基于AMB系統(tǒng)的數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用

朱 明，劉貴寶

（黑龍江省體育科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150008）

基于AMB系統(tǒng)的數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)研究與應(yīng)用

朱 明，劉貴寶

（黑龍江省體育科學(xué)研究所，黑龍江 哈爾濱 150008）

摘 要：速度滑冰是一種計(jì)時(shí)競(jìng)速類(lèi)項(xiàng)目，對(duì)速度的控制與分配是決定比賽勝負(fù)的關(guān)鍵，而數(shù)字化冰場(chǎng)正是了解運(yùn)動(dòng)員滑跑速度的有效工具。基于AMB系統(tǒng)基礎(chǔ)平臺(tái)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)。以張虹和于靜500 m比賽為實(shí)例，詳述了該套系統(tǒng)的功能與具體應(yīng)用方法，表明分析軟件已經(jīng)完成與AMB系統(tǒng)的無(wú)縫結(jié)合，并將數(shù)字化冰場(chǎng)速度動(dòng)態(tài)特征：各區(qū)段速度差異、彎道加速率與直道保持率、高速區(qū)滑跑長(zhǎng)度、高速區(qū)滑跑穩(wěn)定性、高速區(qū)降速量分析與個(gè)性化比賽模式研究體系以計(jì)算機(jī)代碼的形式加以整合，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中對(duì)教練員和運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)訓(xùn)練方法，優(yōu)化臨場(chǎng)指揮提供了有效的科學(xué)依據(jù)，同時(shí)形成了一套相對(duì)完善的數(shù)字化冰場(chǎng)研究與應(yīng)用模式，充實(shí)了速滑運(yùn)動(dòng)員滑行速度數(shù)據(jù)庫(kù)，為今后完善數(shù)字化冰場(chǎng)研究體系及其他相關(guān)研究工作打下了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：速度滑冰；AMB系統(tǒng)；數(shù)據(jù)處理；系統(tǒng)

1 引言

速度滑冰比賽是在單圈400 m的跑道上進(jìn)行的，在比賽過(guò)程中，高水平選手之間的競(jìng)爭(zhēng)往往體現(xiàn)在速度的合理調(diào)控和分布。選手需要科學(xué)地進(jìn)行體能分配，達(dá)到合理的滑行速度，從而在個(gè)人能力較為接近的情況下贏得比賽[1]。因此，對(duì)速度滑冰滑行速度動(dòng)態(tài)特征的認(rèn)識(shí)與利用，可以很大程度地解決我國(guó)速滑項(xiàng)目研究方法的徘徊與停滯，為速滑項(xiàng)目的研究與發(fā)展提供新的方向。

2006年都靈冬奧會(huì)后，速滑王國(guó)荷蘭Heerenveen速滑館建立了世界上第一個(gè)數(shù)字化冰場(chǎng)(如圖1所示)。所謂數(shù)字化冰場(chǎng)，即在冰面下鋪設(shè)若干測(cè)速點(diǎn)，可以實(shí)時(shí)采集運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練、比賽中關(guān)鍵段落的滑行速度信息。該技術(shù)能夠明顯地發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員不同階段速度的變化和差異，可以為運(yùn)動(dòng)員在比賽中的技戰(zhàn)術(shù)和體能分配提供客觀依據(jù)，具有較好的研究?jī)r(jià)值和發(fā)展?jié)摿2]。在各方的大力支持下，哈爾濱冰上基地速滑館數(shù)字化冰場(chǎng)在2009年正式建成并投入使用（如圖2所示），項(xiàng)目基礎(chǔ)建設(shè)方案和核心技術(shù)均由荷蘭引進(jìn)，基于系統(tǒng)整體建設(shè)方案以及數(shù)據(jù)分析、利用方法的不同，我國(guó)數(shù)字化冰場(chǎng)僅引進(jìn)了數(shù)據(jù)采集設(shè)備，相應(yīng)配套軟件需采取自主研發(fā)的方式，在數(shù)據(jù)的利用及分析上也將針對(duì)我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的特點(diǎn)，依據(jù)速度滑冰國(guó)內(nèi)外最新發(fā)展方向，探索新的研究理論和方法。

圖1 荷蘭Heerenveen速滑館AMB測(cè)速系統(tǒng)測(cè)速點(diǎn)分布圖Figure 1. Distribution of AMB system's velocity measurementpoints in Holland Heerenveen rink

