淺析“大數(shù)據(jù)時(shí)代”背景下為促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員競技能力發(fā)展的體能訓(xùn)練思路

張 碩

山西省體育科學(xué)研究所，山西 太原 030012

1 “大數(shù)據(jù)”特征及“大數(shù)據(jù)”應(yīng)用價(jià)值

1.1 “大數(shù)據(jù)”概念概述

當(dāng)今時(shí)代已經(jīng)是一個(gè)大量數(shù)據(jù)不斷產(chǎn)生并被記錄的時(shí)代。自信息革命以來，信息交互工具、通訊基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)處理軟件之間的平行發(fā)展使得數(shù)據(jù)在我們當(dāng)今社會(huì)的方方面面產(chǎn)生著愈加重要的指示性作用。依靠電子計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的快速分類和記錄能力進(jìn)行的數(shù)據(jù)收集，通過搜索引擎技術(shù)的不斷進(jìn)步，各類數(shù)據(jù)在互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)上的相互交流、串聯(lián)、溝通，并在“云計(jì)算”這一設(shè)計(jì)的幫助下，在互聯(lián)網(wǎng)維度中將一個(gè)個(gè)單獨(dú)數(shù)據(jù)匯聚成一個(gè)巨大的無所不含的大數(shù)據(jù)庫。“大數(shù)據(jù)之所以產(chǎn)生，主要得益于當(dāng)今正邁進(jìn)普世計(jì)算機(jī)時(shí)代下隨處可見的傳感器和微處理器。這些設(shè)備留下的數(shù)據(jù)痕跡通過互聯(lián)網(wǎng)的相互交流，形成的一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)源是可以被使用、被分析的無形寶藏。”[1]當(dāng)我們作出某一選擇時(shí)需要相應(yīng)的支持，可以通過對(duì)與該決定相關(guān)連的事件以往所產(chǎn)生并被記錄的一系列數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)化的篩選、分析以及“數(shù)據(jù)挖掘”，通過找尋相關(guān)數(shù)據(jù)與事件結(jié)果間的一些聯(lián)系，借以支持我們作出符合相應(yīng)目的的選擇。

“大數(shù)據(jù)時(shí)代”將是一個(gè)以數(shù)據(jù)為主導(dǎo)的，通過對(duì)所發(fā)生事件所產(chǎn)生數(shù)據(jù)的收集、儲(chǔ)存、分析、挖掘，進(jìn)而指導(dǎo)決定的作出的一個(gè)時(shí)代。

1.2 大數(shù)據(jù)理論的相關(guān)應(yīng)用

“任何行業(yè)、組織在應(yīng)用大數(shù)據(jù)的過程中，從技術(shù)角度來看，首先要收集并且開發(fā)特定的工具，來處理大規(guī)模并行服務(wù)器產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)可能是專有數(shù)據(jù)，也可能是來自于“云”。其次，任何一個(gè)組織都需要選定分析軟件，用它來挖掘數(shù)據(jù)的意義，以及最重要的管理和分析大數(shù)據(jù)的專業(yè)人才。”[2]

“飛行時(shí)刻（Flyontime.us）”是美國的航班延誤分析系統(tǒng)，通過對(duì)Date.gov中全美航班起、降時(shí)間，延誤信息為基礎(chǔ)，通過總體延誤率對(duì)比、不同航空公司間延誤率對(duì)比、以及不同天氣情況、不同日期、時(shí)間段、節(jié)假日情況甚至航班具體延誤情況的系統(tǒng)分析及數(shù)據(jù)挖掘。幫助消費(fèi)者找到最符合自己目標(biāo)的航班，同時(shí)可以倒逼航空市場間的良性競爭。

“數(shù)據(jù)混搭器（Datemasher.org）”是美國以開放的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，通過選擇需要整合對(duì)比的公共數(shù)據(jù)組，然后產(chǎn)生以地圖為基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)可視化分析報(bào)告。如通過分析來自聯(lián)邦調(diào)查局（FBI）和疾病控制中心的各州每百萬人口犯罪案件數(shù)和各州居民武器擁有比例這兩組數(shù)據(jù)。通過分析可知華盛頓州居民的槍支擁有率為1.9%，遠(yuǎn)低于其他州，但每百萬人口罪案數(shù)為1414宗，居全美第一。再以密西西比州為例，槍支擁有率為11.1%，為全美第二，但每百萬人口罪案數(shù)僅為291宗，在全美處于較低水平。由此可知，各州居民槍支擁有率與當(dāng)?shù)刂伟睬闆r沒有必然聯(lián)系。[3]

