滑水比賽成績管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用

蔣志升

(國家體育總局湛江潛水運動學(xué)校, 廣東 湛江 524005)

滑水項目因其具有觀賞性、刺激性、探險性、極限性、挑戰(zhàn)性等特征，受到世界各國人民的喜愛。滑水運動最早起源于20世紀初的美國，而后在西方發(fā)達國家迅速發(fā)展并普及開來。滑水運動是指人借助動力的牽引在水面上滑行的水上運動，在平靜的水面上滑行時，滑水者通常要穿“水鞋”——水橇在水面上完成各種動作。目前，根據(jù)滑水運動員在滑水過程中使用或不使用水橇大致可以分成花樣滑水、回旋滑水、跳躍滑水、尾波滑水、赤腳滑水等項目。在世界范圍內(nèi)由國際滑水聯(lián)合會舉辦的重大滑水國際賽事有：單數(shù)年舉行世界滑水錦標賽、雙數(shù)年舉行世界杯滑水賽，還有定期舉辦的一些單項滑水世界錦標賽，如赤腳滑世界錦標賽、尾波世界錦標賽、索道尾波世界錦標賽等。

國外已有較成熟的滑水比賽成績處理系統(tǒng)，如德國開發(fā)的相關(guān)系統(tǒng)由專業(yè)硬件工程師解決比賽現(xiàn)場視頻回傳顯示問題，計算機軟件處理團隊負責(zé)競賽編排、比賽成績匯總、預(yù)決賽成績發(fā)布、大屏顯示、成績打印等。瑞典開發(fā)了基于視頻捕捉跳躍滑測距系統(tǒng)和國際標準的花樣滑評分系統(tǒng)。我國自1993年起，由武漢體育學(xué)院科研人員開發(fā)了一套《滑水跳躍測量系統(tǒng)》，通過了當時國家體委科教司的鑒定，并應(yīng)用到滑水賽場，這是當時國內(nèi)滑水大賽必備的裁判測距系統(tǒng)，并且出口到新西蘭滑水俱樂部。隨著滑水比賽的增加和計算機軟件技術(shù)的不斷發(fā)展，我國急需開發(fā)一套更加完善、高效的滑水比賽成績處理系統(tǒng)，以更好地服務(wù)于滑水比賽。

1 研究內(nèi)容

我國滑水錦標賽男女各設(shè)花樣滑、回旋、跳躍、赤腳滑、尾波滑、沖浪滑水等6項和雙人技巧、特技跳躍滑等2項男女混合賽。比賽期間，各項目成績的測量和統(tǒng)計是一項極具挑戰(zhàn)意義的課題。由于滑水比賽在水面上進行，比賽成績判定需要裁判員在拖船上完成，近距離觀看運動員在水面上完成的比賽動作，根據(jù)競賽規(guī)則給運動員評分，裁判評分結(jié)果需該項目所有參賽運動員比賽結(jié)束后再把評分單送上岸，編排裁判根據(jù)滑水成績統(tǒng)分計分規(guī)則進行成績匯總處理并排名公布成績。同時，有些滑水比賽項目統(tǒng)分規(guī)則非常繁雜，如花樣滑項目，共有146個比賽動作，對應(yīng)不同分值，一名參賽運動員在比賽中可能完成幾十個動作，船上裁判員只記錄完成動作名稱，而成績編排裁判員需根據(jù)完成的動作進行算分處理。跳躍滑參賽運動員在拖船的勻速牽引下，滑行過程中通過加速越過一個斜坡型跳臺，在空中“飛行”一段時間后落在水面上，類似于高臺跳雪。比賽中，滑水運動員飛躍跳臺后要平穩(wěn)地落在水面上并保持一定距離的滑行姿態(tài)，才能被認定為一次成功的跳躍，運動員的著水點到跳臺斜坡頂端垂直面的距離為運動員的成績，跳躍距離越遠成績越優(yōu)秀。這些都需要用計算機處理成績才能完成比賽任務(wù)。

本系統(tǒng)以全國滑水錦標賽比賽項目競賽規(guī)則為依據(jù)，根據(jù)比賽設(shè)置的13個單項，按照競賽計分規(guī)則進行程序設(shè)計，及時準確統(tǒng)計比賽成績信息并快速發(fā)布。

2 滑水比賽成績管理系統(tǒng)

