基于皮爾遜相關系數的短道速滑競賽數據分析

王金煒，單雨涵，單保海

（1.黑龍江東方學院 基礎部，黑龍江 哈爾濱 150066；2.黑龍江工程學院 經濟管理學院，黑龍江 哈爾濱 150006；3.哈爾濱體育學院 體育科學研究院，黑龍江 哈爾濱 150008）

1 研究背景及目的

短道速度滑冰（以下簡稱短道速滑）比賽于1992年首次成為奧運會比賽項目[1]，個人項目主要包括500 m、1 000 m 和1 500 m，團隊項目包括女子3 000 m 接力、男子5 000 m 接力以及2 000 m 混合團體接力。比賽過程中，多名運動員在單圈距離為111.12 m 的跑道上同場競技，每輪比賽獲得前2 名的運動員可以晉級下一輪次（當晉級名額不足時，也可根據運動員的名次及成績從第3名中選取優勝人員晉級）。根據規則，每輪比賽淘汰適當數量的運動員，并最終決出參加決賽的運動員名單。短道速滑的這種比賽形式與速度滑冰比賽有著本質的區別，速度滑冰比拼的是絕對速度，運動員依次出場，通過滑行速度排序決定冠軍歸屬。而短道速滑比賽晉級的關鍵是在人與人的競爭中做到相對較快，在每輪的滑行中能不被淘汰，確保能進入決賽，從而競爭冠軍[2]。因此，短道速滑比賽的每一輪次都很重要，競爭也就更加激烈，有時勝負就在0.01～0.02 s的毫厘之間[3]。可以說，短道速滑比賽既是速度之爭，也是名次之爭，而歸根結底則是場上運動員技術和戰術的全面較量。在比賽過程中，教練員有針對性地制定并適時調整運動員的技戰術則顯得尤為重要[4]，其也構成了短道速滑的制勝因素之一。

運動員的出發站位是另一個影響短道速滑比賽成績的重要因素。短道速滑比賽因受場地大小和形狀的影響，處在第一條跑道（內道）的運動員，要比站在其他跑道的運動員距第一個彎道標志塊略近，所以在短距離比賽中，處在內道的運動員就可以通過快速的起跑迅速搶占有利位置，從而達到有效控制比賽節奏的目的，為獲勝奠定基礎[5-6]。為了驗證出發站位與比賽名次是否存在相關性，本文對我國多年來舉行的短道速滑國家級比賽的成績數據進行梳理，并基于皮爾遜相關系數進行全面分析，從而明確短道速滑不同距離比賽的出發站位與名次之間的邏輯關系。經過調研及檢索，當前針對短道速滑比賽中出發站位與名次關系的研究成果較少，僅存的研究成果也受數據量的限制，統計結果不夠科學和嚴謹。為此，本文通過對中國滑冰協會官方網站2015年至今共計72 725 條比賽成績數據進行梳理和分析，從而明確短道速滑各距離比賽的出發站位與最終名次之間的關系。所述觀點具備一定的數據基礎，可以為我國短道速滑教練員指導運動員參賽、在比賽中布置相應的技戰術及實施科學訓練提供參考。

2 研究方法

2.1 文獻資料法

通過查閱黑龍江省圖書館與冰雪運動相關的資料，利用知網、萬方等數據庫，以“短道速滑”“數據分析”等為關鍵詞進行相關文獻檢索，共檢索到相關文獻37 篇，為本文提供資料參考。

2.2 數理分析法

2.2.1 數據采集統計

本文使用SPSS 19.0 軟件進行數據統計，采用皮爾遜相關系數（Pearson correlation coefficient）方法進行分析。所有比賽均在30 m×60 m 的標準室內場地舉行，室溫、冰溫及冰面厚度等均符合中國滑冰協會《短道速滑技術規則2020》的相關技術規定。2020年1月至本賽季，因受新冠疫情影響國內短道速滑比賽均未能正常舉行，故本文選擇了2020年之前連續5 個賽季的數據文件。數據涵蓋2015年以來5 個賽季的48 場聯賽、5 場冠軍賽及10 場錦標賽，共計63 場比賽的成績數據，分別按不同性別、組別的出發站位和運動員的最終名次等進行綜合分析。500 m 比賽的出發站位標注為1、2、3、4，1 000 m 比賽的出發站位標注為1、2、3、4、5，1 500 m 比賽的出發站位標注為1、2、3、4、5、6，其中第1 道為最內側跑道，跑道數值越大越靠近外側[7-8]。比賽名次數據500 m 按1～4 名分別統計，1 000 m 按1～5 名分別統計，1 500 m 按1～6 名分別統計。

2.2.2 對部分無效數據的處理

500 m 的第5 道、1 000 m 的第6 道及以1 500 m 的第7、8 道，由于使用的頻率很少，運動員的獲勝概率較低，因此本文暫不分析。運動員傷病、犯規、退賽及未出發等數據，同樣不在此次統計范圍之內。另外，在大量的比賽成績數據中，存在部分因電動計時故障，導致整組比賽只能通過手動計時提供成績的情況。盡管這對比賽晉級的準確性影響較小，但考慮到上述手動計時成績有可能會對后續輪次的出發站位構成影響，因此特別刪除了整組千分位都是“0”的計時成績，從而最大限度地保證數據分析的準確性。