表1 華盛頓州與密西西比州居民槍支擁有率與當(dāng)?shù)刂伟睬闆r

1.3 大數(shù)據(jù)理論在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域的相關(guān)應(yīng)用

在美國職業(yè)籃球聯(lián)賽（NBA）、英格蘭超級(jí)足球聯(lián)賽、美國職業(yè)橄欖球聯(lián)賽（NFL）等職業(yè)化程度較高的比賽項(xiàng)目，大數(shù)據(jù)理論的應(yīng)用已經(jīng)充斥著運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練與比賽的過程中。

如NBA比賽的背后，有著強(qiáng)大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、挖掘系統(tǒng)。NBA對(duì)比賽數(shù)據(jù)的量化已經(jīng)到了極致的地步，以得分、失分、投籃命中率等統(tǒng)計(jì)多達(dá)90多項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)。除去可以簡單理解的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)外。也有諸如“球員貢獻(xiàn)度PIE（Player Impact Estimate）”，即通過計(jì)算一個(gè)球員整場比賽的得分，陣地戰(zhàn)得分，罰球得分等主動(dòng)得分，一級(jí)助攻、搶斷等正面技術(shù)指標(biāo)，減去犯規(guī)、丟球等負(fù)面數(shù)據(jù)通過相應(yīng)公式得出的經(jīng)挖掘后的“高級(jí)指標(biāo)”。還有一些諸如某兩名特定球員得分相關(guān)性或者得分總和對(duì)球隊(duì)勝率影響的“高級(jí)指標(biāo)”。

英超很早就有俱樂部和美國職業(yè)橄欖球聯(lián)盟NFL合作，希望借鑒美國體育的運(yùn)動(dòng)醫(yī)療知識(shí)，特別是專業(yè)分工清晰的、圍繞球員不同身體部位進(jìn)行專門功能性訓(xùn)練以及恢復(fù)的新方式。[4]這樣的分析研究和恢復(fù)手段，帶有強(qiáng)烈的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)特色：充分使用攝像頭、移動(dòng)客戶端和計(jì)算機(jī)綜合分析體系，采集大量數(shù)據(jù)來提供解決方案。這種通過大數(shù)據(jù)應(yīng)對(duì)球員傷病的模式，是通過仔細(xì)搜集其運(yùn)動(dòng)、睡眠休息和日常移動(dòng)的各種形體姿態(tài)，以及相關(guān)體能消耗數(shù)據(jù)，來分析球員全面的生物學(xué)指數(shù)，尤其著重研究球員們?cè)诟鞣N肌體壓力下的生理反應(yīng)。

2 運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練提升競技能力發(fā)展的理論意義

2.1 競技能力各元素子集間非衡性狀態(tài)的特點(diǎn)

田麥久教授主導(dǎo)的“五要素”學(xué)說下，即體能、技術(shù)能力、戰(zhàn)術(shù)能力、運(yùn)動(dòng)智能、心理能力，這些子集間的發(fā)展水平普遍的處于非衡性狀態(tài)下。于其他要素而言，在運(yùn)動(dòng)技能的形成與發(fā)展方面由于各項(xiàng)目間具體技術(shù)差別過大，尚沒有統(tǒng)一的規(guī)律出現(xiàn)，同時(shí)由于現(xiàn)代社會(huì)的信息及交互程度的不斷深入，使得頂尖運(yùn)動(dòng)員之間技術(shù)差距逐漸縮小；戰(zhàn)術(shù)能力則受到更多外部因素影響，如對(duì)手競技能力、賽制、自身技術(shù)能力、體能水平等，過多的因變量無法進(jìn)行統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的分析；心理能力和運(yùn)動(dòng)智能的研究和探索仍在模糊的概念階段，缺乏具體方法，無法直接提高運(yùn)動(dòng)員的競技能力。

2.2 運(yùn)動(dòng)員競技能力發(fā)展的非衡結(jié)構(gòu)非同步性特點(diǎn)下補(bǔ)償效應(yīng)的應(yīng)用

田麥久教授、劉大慶教授[5]所提出的在統(tǒng)計(jì)學(xué)視角下運(yùn)動(dòng)員競技能力各因素間的發(fā)展絕大部分呈現(xiàn)不均衡的非衡性狀態(tài)，而競技能力各因素間的非衡性補(bǔ)償作用也是普遍存在的。

