基于蟻群算法的桌球運動態(tài)勢研究

韓良子

(沈陽航空航天大學 體育部,遼寧 沈陽 110136)

桌球運動是四大紳士運動之一,不僅具備文化傳承的作用,而且能夠在育人、社交以及休閑等方面起到巨大的作用.目前,參與桌球運動的人越來越多,參與桌球競賽的職業(yè)選手也突破了6500萬.2020年,桌球項目有希望成為奧運會的比賽項目.斯諾克排名賽是桌球運動的頂級賽事,得到媒體的普遍關注.北京、上海等城市的桌球俱樂部數量也與日俱增.桌球運動在競技體育、大眾體育以及學校教育方面都有了長足的發(fā)展.桌球運動在中國發(fā)展的同時,卻沒有起到應有的作用.大部分年輕人僅僅會打桌球,但是并不了解桌球運動的內涵,因此,需要對桌球運動的態(tài)勢進行系統(tǒng)的研究,深入地剖析其內涵,充分地理解桌球運動實質,從而能夠擴展桌球運動的文化空間,促進桌球運動的極大發(fā)展.由于桌球運動的態(tài)勢影響因素很多,因此,需要選擇有效的算法對其進行分析,蟻群算法是依據螞蟻覓食的行為特征提出的一種智能算法,具有非常好的魯棒性和適應性,因此,利用該算法進行桌球態(tài)勢分析是切實可行的.

1 我國桌球運動的發(fā)展現(xiàn)狀

我國桌球運動處于一個動態(tài)的發(fā)展過程,不僅受到外界因素的影響,而且也存在自身的發(fā)展規(guī)律,主要從競技體育、大眾體育和學校教育三個方面闡述我國桌球運動發(fā)展現(xiàn)狀.

(1)競技體育方面桌球的發(fā)展現(xiàn)狀

我國桌球運動的群眾基礎不斷壯大,中國桌球協(xié)會成立以后,桌球運動得到了規(guī)范的管理和合理的發(fā)展.桌球運動的職業(yè)化和九球桌球的競技體育使桌球運動產生了一個質的飛躍.自從丁俊暉在斯諾克奪冠以后,明星效益使桌球運動得到了大眾的關注,桌球運動后背人才的培養(yǎng)、桌球競賽的報道、桌球科技紛紛出現(xiàn),桌球運動的規(guī)劃也進入了更深的層次,通過競技體育實現(xiàn)桌球運動的中國化引起了各界人士的大討論.我國桌球競技體育有了較大的發(fā)展,各大桌球競賽的排名我國都名列前茅,我國桌球競技體育已經和國際接軌[1].

(2)大眾體育方面桌球的發(fā)展現(xiàn)狀

在媒體的大力宣傳下,桌球已經進入了大眾的視野,大眾桌球進入了最早的快速發(fā)展階段.桌球運動作為大眾體育在北方不斷流行,和競技體育同步發(fā)展,桌球俱樂部的數量也不斷增多,桌球產業(yè)也不斷興起,桌球器材的銷售量也不斷增加.但是隨著桌球運動的寒流,一些桌球俱樂部紛紛倒閉,一個桌球器材銷售企業(yè)瀕臨倒閉.之后,在明星效應的影響下,桌球運動又恢復了發(fā)展,參與桌球運動的人劇增,桌球俱樂部又掀起了新的熱潮,桌球器材的生產與銷售產業(yè)也迎來了新機遇,大眾桌球競賽也不斷增加.桌球大眾體育的發(fā)展同時也推動了其競技體育的發(fā)展,桌球體育產業(yè)蓬勃發(fā)展.桌球大眾體育正從盲目狀態(tài)向規(guī)劃管理轉變,正朝著多樣化的方向發(fā)展.

(3)桌球的學校教育

隨著桌球大眾體育和競技體育的快速發(fā)展,桌球的學校教育也處于蓬勃發(fā)展的階段,一些高校紛紛成立桌球協(xié)會,也有一些高校開設了桌球選修課,北京體育大學設置了桌球專業(yè).在青少年中,桌球比賽也漸漸地多了起來.桌球教育從大學到中小學都得到了關注,通過學校教育能夠提高學生學習桌球的興趣,確保學生的身心健康[2].

