer[J].Canadian Journal of Sports Science，1991，16：110-116.

[22]MAGNI MOHR，PETER KRUSTRUP，JENS BANGSBO.Match Per?formance of High-standard Soccer Players with Special Reference to Development of Fatigue[J]，Journal of Sports Sciences，2003，21：519-528.

[23]劉浩，朱琪林，姜鵬，等.中國足球協會超級聯賽運動員比賽能力研究[J].北京體育大學學報，2013，（36）4：128-133

[24]部義峰.優秀女子足球運動員體能訓練體系的理論與實證[D].北京：北京體育大學，2012.

[25]PETER G.O'Donoghue.Time-motion Analysis of Work-rate in Eng?lish FA Premier League Soccer[J].International Journal of Perfor?mance Analysis in Sport，2002，2：36-43.

[26]IMPELLIZZERI M，ERMANNO RAMPININI，SAMUELE M.Physio?logical Assessment of Aerobic Training in Soccer[J].Journal of Sports Sciences，2005，23（6）：583-592.

[27]ROHDE H，ESPERSEN T.Work Intensity during Soccer Training and Match-play[M].United Kingdom：E and FN Spon，1988：68-75.

[28]REILLY T，CLARYS J，STIBBE A.Science and Football 11[M].Lon?don：E&FN Spon，1993：73-80，129-134.

[29]MIKOLA MISJUK，NORBERT HURT.Soccer players training load during Estonian Premium Leaguematches：comparison of high and low ranking teams[R].Hungary：9th INSHS International Christmas Sport Scientific Conference，2014.

[30]DRUST B，REILLY T，CABLE N T.Physiological Responses to Labo?ratory-Based Soccer-specific Intermittent and Continuous Exercise[J].Journal of Sports Sciences，2000，18：885-892.

[31]NICHOLAS C W，NUTTALL F E，WILLIAMS C.The Loughborough Intermittent Shuttle Test：A Field Test that Simulates the Activity Pat?tern of Soccer[J].Journal of Sports Sciences，2000，18：97-104.

[32]WILLIAMS J D，ABT G，KILDING A E.Ball-Sport Endurance and Sprint Test（BEAST90）：Validity and Reliability of a 90-minute Soc?cer Performance Test[J].Journal of Strength and Conditioning Re?search，2010，24：3209-3218.

[33]LOVELL R，KNAPPER B，SMALL K.Physiological responses to SAFT 90：A New Soccer-specific Match Simulation[J]，Coaching and Sports Science，2008，3：46-67.

[34]AKUBAT I，BARRETT S，ABT G.Integrating the Internal and Exter?nal Training Load in Soccer[J].International Journal of Sports Physiolo?gy and Performance，2014，9（3）：457-462.

[35]REILY T，BOWEN T.Exertional Cost of Changes in Directional Modes of Running[J].Perceptual and Motor Skills，1984，58：49-50.

[36]JONATHAN BLOOMFIELD，REMCO POLMAN，PETER O'DONO?GHUE.Physical Demands of Different Positions in FA Premier League soccer[J].Journal of Sports Science and Medicine，2007，6：63-70.

Measurement and Evaluation Paradigm of Exercise Load in Football Match

ZHAO Gang1，ZHANG Yingcheng2
（1.Dept.of PE，Shenzhen University，Shenzhen 518060，China；2.School of PE，Northeast Normal University，Changchun 130024，China）

Exercise load of football match consist of external and internal load，they are two aspect of exercise load，and external load is the cause，the latter one is the result caused by external load.Two load style reflect two aspects of exercise load，so the evaluation paradigm is different.Various motion style reflect football match specialties need to be classified when external load evaluation is done，then motion frequency，duration and work-rest ratio were measured and analyzed.Internal load of football match exercise load mainly based on the physiology，then get the energy consumption via analyzing physiology data.External load highlights specificity of football match，and internal load mainly reflects bioenergetics，only two aspects were combined，football match exercise load could be well explicit，and guild strength and conditioning training better.On the whole，football match load is high intensity aerobic load，the external load perfor?mance as running distance is 9 800-12 000 meters’18.8～23.6 seconds’match intermittent；While correspond the internal load is 80%～85%HRmax，the blood lactic acid is between 6～13mmol/L.The high tense match load which contains explosive action，medium tense load contains several continuous ball pos?session and running in confrontation，the lower tense load which contains walking and jogging.The three intensity correspond to the internal load that 85%-100%HRmax，and the blood lactic acid is 12～14mmol/L；75%～84%HRmax，and the blood lactic acid is 8～12mmol/L；55%～74%HRmax.The blood lactic acid is below 8mmol/L.

match load；measure；evaluation；paradigm；football

G 808.1；G 843

A

1005-0000（2017）02-153-08

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2017.02.010

2016-11-18；

2017-02-25；錄用日期：2017-02-26

上海市科學技術委員會科研計劃項目（項目編號：15490503200）

趙 剛（1970-），男，遼寧沈陽人，博士，副教授，研究方向為體育教育訓練學。

1.深圳大學體育部，廣東深圳518060；2.東北師范大學體育學院，吉林長春130024。