滑水比賽成績管理系統(tǒng)基于Microsoft.NET平臺進行開發(fā)，程序開發(fā)語言采用C#,數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)采用MySQL數(shù)據(jù)庫架構(gòu)的B/S模式和C/S混合開發(fā)模式。打分裁判運用B/S模式，通過瀏覽器登錄服務(wù)器，選擇不同比賽項目進行打分。記分裁判使用客戶機強大的程序處理能力，根據(jù)打分裁判的分值計算成績，匯總成績，打印、公布比賽成績等。

2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計

滑水比賽成績管理系統(tǒng)從整體上來看可以劃分為四大功能模塊，分別是用戶登錄驗證管理模塊、系統(tǒng)控制管理模塊、Web服務(wù)器管理模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。系統(tǒng)控制管理模塊在整個系統(tǒng)中扮演核心角色，該模塊集成了對滑水比賽成績的管理、滑水比賽各小項打分規(guī)則管理、各項目賽后成績統(tǒng)計與發(fā)布等核心功能。用戶登錄驗證管理模塊通過對運動員、裁判員及系統(tǒng)管理員等系統(tǒng)用戶群體賦予不同的權(quán)限對用戶進行區(qū)分，經(jīng)過系統(tǒng)分類驗證分別進入系統(tǒng)。Web服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器管理模塊對整個系統(tǒng)運行所需要的服務(wù)器進行管理，確保整個系統(tǒng)始終處于一個安全穩(wěn)定的運行環(huán)境中。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在滑水比賽成績管理系統(tǒng)中，系統(tǒng)各部分之間是緊密聯(lián)系的，各功能模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸與通信離不開系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的存儲與管理。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計主要包括兩大方面的內(nèi)容：一是根據(jù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)目標之間的關(guān)系進行E-R模型構(gòu)建；二是依據(jù)系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建以存儲數(shù)據(jù)。E-R模型是對系統(tǒng)中所涉及的全部數(shù)據(jù)通過創(chuàng)建E-R模型圖的方式對各目標數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)之間的關(guān)系進行明確和說明，E-R模型圖如圖2所示。構(gòu)建完系統(tǒng)的E-R模型后便可創(chuàng)建數(shù)據(jù)表以存儲數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫根據(jù)所要存儲的目標數(shù)據(jù)共創(chuàng)建6張數(shù)據(jù)表：管理員信息表（Admin），用于存放系統(tǒng)管理員用戶的信息；運動員信息表（Athlete）,用于存放參賽運動員的信息；比賽項目表（Term）,用于存放滑水比賽各項目名稱、計分規(guī)則等；運動員所在俱樂部表（Club），用于存放各運動員所在俱樂部信息；運動員所在代表團表（Unit），用于存放各運動員所在代表團名稱信息；比賽成績公告信息表（Information）用于存放各項目比賽成績的公告信息。同時，選取具有多層安全性能的SQL Server 2010數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來保障數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)安全。

圖2 數(shù)據(jù)庫E-R模型

2.3 現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集

現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集指的是獲取每個滑水單項比賽的運動員成績數(shù)據(jù)，一般分為花樣完成動作、回旋成績、跳躍比賽距離、尾波、尾波沖浪的技術(shù)分、編排分、完成分、赤腳完成動作、雙人技巧完成動作、特技跳躍完成動作等。在滑水比賽過程中，通過系統(tǒng)通信模塊傳輸過來的成績數(shù)據(jù)被綜合處理并存儲到數(shù)據(jù)庫中，成績管理系統(tǒng)依據(jù)比賽規(guī)則，根據(jù)花樣、赤腳、雙人技巧和特技跳躍完成動作自動匹配對應(yīng)的分值并由高到低進行排序，確定名次。回旋比賽和跳躍比賽根據(jù)比賽規(guī)則記錄參賽運動員的成績變化，尾波和尾波沖浪依據(jù)競賽規(guī)則對完成分、編排分、難度分進行相加并確定名次。

2.4 系統(tǒng)通信部分設(shè)計

通信部分是負責(zé)滑水比賽過程中成績管理系統(tǒng)和客戶端間各項比賽成績信息傳輸?shù)哪K，由有線傳輸系統(tǒng)、無線傳輸系統(tǒng)、INTRANET網(wǎng)絡(luò)等幾大部分組成，系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示。由于滑水比賽涉及的成績數(shù)據(jù)量大，為提高系統(tǒng)的通信傳輸效率，采用B/S架構(gòu)的分布式處理系統(tǒng)，B端用于連接打分裁判的成績輸入終端，S端用于記分裁判的成績處理終端和管理系統(tǒng)運行的服務(wù)器，從而對比賽數(shù)據(jù)進行保存、訪問與處理。考慮到系統(tǒng)的安全性，滑水比賽成績管理系統(tǒng)在內(nèi)網(wǎng)運行，確保數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)定性。網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議采用通用的TCP/IP協(xié)議，內(nèi)網(wǎng)組建標準為以太網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，采用IEEE 802.3標準，無線通信傳輸系統(tǒng)采用IEEE 802.11常用無線協(xié)議，通過加密技術(shù)保證合法用戶接入內(nèi)網(wǎng)，進行成績處理任務(wù)。