圖2 哈爾濱冰上訓(xùn)練基地AMB測(cè)速系統(tǒng)測(cè)速點(diǎn)分布圖Figure 2. Distribution of AMB system's velocity measurement points in Harbin rink

AMB測(cè)速系統(tǒng)是當(dāng)今世界技術(shù)最為可靠、實(shí)用的速度滑冰測(cè)速系統(tǒng)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)思路清晰，即在速滑館的冰場(chǎng)跑到下埋設(shè)多條感應(yīng)線，感應(yīng)線以閉合狀鋪設(shè)，具體設(shè)置方式需要根據(jù)比賽規(guī)則、技戰(zhàn)術(shù)分析與研究、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況等多種因素綜合后進(jìn)行。在測(cè)試過(guò)程中，受測(cè)運(yùn)動(dòng)員在每只腳上均佩戴一個(gè)可以發(fā)射信號(hào)的芯片(可以稱(chēng)為發(fā)射器)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員在感應(yīng)線上方通過(guò)時(shí)，感應(yīng)線即可捕捉到發(fā)射器信號(hào)，原始發(fā)射信號(hào)通過(guò)控制箱中的解碼器形成計(jì)算機(jī)可以識(shí)別的數(shù)據(jù)信號(hào)，數(shù)據(jù)信號(hào)最終通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至計(jì)算機(jī)終端，計(jì)算機(jī)控制軟件對(duì)該數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行一定方式的處理后反饋給用戶。

荷蘭Heerenveen速滑館是世界第一個(gè)基于AMB測(cè)速系統(tǒng)建立的數(shù)字化冰場(chǎng)，正式建成于2007 年9月，是世界上唯一得到國(guó)際滑聯(lián)批準(zhǔn)的可在比賽中應(yīng)用測(cè)速系統(tǒng)的冰場(chǎng)，該測(cè)速冰場(chǎng)采用的是12點(diǎn)測(cè)速布局方案。

哈爾濱冰上基地速滑館是世界第二個(gè)基于AMB測(cè)速系統(tǒng)建立的數(shù)字化冰場(chǎng)，也是我國(guó)唯一的數(shù)字化冰場(chǎng)，該數(shù)字化冰場(chǎng)于2009年9月正式投入使用。根據(jù)對(duì)原有荷蘭測(cè)速冰場(chǎng)數(shù)據(jù)的分析以及對(duì)我國(guó)速度滑冰項(xiàng)目的實(shí)際情況，在設(shè)計(jì)及應(yīng)用過(guò)程中采取了14點(diǎn)測(cè)速方案，該方案主要對(duì)直道測(cè)速點(diǎn)分布距離以及彎道測(cè)速點(diǎn)分布數(shù)量和角度進(jìn)行了重新設(shè)定，位于彎道的測(cè)速點(diǎn)增加至4個(gè)，主要目的在于解決我國(guó)運(yùn)動(dòng)員外道及銜接技戰(zhàn)術(shù)能力較差的問(wèn)題。

圖3 系統(tǒng)功能架構(gòu)圖Figure 3. Framework of system function

2 字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)的研發(fā)

數(shù)字化冰場(chǎng)速度數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基于AMB系統(tǒng)硬件平臺(tái)開(kāi)發(fā)，是一套具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析功能的集成化軟件系統(tǒng)[3]（圖3）。該系統(tǒng)依照軟件工程的開(kāi)發(fā)原則，采用結(jié)構(gòu)化的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)[4]。系統(tǒng)采用微軟的Visual Studio 2008集成平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，運(yùn)用C#.net程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)前臺(tái)應(yīng)用層和業(yè)務(wù)邏輯層，后臺(tái)數(shù)據(jù)采用Microsoft OfficeAccess 2003數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)和管理[5]，其中數(shù)據(jù)采集功能模塊依照AMB測(cè)速系統(tǒng)的數(shù)據(jù)發(fā)送規(guī)范和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)處理功能模塊的實(shí)現(xiàn)主要依照國(guó)際滑聯(lián)最新規(guī)則、數(shù)字化冰場(chǎng)建設(shè)參數(shù)及原始數(shù)據(jù)格式進(jìn)行開(kāi)發(fā)，并且利用已有的滑行速度特征分析方法及個(gè)性化比賽模式的研究成果，實(shí)現(xiàn)軟件的數(shù)據(jù)分析和結(jié)果輸出功能，完成滑行速度數(shù)據(jù)的深度開(kāi)發(fā)和利用。

