我國青少年足球比賽心率特征研究

周 昊，張 靜

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我國青少年足球比賽心率特征研究

周 昊，張 靜

深圳大學，廣東 深圳，518060。

旨在剖析青少年足球比賽過程中，運動員全面具體的心率特征；運用MT-sports足球助教足球比賽監控系統對參加2016年中體協在武漢主辦的全國中學生足球錦標賽的比賽運動員進行心率監控；通過研究分析發現：（1）青少年足球比賽負荷為75%HRmax-90%HRmax的時間比例達到總比賽時間的67%；（2）上半場的比賽平均心率與比賽平均負荷顯著高于下半場；（3）邊前衛的負荷主體主集中在大于85%HRmax區間內，其他位置球員負荷量主體主要集中在75%-90%HRmax這個區間內；（4）足球比賽的跑動負荷和心率負荷存在不對應的關系；不同的間歇性活動行為對心率的具體和細微的影響還有待進一步研究。根據對研究結果的分析，提出了一些有助于發展青少年足球活動能力的建議。

青少年；足球；心率；特征；監控

越來越多的先進的科學儀器用于足球比賽的負荷監控，旨在分析評價運動員的體能狀況和疲勞水平[1]。從運動生理的角度出發，研究運動員比賽中的高強度負荷是很有必要的，研究方法通常包括攝氧量、血乳酸和心率；而在比賽和訓練中對運動生理負荷的監控和研究，心率是操作性最強，最有效的研究指標[2-4]。

國外專家學者普遍應用如time-motion監控軟件和GPS分析軟件，對足球比賽負荷進行研究分析發現，在足球比賽中，運動員的比賽負荷在大部分時間段都為80-90%HRmax[5-9]。

青少年的足球比賽研究是近些年研究的一大趨勢，但是在國內相關研究中還是相對較少。本研究對青少年足球比賽過程中的心率特征進行研究；分析不同負荷強度區間的時間分布；以及不同位置的心率特征比較；全面，系統了解青少年的足球比賽心率特點，為提高運動員身體機能；提高抗疲勞水平；降低運動損傷；提高比賽質量提供科學依據。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

參加2016年中體協在武漢主辦的全國中學生（高中生）足球錦標賽打滿全場的比賽運動員的速度和心率數據為研究對象，其中前鋒3人，中前衛5人，中后衛9人，邊前衛3人，邊后衛7人，共計27人（詳情見下表）。

表1 研究對象詳情一覽表

1.2 研究方法

1.2.1 實驗觀察法 運用北京動量科技有限公司生產的MT-sports足球助教足球比賽監控系統對青少年足球比賽監控。（1）簡介 MT-sports采用可穿戴技術、傳感器技術、生物識別技術、GPS定位技術、無線傳輸技術及大數據分析處理技術。并結合數據濾波、數據分析、規則驗證相結合的方法，對足球運動員比賽和訓練過程中的心率、速度、加速度、位移曲線等數據進行監控。（2）操作方法專門的比賽監控團隊負責對比賽的監控，運動員通過穿戴內置運動背心和心率傳感器，將比賽實時的速度和心率數據傳至場邊基站，再將數據發回到數據分析軟件，直至統計完整場的比賽數據。將生成的實時比賽速度和心率數據進行整理和篩選，將準確，無缺失數據作為本研究的數據來源。

1.2.2 數理統計法 用EXCEL對相關數據進行存儲和整理，運用SPSS22.0數據統計軟件對數據進行統計學處理，主要包括平均數、標準差等指標的描述性統計及T檢驗、方差分析，統計學意義設置在P<0.05。

2 結果與分析

2.1 心率特征分析

2.1.1 心率評價標準的制定 心率評定運動強度主要有兩種方法；一種是分析觀測到的平均運動心率或者是心率區間的時間百分比的絕對值[10-11]。但是這種方法存在一定的缺陷，就是在運動員中安靜心率和最高心率是不同的，只能用于整體心率特征分析[12]。現在對職業比賽和業余比賽最常用的一種方法就是根據最大心率區間的百分比進行負荷評價[13]。很多國內外關于心率的研究中用心率計算運動強度的方法是：平均運動強度=平均心率/最高心率x100%，這種方法在一定程度上減少了運動員心率個體差異對評價結果的影響。本文在對比賽平均心率和比賽最高心率進行比較時，采用了相同的方法：