圖3 系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

2.5 系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸部分的設(shè)計

滑水比賽需要在較為平靜的水面上舉行，比賽環(huán)境比較特殊。滑水比賽的比賽時間較集中，如尾波比賽，裁判員必須在比賽的尾波船上打分。為了提高信息傳輸?shù)膶崟r性和有效性，比賽時,裁判員可直接在尾波船上通過筆記本或平板電腦等終端進行打分，裁判員打分完畢后通過系統(tǒng)的中間控件連接數(shù)據(jù)庫回傳至系統(tǒng)的控制管理模塊進行成績處理。成績處理完畢后，通過無線網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊將成績信息傳輸給處于系統(tǒng)無線網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的電腦終端，同時通過接口將成績信息發(fā)送給比賽現(xiàn)場的大屏顯示器上等。在上述整個信息傳輸過程中,現(xiàn)場筆記本電腦、平板電腦等無線終端設(shè)備和系統(tǒng)部署的無線AP構(gòu)成本系統(tǒng)的無線網(wǎng)絡(luò)通信傳輸模塊，其他人持有的電腦、大屏幕顯示器形成信息顯示和查詢系統(tǒng)。滑水比賽場地環(huán)境特殊，實踐證明無線網(wǎng)絡(luò)使用效果較好，不會受到建筑物阻隔，室外使用也沒有電磁干擾和不利天氣的影響，有利于無線網(wǎng)絡(luò)信號傳輸。在滑水比賽過程中，裁判員等工作人員由于運動員競賽位置變化引起的位置變動，可發(fā)揮無線網(wǎng)絡(luò)便攜移動的優(yōu)勢。同時，有線網(wǎng)絡(luò)在滑水比賽中可提供較穩(wěn)定的信息傳輸，如大屏顯示場地，比賽成績發(fā)布終端處和成績處理服務(wù)器等。通過有線網(wǎng)絡(luò)進行連接，既保證數(shù)據(jù)的安全性，又保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.6 系統(tǒng)信息查詢、發(fā)布部分設(shè)計

系統(tǒng)信息的查詢與發(fā)布部分面向滑水賽事所有參賽人員、記者及現(xiàn)場觀眾，主要包含供人們通過交互手段主動查詢和通過系統(tǒng)專用媒介進行發(fā)布的信息兩大部分。前者通常采用INTERNET方式進行查詢，與內(nèi)部網(wǎng)連通后還可查詢與滑水比賽有關(guān)的項目介紹、規(guī)則科普、賽事動態(tài)及賽事交通、住宿、商超等信息，提供商業(yè)方面的服務(wù)等。后者主要是發(fā)布賽場的即時信息，亦可采用在現(xiàn)有電腦網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上進行移植和開發(fā)的方式實現(xiàn)。該信息發(fā)布可在比賽第一時間將各個項目的比賽成績公之于眾，真正做到實時性。信息查詢部分增加了信息的完整性，觀眾不僅可以看到比賽的實時成績，還能看到之前的成績排名。

3 小結(jié)

滑水比賽成績管理系統(tǒng)使用較為方便，能夠滿足比賽的實時性和有效性要求。該系統(tǒng)可以滿足滑水比賽7個單項的成績輸入、處理、分布和打印功能，也可實現(xiàn)對跳躍滑水比賽的測距要求。

無線網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用和B/S模式的程序設(shè)計使系統(tǒng)具有較好的易用性和便捷性。打分裁判員通過手持終端使用無線網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)移動中比賽成績的輸入，極大減輕了記分裁判員的工作負擔(dān)，提高了滑水比賽管理工作的準確性和時效性。

本系統(tǒng)可減少滑水比賽在水面上進行所帶來的不便，通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)實時信息的發(fā)布。但仍存在很多不足，需進一步改進，如：系統(tǒng)界面不夠美觀；系統(tǒng)模塊之間銜接不夠緊密，數(shù)據(jù)交換不太順暢，需人工進行干預(yù)；系統(tǒng)操作較為復(fù)雜，需專業(yè)人員進行操作；等等。