李贊關(guān)于競技子能力非同步發(fā)展的相關(guān)研究中指出，由于“體、技、戰(zhàn)、心、智”五個(gè)競技子能力的內(nèi)在屬性差別決定了其固有發(fā)展規(guī)律的不同；不同專項(xiàng)因其競技能力的主導(dǎo)因素的不同，決定了各子能力在發(fā)展過程中也必然有所不同，[7]同時(shí)還有如教練員訓(xùn)練理念，運(yùn)動(dòng)員個(gè)性化的特點(diǎn)，以及科技手段介入后帶來的訓(xùn)練方法、手段的改進(jìn)都是的各競技子能力間非同步性發(fā)展的特點(diǎn)普遍存在的基礎(chǔ)。[8]

運(yùn)動(dòng)員在競技能力上水平相當(dāng)，不同運(yùn)動(dòng)員所具備的構(gòu)成元素不一的競技能力呈相對(duì)關(guān)系，即各競技能力子因素間存在的關(guān)系呈現(xiàn)異構(gòu)同工效果。

由此可知，運(yùn)動(dòng)員競技子能力發(fā)展具備非同步性而使得其競技能力存在著非衡結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中各因素間呈現(xiàn)相互補(bǔ)償?shù)奶攸c(diǎn)。基于這些理論的推演可以分析得出，可以通過重點(diǎn)發(fā)展已經(jīng)具備較完善的訓(xùn)練方法及監(jiān)測手段的子能力，來達(dá)到整體競技能力提高的目的。

體能訓(xùn)練這一競技能力子集已經(jīng)有著充分的人體解刨學(xué)、生理學(xué)、生物化學(xué)等理論學(xué)科的支撐和多年訓(xùn)練實(shí)踐檢驗(yàn)。通過有效提高運(yùn)動(dòng)員體能，依據(jù)不平衡性特征帶動(dòng)其他競技能力要素發(fā)展同時(shí)提高運(yùn)動(dòng)員整體競技能力有著實(shí)際而可控的效果。

3 “大數(shù)據(jù)+”體能訓(xùn)練數(shù)據(jù)與分析

3.1 體能訓(xùn)練中數(shù)據(jù)的收集

依據(jù)大數(shù)據(jù)理論的形成方式，針對(duì)目標(biāo)對(duì)象所進(jìn)行的數(shù)據(jù)收集工作是整體工作的基礎(chǔ)，針對(duì)體能訓(xùn)練的數(shù)據(jù)收集工作可根據(jù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)的分類標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；

3.1.1 運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)指標(biāo)收集

針對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體形態(tài)進(jìn)行系統(tǒng)化測量并進(jìn)一步精細(xì)化、專項(xiàng)化，除去傳統(tǒng)的身高、體重、臂展長度、肢體維度等外部形態(tài)指標(biāo)外，可以通過不同科技手段對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體肌肉、脂肪含量、肌肉橫斷面積等傳統(tǒng)手段無法檢測的形態(tài)指標(biāo)進(jìn)行測量記錄。在數(shù)據(jù)測量的過程中保證相關(guān)數(shù)據(jù)的收集與運(yùn)動(dòng)員多年訓(xùn)練計(jì)劃間的同步，做到隨運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)生涯的身體形態(tài)指標(biāo)測量數(shù)據(jù)的跟蹤收集。

3.1.2 運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能指標(biāo)收集

通過科技手段測量運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能指標(biāo)，監(jiān)控、收集并分析運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)及恢復(fù)過程中心率、血壓、生物電、生化指標(biāo)等運(yùn)動(dòng)員的身體機(jī)能指標(biāo)，同時(shí)針對(duì)運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)和睡眠、休息時(shí)間進(jìn)行對(duì)應(yīng)的機(jī)能監(jiān)測，在恢復(fù)階段的身體機(jī)能監(jiān)控的進(jìn)行，對(duì)比相應(yīng)的數(shù)據(jù)變化分析其關(guān)系，基于運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)理論中“超量適應(yīng)”與“過度疲勞”現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控，基于數(shù)據(jù)的變化分析運(yùn)動(dòng)員競技水平提高的訓(xùn)練周期理論模型，并基于身體機(jī)能數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控、統(tǒng)計(jì)并分析可以有效的提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持。