2.2.3 統計各單項比賽的首輪數據，但不進行相關性分析

按規則規定，各單項第一輪比賽需要通過抽簽的方式來分配運動員的出發道次，而后續各輪次比賽，則是按照上一輪比賽運動員的滑跑成績來分配道次。成績最快的運動員分配在第1 道，即最內側跑道，成績次之的運動員分配在第2 道，以此類推。考慮到運動員第一輪的站位具有較大的偶然性，可能對分析結果的客觀性構成影響，因此本文在數據分析的過程中排除各單項比賽第一輪次的數據值，從而避免對此次數據分析的正確性產生影響。

2.2.4 皮爾遜相關系數解釋

皮爾遜相關系數，是一個介于-1 和1 之間的值，當兩個變量的線性關系增強時，相關系數趨于1 或-1；當一個變量增大，另一個變量也增大時，表明它們之間是呈正相關的，相關系數大于0；如果一個變量增大，另一個變量卻減小，表明它們之間是呈負相關的，相關系數小于0；如果相關系數等于0，表明它們之間不存在線性相關關系[9-10]。皮爾遜相關系數計算公式為：

3 結果與分析

3.1 短道速滑比賽中出發站位與最終名次具有相關性的驗證分析

經過對中國滑冰協會競賽網站的72 725 條數據進行梳理和分析顯示，短道速滑比賽的出發站位和名次之間具有一定的相關性，并隨著比賽距離的增加，其相關性逐漸減弱。其中，各組別500 m 的出發站位與名次均具有較強的相關性；各組別1 000 m 及1 500 m 比賽，隨著比賽項目距離的增加，運動員的出發站位與最終名次的相關性逐漸減弱。但值得一提的是，各距離比賽隨著競賽輪次的不斷推進，其相關性則有逐漸增強的趨勢（表1）。

表1 短道速滑單項比賽各輪次皮爾遜相關系數分析Table 1 Analysis of Pearson's correlation coefficients for each round of short track speed skating singles events

3.2 出發站位對比賽結果的影響分析

出發站位對比賽結果的影響都呈現出隨著比賽的深入，獲勝概率逐步提升的趨勢（表2）。在500 m 比賽中，預賽第1 道的運動員在1 554 組比賽中有665 次獲勝，獲勝率為42%。其中，1/4決賽第1 道的運動員在846 組比賽中有599 次獲勝，獲勝率為70.8%；半決賽第1 道的運動員在490 組比賽中有364 次獲勝，獲勝率為74.2%；決賽第1 道的運動員在233 組比賽中有160 次獲勝，獲勝率為68.6%。在1 000 m 比賽中，預賽第1 道的運動員在1 439 組比賽中有404 次獲勝，獲勝率為28%；1/4 決賽第1 道的運動員在693 組比賽中有257 次獲勝，獲勝率為37%；半決賽第1 道的運動員在449 組比賽中有177 次獲勝，獲勝率為39%；決賽第1 道的運動員在217 組比賽中有96次獲勝，獲勝率為44%。在1 500 m 比賽中，1/4決賽第1 道的運動員在386 組比賽中有84 次獲勝，獲勝率為21.7%；半決賽第1 道的運動員在484 組比賽中有156 次獲勝，獲勝率為32.2%；決賽第1道運動員在183 組比賽中有60 次獲勝，獲勝率為32.8%。上述數據的分析結果表明，在短道速滑比賽的過程中運動員的出發站位越靠近內道，比賽時這些運動員獲得的名次就越靠前，獲得冠軍的概率也就越大。而且比賽距離越短，數據的相關性就越強烈，其獲勝的優勢也越明顯。

表2 單項比賽各輪次比賽內道勝率統計（%）Table 2 Statistics on the winning percentage of the inside track in each round of the single event competition(%)

在短道速滑500 m 比賽中，運動員從出發開始一直到比賽結束，均采取的是高速滑行的策略[11]，期間運動員實現超越的難度非常大。起跑時，盡管內道位置距離第一個標志塊只有微弱的距離優勢，但優秀運動員卻可以充分利用這方面的優勢搶占先機，迅速占據有利位置。再加上超越難度大的因素，因此內道出發搶占先機的優勢則更容易被保持始終，從而更容易獲得好的名次。《短道速滑技術規則》規定，除各項比賽的第一輪需要由編排記錄長進行抽簽分組外，其余比賽各輪次起跑站位均根據運動員上一輪滑行成績而定。每一分組中的道次分配將根據上一輪的滑行成績進行排列，滑行成績好的排在內道[12]。因此那些本身就具有速度優勢的運動員，在下一輪分組時成績系統會自動將其安排在靠近內側的跑道，速度能力優勢疊加跑道位置優勢，使靠近內道的運動員在該組中繼續勝出的可能性進一步增大。