2 桌球運動發(fā)展的影響因素

影響桌球運動發(fā)展的因素較多,歸納起來主要包括經濟因素、政策因素和人才培養(yǎng)因素,具體體現(xiàn)如下：

(1)經濟因素

目前,奧運項目一直受到國家的重視,而對于桌球運動屬于非奧運項目,因此,桌球運動的發(fā)展不是很樂觀.一些地方舉辦的桌球比賽,基本上沒有電視臺和媒體報道,不能得到有效的宣傳,桌球比賽就缺乏關注.而關注度不好,一些企業(yè)無法從投資過程中獲得利益,因此缺乏投資的熱情,桌球的職業(yè)化發(fā)展也受到限制.在一段時間里,桌球運動止步不前,甚至產生了萎靡的狀況[3].

一些地方政府并沒有設置專項的桌球項目撥款,桌球運動缺乏經費支持,桌球運動的場地費和裁判員的收入也非常有限.對于一些職業(yè)裁判員,甚至無法維持正常生活,長此以往,職業(yè)裁判員的培養(yǎng)也遇到了較大的瓶頸.由于受場地、桌球比賽器材等因素的制約,桌球比賽通常在比較小的場館舉辦,觀看比賽的人數也不多,從而導致票房收入過少,贊助商也無法獲得收益,因此,不愿意投資桌球比賽.此外桌球的轉播率不高,贊助商無法獲得所需的宣傳效果,這樣就使贊助商不愿意投資桌球比賽,從而導致桌球運動員的獎金也就沒有著落.

經費不足使桌球運動員缺少專門的訓練費用,一些專門的訓練場地無經費建設,在經濟的壓力下,一些桌球運動員只能另找出路,一些職業(yè)桌球運動員成為了桌球廳的陪練或者從事賭球,從而使桌球人才大量流失,不利于桌球運動的發(fā)展.一些地方沒有制定完善的桌球運動發(fā)展計劃.有些桌球運動員經過努力獲得各級比賽的冠軍,但沒有獲得豐厚的物質獎勵,甚至以后的就業(yè)和生活也沒有保障,因此,桌球運動員參與競技比賽的積極性受到較大的打擊.

(2)政策因素

目前,我國提出的“奧運爭光計劃”和“全民健身計劃”使奧運項目備受青睞,一些地區(qū)只以獲取奧運冠軍為目的,大力發(fā)展奧運項目,而對于非奧運項目的桌球運動,沒有得到足夠的重視.

桌球通常被認為屬于文化娛樂項目,桌球廳的營業(yè)稅也比較高,一些桌球廳的收支失衡,甚至被迫倒閉,這樣極其不利于桌球運動的發(fā)展,體育部門只負責桌球比賽,卻沒有管理權,從而不利于桌球運動的快速發(fā)展.

(3)人才培養(yǎng)因素

隨著經濟的飛速發(fā)展,社會競爭日趨激烈,高考制度使社會上“重文輕武”的理念根深蒂固,很多家長希望孩子能夠通過努力學習考上理想的大學.一些文化課成績較差的考生可以通過體育特長生的方式考上重點大學,但是目前還沒有任何一個高校招生桌球專項特長生,因此,桌球人才培養(yǎng)力度不夠,桌球人才儲備不足.

3 蟻群算法的基本原理

將蟻群算法應用于桌球運動態(tài)勢分析,假設每個變量都可以劃分為N個部分,每個變量都有N+1個節(jié)點,這樣n個變量就有(N+1)×n個節(jié)點.當螞蟻從第一個變量移動到第n個變量時,線索集就形成了,該集合就是目標函數的狀態(tài)空間解集.空間解集中的元素xj可以利用如下的公式計算[4]：

(1)

對于第k只螞蟻,第j個向量的第i個節(jié)點的狀態(tài)轉移概率可以利用如下的公式進行計算：

(2)

(3)

(4)