比賽平均運動強度=比賽平均心率/個人最高心率×100%

比賽最高運動強度=比賽最高心率/個人最高心率×100%

2.1.2 最高心率及心率區間的確定 最高心率采用國內外通用的Fox公式，即最高心率=220-年齡[14]。

本文根據國內外的研究成果和研究的需要，將心率區間劃分成<75%HRmax；75%-85%HRmax；85%-90%HRmax；≧90%HRmax四種類型。根據研究的需要和國內外研究的經驗，主要從青少年足球比賽整體的；上下半場的與不同位置的比賽平均心率、比賽最高心率、比賽平均負荷和最高負荷、不同最大心率區間的時間百分比以及速度特征等方面進行研究分析。

2.1.3 青少年全場比賽心率特征分析

表2 比賽心率及負荷強度概況表

表3 不同負荷區間時間比例及平均速度概況表

從表2和表3中我們可以看出，青少年足球運動員在比賽中的平均運動強度負荷和比賽最高運動強度負荷分別為最大心率的82.8±4.0%和94.9±3.9%，而在小于75%HRmax；75%-85%HRmax；85%-90%HRmax；大于90%HRmax四個心率區間內，心率占總比賽時間的百分比分別為15.7±11.2%；41.8±13.7%；25.5±8.4%；17.0±16.9%。小于85%HRmax的時間占總時間比例達到了57.5%；在四個心率區間內，平均速度都在1.5m/s，速度最快的心率區間為75%-90%HRmax區間。

2.1.4 不同半場心率特征分析 通過圖2和圖3我們可以看出，無論在比賽平均心率、最高心率還是比賽平均負荷、最高負荷這幾方面，上半場都超過了下半場；其中上半場比賽平均心率和比賽平均負荷顯著（P<0.05）超出下半場（172bpm VS 161bpm和84.8%HRmax VS 80.7%HRmax）；上下半場除了在75%-85%最大心率這個區間，其余三個區間心率占總時間的百分比都存在顯著的差異（P<0.05），其中，小于75%最大心率的時間下半場比上半場多出了將近58%；而大于90%最大心率內的時間，上半場比下半場多出54%，這說明上半場的體能優勢更加明顯；上半場在75%-90%最大心率這個區間里，平均速度都超過了1.8m/s，顯著的（P<0.05）優于下半場的1.6m/s，在相同的運動負荷里，上半場比下半場的速度優勢更加明顯。

圖1 不同半場運動心率特征概況圖

注：*表示上下半場存在顯著差異（P<0.05）

圖2 上下半場不同心率區間時間比例及速度概況圖

注：T1、T2、T3、T4分別代表<75%HRmax；75%-85%HRmax；85%-90%HRmax；≧90%HRmax四種區間的時間比例（下同）；V1、V2、V3、V4分別代表<75%HRmax；75%-85%HRmax；85%-90%HRmax；≧90%HRmax四種區間的平均速度（下同）；*表示上下半場存在顯著差異（P<0.05）