3.1.3 運(yùn)動(dòng)員一般運(yùn)動(dòng)素質(zhì)指標(biāo)收集

針對(duì)運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)的監(jiān)測是對(duì)運(yùn)動(dòng)員力量、速度、耐力、協(xié)調(diào)、柔韌、靈敏等運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的一般性測量，而在科技手段的介入下可以針對(duì)不同研究維度進(jìn)行測試與數(shù)據(jù)收集，如通過對(duì)力量訓(xùn)練中負(fù)重物移動(dòng)速度、沖量、加速度以及腱反射等傳統(tǒng)測量方法無法測量的數(shù)據(jù)。摸底監(jiān)測運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)，建立整體體能模型檢測流程，充分收集運(yùn)動(dòng)員身體素質(zhì)數(shù)據(jù)。一方面通過數(shù)據(jù)分析對(duì)具體運(yùn)動(dòng)素質(zhì)的訓(xùn)練效果進(jìn)行監(jiān)控，另一方面對(duì)數(shù)據(jù)的相關(guān)分析可以提供給教練員下一階段的訓(xùn)練計(jì)劃制定的參考。

3.1.4 運(yùn)動(dòng)員其他運(yùn)動(dòng)指標(biāo)收集

同時(shí)為滿足“大數(shù)據(jù)”對(duì)數(shù)據(jù)樣本量收集的多樣性、全面性的要求，區(qū)別于以往的體能數(shù)據(jù)測量收集手段，依據(jù)電子設(shè)備被標(biāo)準(zhǔn)化高、誤差小，便于操作，節(jié)省測試人員等特點(diǎn)，增加體能訓(xùn)練過程中的數(shù)字化設(shè)備，如短距離沖刺跑過程中，記錄達(dá)到不同距離點(diǎn)的所用時(shí)間，及步幅、步頻甚至踏地時(shí)間的監(jiān)控進(jìn)行全程動(dòng)作攝錄，同步監(jiān)測心率、血壓、血乳酸等機(jī)能指標(biāo)，同時(shí)根據(jù)訓(xùn)練計(jì)劃做好體能數(shù)據(jù)的跟蹤監(jiān)測和收集。爭取做到訓(xùn)練即是測試，測試也是訓(xùn)練；即時(shí)產(chǎn)生訓(xùn)練數(shù)據(jù)，即時(shí)分析訓(xùn)練數(shù)據(jù)，即時(shí)反饋訓(xùn)練效果的目標(biāo)。

3.2 體能訓(xùn)練的數(shù)據(jù)分析及挖掘

數(shù)據(jù)的分析及挖掘作為大數(shù)據(jù)理論的核心，將是該體系產(chǎn)生作用的直接環(huán)節(jié)，其他部分也都是為這一步而服務(wù)的。

首先，數(shù)據(jù)收集的可信度要保證，否則從根本上就不具有效果；其次是數(shù)據(jù)庫的建立，積累一個(gè)巨大的數(shù)據(jù)庫，在這個(gè)“大數(shù)據(jù)時(shí)代”無疑是建立了一座寶藏；其次是數(shù)據(jù)的處理和挖掘，數(shù)據(jù)必須要應(yīng)用才有意義，怎么用是一個(gè)像挖掘金礦般的工作，因此需要科研人員對(duì)訓(xùn)練活動(dòng)的全程參與，收集和處理數(shù)據(jù)，為教練員、運(yùn)動(dòng)員提供訓(xùn)練的反饋，幫助訓(xùn)練計(jì)劃的優(yōu)化。同時(shí)，大數(shù)據(jù)體能數(shù)據(jù)庫的建立也能在運(yùn)動(dòng)員選材及跨界跨項(xiàng)選材上具備指導(dǎo)意義，根據(jù)數(shù)據(jù)庫的體能結(jié)構(gòu)模型可以有效地分析得出項(xiàng)目體能特點(diǎn)，指導(dǎo)選材活動(dòng)的開展。

5 結(jié)論

綜上所述，大數(shù)據(jù)背景下的運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練是通過對(duì)體能數(shù)據(jù)的“收集—儲(chǔ)存—分析”的結(jié)構(gòu)，做到訓(xùn)練即數(shù)據(jù)測試，測試數(shù)據(jù)即時(shí)收集并分析，訓(xùn)練計(jì)劃即時(shí)依據(jù)反饋數(shù)據(jù)調(diào)整。依據(jù)促進(jìn)體能訓(xùn)練計(jì)劃的效果進(jìn)行反饋，從而提高運(yùn)動(dòng)員體能，并提升競技能力，獲得競賽優(yōu)勝的體能訓(xùn)練思路。