在短道速滑1 000 m 比賽中，即使是優秀的運動員也難以保證每一輪都能全速領滑至最后[13]。因此，1 000 m 比賽中運動員的位置變化是最頻繁的。但由于規則限定了運動員后續輪次的站位要依據上一輪的滑行成績而定，因此具有良好技能和體能優勢的運動員會越有機會晉級下輪，并占據更好的出發位置，也更能夠為后續比賽贏得更大優勢。由于這種出發站位與獲得名次具有一定相關性的現象，越到后續輪次就越明顯，因此參加1 000 m 比賽的運動員仍然要把握機會，在自身體能允許的情況下，盡量爭取好的成績和排位，這對于取得更好的名次具有重要意義。

在短道速滑1 500 m 比賽中，由于運動員彼此之間的體能差距并不大，因此為了能夠更好地節省體能，一般情況下，運動員多會選擇跟滑戰術。這樣既能夠保證自身的位置優勢，也可以有效節省體能，為后續實施超越并搶占晉級機會創造條件。

但近年來，隨著國內外短道速滑訓練水平的不斷提升，很多高水平運動員在比賽時進入高速滑行狀態的時間越來越早，因此1 000 m 比賽在前期就出現位置爭奪的情況也越來越多。而1 500 m比賽由于絕大多數運動員不具備全程高速領滑的能力，因此極少出現出發即快速滑行的場面，出發時位置優勢也就體現得不明顯。這也是隨著比賽項目距離的增加，運動員出發站位與最終名次的相關性逐步減弱的原因之一。

3.3 短道速滑各單項比賽技戰術分析

上述數據分析表明，短道速滑運動員在不同距離的比賽中，應根據自身情況選擇不同的技戰術策略。根據比賽規則，在短距離比賽中，運動員應在確定能晉級的情況下提升速度，確保各個輪次都能獲取更好的站位，從而增加獲得冠軍的優勢和機會。而在中、長距離的比賽中，運動員則應視情況考慮采取跟滑的策略，通過在比賽過程中跟住對手、減少風阻對體能的消耗，從而保存競爭實力。研究表明，在使用相同速度進行滑行時，尾隨能夠保持較低的心率和乳酸濃度，其原因在于尾隨滑行能夠減少16%～23%的空氣阻力[14]。在比賽的后半程，再選擇機會利用體能優勢完成加速及超越，并全力以赴領滑至終場，達到取得最優名次的目的。

根據本文的分析結果我們可以看到，隨著比賽的深入，出發位置的優勢逐步增強，同時被淘汰的人數逐漸增加，能力出色的運動員進入下一輪[15]，并最終在決賽中轉化為爭冠。由于在初賽、預賽等起始輪次，所有運動員都必須在優先保證晉級的同時兼顧滑行速度，并需制定長遠的策略，為在決賽中獲得更好的站位作準備，因此高水平運動員的能力較為突出，便可以適當保存體能、精力去備戰下一輪的比賽。從這個層面而言，好的出發站位不僅能為運動員提供搶占身位先機的條件，同時也能夠利用位置和距離優勢，為運動員節省體能和更有效地實施戰術創造機會[16]。因此在短道速滑比賽過程中，出發站位這一優勢會被優秀運動員充分利用，以此保持或進一步增加優勢，爭取更好的成績。

再者，短道速滑是一項基于淘汰制的比賽，對于運動員的技術能力有著很高的要求，自身或其他運動員的失誤都有可能造成不能晉級的后果。因此，建議運動員在滑行時最好保持靠前位置，這樣更不易受到干擾[13]。排除自身的失誤因素外，如果一名運動員處在前兩名的位置，一旦受到干擾導致摔出跑道，裁判長是會允許該受影響的運動員晉級下一輪的。因此，滑跑時位置靠前不僅是為后續獲得好的名次提供保障，在優勢位置的晉級保護方面也存在著較大的優勢。從這個層面而言，運動員搶占有利的出發位置確實是非常重要的。

4 結論與建議

4.1 結論

1.短道速滑500 m 比賽中，運動員的出發站位與比賽的最終名次具有強相關性。

2.短道速滑1 000 m 比賽中，運動員的出發站位與比賽的最終名次具有中相關性。

3.短道速滑1 500 m 比賽中，運動員的出發站位與比賽的最終名次具有弱相關性。

4.2 建議

1.為保障短道速滑項目具有較強的競爭實力，教練員需要針對運動員的特點及不同距離的比賽，制定相應的技戰術安排。

2.短道速滑500 m 比賽中運動員應全力以赴，自始至終采取最快速度進行滑行；1 000 m 比賽中運動員應綜合考慮自身特點，兼顧出發站位與體能分配；1 500 m比賽中運動員應有目的地節省體能，采取跟滑戰術，再選擇合適時機進行超越。

3.在各項比賽中，在最大限度降低自身失誤及犯規的同時，應有針對性地運用技戰術，確保每一輪比賽都能取得晉級的資格，從而實現奪冠的最終目的。