2.1.5 不同位置運動員心率特征分析

表4 不同位置比賽心率及負荷強度概況表

注：圖中的符號表示事后多重比較的顯著性，P<0.05.其中，*表示中前衛與邊前衛之間的比較，○則表示中后衛與邊前衛之間的比較。

通過對不同位置的運動員的研究，我們發現（見表4和表5）比賽平均心率最高的為邊前衛，但是平均心率受個人最高心率的影響；在比賽的平均負荷方面，最高的為邊前衛隊員達到了最大心率的86.9±7.2%，而最少的則是中后衛，只有80.7±3.1%HRmax，二者存在顯著（p<0.05）差異，相差6%，前鋒與邊后衛的比賽平均負荷比較接近；比賽中最高負荷也是邊前衛隊員，最少的則是中前衛隊員，兩者存在顯著（P<0.05）差異；在小于75%最大心率區間里，時間比例最大的是中后衛球員，最小的是前鋒，但是五個位置上不存在統計學上的顯著差異（P>0.05）；在75%-85%最大心率區間內，時間比例最大的為中前衛和中后衛球員，達到了48%；二者顯著（P<0.05）超過最少的邊前衛球員；在85%-90%最大心率區間內，時間比例最多的三個為中前衛、前鋒和邊后衛，都在27%以上，顯著（P<0.05）超過最少的中后衛球員（19.3%±9.4%），在大于90%HRmax區間里，兩個邊路活動的主體（邊前衛和邊后衛）的時間比例最大，分別為39.6±31.5%和24.4±21.0%；二者都顯著（P<0.05）的多于最少的中前衛（3.9±3.1%），第二少的為中后衛球員，也顯著（P<0.05）少于邊前衛。在五個位置中，前鋒、中前衛、中后衛和邊前衛球員的負荷量主體主要集中在75%-90%最大心率這個區間內，時間比例占到了比賽時間的64%-79%；但是邊前衛球員由于位置的特殊性和功能的多樣性，他的負荷主體主集中在大于85%最大心率區間內，占到了比賽時間的65%左右，其中大于90%最大心率的負荷區間時間比例達到了39.6%，大于前鋒和中前衛以及中后衛三者之和；通過四個區間內時間百分比的標準差可以看出，個體之間還是存在一定的差距。在四種負荷區間內的平均速度方面；小于75%最大心率區間內，速度優勢最明顯的為中前衛和邊前衛球員，超過了1.8m/s，顯著（P<0.05）優于前鋒隊員（1.3±0.4m/s）；在75%-85%最大心率階段，平均速度最小的為前鋒隊員和中前衛，中后衛、邊前衛和邊后衛三者的差別不大；在大于90%最大心率區間內，邊后衛的速度最快，達到了1.7±0.1m/s；在統計學意義上顯著（P<0.05）超過最少的中后衛球員（1.2±0.6m/s）。速度，是足球比賽的保障，如何在相同的比賽負荷下發揮更快的速度，這也是在訓練中應該注意的地方。

表5 不同位置心率區間的時間百分比與平均速度概況表

2.2 間歇性行為特征與心率變化關系探討

足球比賽負荷主要由內部負荷和外部負荷構成，外部負荷的變化總是對應一定的內部負荷的變化。足球比賽跑動是最主要的外部負荷，內部負荷主要的表現為心率負荷；國外學者Woolford，S和 Angove，M在早些年就提出高強度負荷為>85%HRmax；中等負荷強度為65%HRmax-85%HRmax；低強度負荷為≦65%HRmax[15]。根據內外負荷相互對應的關系，建立表6；探討足球間歇性行為與心率變化的關系。

表6 外部負荷與心率負荷時間對照表

如表6所示，不同負荷間歇的活動時間與外部的心率負荷并不存在對應的關系，反而呈現出反比的關系。在表6中，高強度負荷的跑動時間在130s左右，但是，心率表現出來的內部高強度負荷達到了2000s；低強度跑動的時間達到了4050s，但是運動員心率負荷表現出來的低強度負荷僅僅只有83s。是什么導致了這一原因？趙剛、劉丹在《足球比賽負荷構成與度量研究》一文中提到，心率增加往往是在大強度負荷后延遲出現；運動員在完成一次運動承受了一定的負荷后，在運動結束后的間歇時間或慢速運動形態時心率逐漸增加，還沒有明顯回落到正常水平時就要完成下一次技戰術行為[16]。由于長時間的低強度跑動是間歇性進行的，心率負荷不可能得到充分的恢復，加上心率平臺期的影響，所以出現長時間的低強度負荷跑動對應了短時間的心率內部負荷。