2.1 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

該模塊主要用于實(shí)時(shí)采集AMB硬件系統(tǒng)傳輸?shù)脑夹盘?hào)和數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)字化冰場(chǎng)實(shí)際安裝參數(shù)自動(dòng)生成運(yùn)動(dòng)員滑行速度數(shù)據(jù)，再通過(guò)圖形化方式直觀地反映出運(yùn)動(dòng)員的實(shí)時(shí)速度、位置等參數(shù)[6]（如圖4所示）。該模塊提供速滑500 m、1 000 m、1 500 m、3 000 m、5 000 m、10 000 m等全部單項(xiàng)比賽的數(shù)據(jù)采集處理功能，操作人員僅需選定測(cè)試項(xiàng)目和受測(cè)運(yùn)動(dòng)員BIB編號(hào)，系統(tǒng)即可自動(dòng)采集并處理關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

圖4 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理模塊Figure 4. Module of real time data acquisition

2.2 后期數(shù)據(jù)處理模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

該模塊主要提供對(duì)AMB測(cè)速系統(tǒng)已采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選、計(jì)算和存儲(chǔ)等數(shù)據(jù)處理功能。受各種實(shí)際測(cè)試條件的限制，在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集處理模塊無(wú)法正常進(jìn)行的情況下，由后期數(shù)據(jù)處理模塊對(duì)AMB系統(tǒng)原始測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。系統(tǒng)通過(guò)運(yùn)動(dòng)員所攜帶的發(fā)射器編碼、測(cè)試項(xiàng)目、啟動(dòng)時(shí)間等參數(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選，并將符合條件的數(shù)據(jù)反饋給用戶，在操作人員對(duì)自動(dòng)篩選出的數(shù)據(jù)進(jìn)行確認(rèn)后，軟件系統(tǒng)將根據(jù)數(shù)字化冰場(chǎng)的安裝參數(shù)自動(dòng)生成速度和位置數(shù)據(jù)，并存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，相關(guān)數(shù)據(jù)可用于速度特征分析和運(yùn)動(dòng)員個(gè)人信息庫(kù)的建立。

2.3 數(shù)據(jù)分析模塊的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

2.3.1 個(gè)體分析

通過(guò)個(gè)體數(shù)據(jù)分析模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)已生成的運(yùn)動(dòng)員個(gè)體的速度和方位數(shù)據(jù)進(jìn)行圖表顯示和動(dòng)態(tài)特征分析功能。軟件系統(tǒng)根據(jù)已存儲(chǔ)的速度、位置、距離數(shù)據(jù)自動(dòng)生成速度曲線，該模塊可以提供500 m、1 000 m、 1 500 m、3 000 m、5 000 m和10 000 m等全部速滑單項(xiàng)的基礎(chǔ)速度數(shù)據(jù)圖表顯示功能，用戶也可對(duì)生成圖表和分析報(bào)告進(jìn)行Excel導(dǎo)出、圖片導(dǎo)出和報(bào)表打印等操作[7]。

為滿足數(shù)據(jù)圖表分析的實(shí)際操作需要，該模塊還提供多種自定義選擇功能：

1.速度單位視圖自定義功能。系統(tǒng)提供m/s和km/h兩種速度單位視圖顯示模式，系統(tǒng)也將根據(jù)用戶選擇設(shè)定該數(shù)據(jù)單位為動(dòng)態(tài)特征分析的計(jì)算單位進(jìn)行相關(guān)計(jì)算與生成。

2.圖表坐標(biāo)軸自定義功能。操作人員可根據(jù)速度數(shù)據(jù)范圍自行設(shè)定坐標(biāo)軸的極值和間隔，也可通過(guò)坐標(biāo)軸重置操作讓系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)定坐標(biāo)軸參數(shù)。