為了能夠提高搜索速度,避免優(yōu)化方案中的局部最優(yōu)情況,信息素的揮發(fā)系數可以利用如下的式子進行更新：

(5)

桌球運動態(tài)勢蟻群分析算法流程如下所示：

步驟3:將不同的變量劃分為N個部分,每個變量包括N+1個節(jié)點,每個部分的長度可以通過如下的公式進行計算：

(6)

步驟4：如果滿足條件max{hj|j=1,2,…,n}<ε,其中ε表示最小閾值,此時算法結束,得到了優(yōu)化解,其表達式如下所示：

(7)

否則,返回步驟5.

步驟5: 第k只螞蟻可以根據式(6)和式(7)選擇下一個節(jié)點.

步驟6: 計算目標函數值,信息素可以根據式(8)和式(9)進行更新.

步驟7:k=k+1,如果滿足條件k

(8)

(9)

式中,j=1,2,…,n,迭代次數加1,然后返回步驟3.

4 實例研究

為了驗證蟻群算法在桌球運動態(tài)勢分析中的有效性,以某市為例研究其桌球運動的發(fā)展態(tài)勢,通過收集該市2010-2016年桌球參賽手冊等資料,通過網絡圖書館查詢相關資料,查詢文獻50篇.同時通過電話和親自拜訪等方式進行專家訪談,專家主要是由經驗豐富的桌球運動員、桌球教練員和桌球運動相關的權威專家組成.向本地桌球運動員發(fā)放問卷100份,回收問卷95份,回收率95%,獲得了2010-2016年桌球運動相關的真實數據,從而保證桌球運動態(tài)勢分析的真實準確性,以2010-2016年的數據樣本為基礎,利用蟻群算法預測未來幾年桌球運動的發(fā)展態(tài)勢.

(1)桌球運動隊伍態(tài)勢

利用蟻群算法對桌球運動態(tài)勢進行分析,獲得了本地桌球運動隊伍的發(fā)展態(tài)勢,分析結果見表1.

從表1的桌球運動隊伍態(tài)勢分析結果可以看出,未來的幾年,職業(yè)桌球隊、民間桌球隊以及高校桌球隊都基本上是逐年增多,規(guī)模不斷擴大,表明本地的競技桌球、大眾桌球以及學校桌球教育都會有一個長足的進步.

(2)桌球器材的發(fā)展態(tài)勢預測結果見表2.

從表2可以看出,在未來的幾年里桌球器材的質量逐年提升,桌球器材質量的提升能夠直接促進桌球運動的快速發(fā)展,表明,桌球運動將逐步被人們重視.同時也可以看到桌球器材質量的提升需要一個較長的過程,良好率仍然不是很高,一些桌球器材仍然不符合標準,球臺的水平度和平整度、桌球的柔韌度等都有待提高.因此,應該加強桌球廳的規(guī)范管理,促進桌球運動的快速發(fā)展.

(3)桌球運動參與人數的發(fā)展態(tài)勢

參與桌球運動的人數發(fā)展態(tài)勢預測結果見表3.

表1 桌球運動隊伍的發(fā)展態(tài)勢

表2 桌球運動的發(fā)展態(tài)勢

表3 桌球運動的參與人數發(fā)展態(tài)勢

從表3的態(tài)勢預測結果可以看出,隨著時間的延長,專業(yè)運動員、培訓班學員和普通桌球愛好者逐年增多,但是主要還是以專業(yè)運動員為主,桌球的普通愛好者比較少,說明群眾對桌球運動的認可度還不高,桌球運動的群眾基礎比較薄弱,需要進一步加強.

5 結 論

桌球運動正處于發(fā)展階段,在發(fā)展的同時也存在著一些問題急需解決.將遺傳算法應用于桌球運動的態(tài)勢分析,從而能夠發(fā)掘桌球運動的發(fā)展規(guī)律,通過仿真分析表明,在未來的幾年里桌球運動從人數和器材等方面會不斷提升,通過態(tài)勢分析能夠尋球桌球運動的管理模式,促進桌球運動的不斷發(fā)展.