心率負荷的變化往往具有滯后性；從表6中可以看出，在進行一段時間的中高等強度活動以后，心率的上升則表現在了中高等強度停止后的走動階段；瞬時的跑動速度并不對應及時的心率。在很多的研究當中，都忽略了心率的平臺期與滯后問題，那么，在研究當中，如何看待間歇性的活動特征與心率變化的關系？比如，在足球比賽過程中，5s的沖刺跑動之后心率上升了多少；在10s的走動，心率恢復了多少；還比如不同間歇形式的組合又會給心率負荷造成什么樣的影響等等。通過查閱國內外相關文獻發現，在這方面的研究還是空白。

隨著科技的進步和科學化研究的深入，間歇性行為特征與心率變化的具體關系也會得到證實，這不僅僅有利于更加科學的訓練，提高比賽水平；也有利于促進運動員的恢復機制、能量節省化、降低疲勞和運動損傷等方面的研究的深入，更好服務于日常訓練和比賽。

表7 部分數據監測統計表

3 結論與建議

3.1 結 論

（1）青少年足球運動員比賽最高運動強度約為個人最高心率的95%。其中可以看出，足球比賽是以中高等強度為主的比賽項目，75%HRmax-90%HRmax負荷強度區間占總比賽時間的67%

（2）邊前衛隊員在比賽中的平均負荷和最高負荷均比其他位置球員要高，且運動強度大于90%HRmax的時間比例達到了39.6%，超過了前鋒、中后衛和中前衛三者之和。

（3）前鋒、中前衛、中后衛和邊前衛球員的負荷量主體主要集中在75%-90%HRmax這個區間內，時間比例占到了比賽時間的64%-79%；邊前衛的負荷主體主集中在大于85%HRmax區間內。

（4）上半場的比賽平均心率與比賽平均負荷顯著高于下半場，負荷在75%HRmax和75%-85%HRmax區間內的時間時間比例，下半場高于上半場。

（5）足球比賽的跑動負荷和心率負荷存在不對應的關系；不同的間歇性活動行為對心率的具體和細微的影響還有待進一步研究。

3.2 建 議

（1）青少年時期正處于身體各項素質發展的關鍵時期，因此，在日常訓練中，要注意發展青少年的各種能力和各項素質，全面提高隊員的體能儲備，很好的適應長時間、快節奏、強對抗的足球比賽特點。

（2）不同位置的隊員在比賽當中扮演著不同的角色，在體能上面也要有不同的要求。因此，在日常訓練中，在全面發展的基礎上，有針對性的提高不同位置的體能需求，很好的發揮比賽中的角色作用。

（3）足球比賽是有很多個間歇時間段組成，在訓練當中，要著重發展青少年隊員的間歇性活動的能力，增強各種素質，提高在間歇活動中質量，保證比賽流暢的進行，而不至于導致脫節。

（4）青少年足球訓練當中要體現先進性和科學性。采取科學的監控手段，科學的訓練手段，以賽促練與以練促賽相結合；形成以監控為基礎；比賽訓練為關鍵；反饋為機制的系統發展。

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Research on Heart Rate Features of Chinese Youth Football Match

ZHOU Hao, ZHANG Jing

Shenzhen University, Shenzhen Guangdong, 518060, China.

In order to analyse youth football competition process, specific and comprehensive characteristics of athletes' heart rate; the use of MT-sports assistant football football monitoring system in 2016 to participate in sports associations in Wuhan sponsored by the national high school football tournament athletes heart rate monitoring; through the study found:（1）youth football game for 75%HRmax -90%HRmax to load the proportion of time the total game time 67%;（2）the average heart rate and the average load of the game the game in the first half was significantly higher than that in the second half;（3）the main load winger in more than 85% HRmax range, other position players load body mainly concentrated in the range of 75%-90%HRmax;（4）there does not correspond to the football game running load and load rate; intermittent activity of different heart rate specific and subtle influence Need further study.According to the analysis of the research results, some suggestions are put forward to help teenagers develop their football activities.

Youth; Football; Heart rate; Features; Monitoring

1007―6891（2018）04―0029―05

10.13932/j.cnki.sctykx.2018.04.08

G804.22

A

2018-04-24

2018-04-25