3.圖例自定義功能。提供圖表中圖例的位置和可見(jiàn)性選擇性操作。

4.圖表樣式自定義功能。提供兩種圖表顯示樣式選擇性操作。

5.圖表類(lèi)型自定義功能。提供折線圖、點(diǎn)線圖、柱狀圖三種圖表類(lèi)型選擇性操作。

速度動(dòng)態(tài)特征分析是該系統(tǒng)最重要的功能之一，系統(tǒng)現(xiàn)提供兩套分析報(bào)告：分析報(bào)告一為峰值速度降速率分析、相對(duì)速度降速率分析、峰值速度保持率與速度離散度分析、峰值速度保持率與滑跑長(zhǎng)度分析；分析報(bào)告二為速度差分析、加速功分析、彎道加速率分析、直道保持率分析，總計(jì)八種類(lèi)型的分析圖表（圖7～14），可以對(duì)受測(cè)運(yùn)動(dòng)員的個(gè)體速度動(dòng)態(tài)特征（例如：速度耐力水平、滑跑戰(zhàn)術(shù)、速度穩(wěn)定性等）進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)。

2.3.2 群體對(duì)比分析

通過(guò)群體對(duì)比分析模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員之間的速度數(shù)據(jù)以及速度動(dòng)態(tài)特征的群體比較與分析功能。用戶可自主選擇不同的運(yùn)動(dòng)員速度數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)對(duì)比分析，系統(tǒng)將根據(jù)比賽項(xiàng)目、測(cè)速點(diǎn)數(shù)量、滑行距離等參數(shù)進(jìn)行篩選，對(duì)不符合對(duì)比分析條件的用戶選擇進(jìn)行提示。速度動(dòng)態(tài)特征對(duì)比分析是該系統(tǒng)最重要的功能之一，系統(tǒng)提供滑行速度、彎道滑跑特征、滑跑速度百分比分布、速度差、加速功總計(jì)五種類(lèi)型的對(duì)比分析圖表（圖5、6），五種分析指標(biāo)的生成算法均參照數(shù)據(jù)分析子模塊的代碼編寫(xiě)[8]。該模塊可以對(duì)受測(cè)運(yùn)動(dòng)員群體或主要對(duì)手在比賽全程或關(guān)鍵區(qū)域的速度動(dòng)態(tài)特征進(jìn)行綜合比較與分析，幫助運(yùn)動(dòng)員找到自身優(yōu)勢(shì)和差距，有針對(duì)性地進(jìn)行訓(xùn)練和技戰(zhàn)術(shù)改進(jìn)[9]。

3 數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)的應(yīng)用

速滑短距離項(xiàng)目是我國(guó)備戰(zhàn)冬奧會(huì)的重點(diǎn)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之一，自2002年以來(lái)，我國(guó)在該項(xiàng)目上取得了較好的成績(jī)，涌現(xiàn)了一批世界級(jí)的優(yōu)秀選手，張虹、于靜、王北星、于鳳桐等是近幾年來(lái)成績(jī)最為突出的選手。作為我國(guó)冬奧會(huì)沖金項(xiàng)目，速度滑冰500 m一直是數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)分析的重點(diǎn)，因此，數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)的內(nèi)置分析算法也以該項(xiàng)目速度特征分析方法為重要依據(jù)。下面以張虹、于靜在2010～2011賽季國(guó)內(nèi)速滑聯(lián)賽哈爾濱站比賽中的滑行速度數(shù)據(jù)作為軟件的分析樣本，同時(shí)結(jié)合兩人的技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)，簡(jiǎn)述如何利用該軟件系統(tǒng)進(jìn)行500 m項(xiàng)目的速度動(dòng)態(tài)特征分析與技戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)。

3.1 分析各區(qū)段速度差異

在2010～2011賽季國(guó)內(nèi)速滑聯(lián)賽哈爾濱站的比賽中，于靜在該次比賽中的最好成績(jī)?yōu)?8秒33，出發(fā)道次為外道，張虹在本次比賽中的最好成績(jī)?yōu)?9秒79，出發(fā)道次為外道。由于兩人出發(fā)道次均為外道，且均為該次比賽最好成績(jī)，對(duì)比性強(qiáng)，比較具有研究?jī)r(jià)值，同時(shí)距離2012年冬運(yùn)會(huì)和世錦賽時(shí)間為一年時(shí)間，可以通過(guò)訓(xùn)練方法和技戰(zhàn)術(shù)方面的改進(jìn)有效解決存在的問(wèn)題。

通過(guò)500 m項(xiàng)目的速度全程變化情況的分析（圖5），可以發(fā)現(xiàn)張虹在前373.3 m（第二彎道中段）之前的速度一直落后與于靜，兩人在該項(xiàng)目的前程滑跑能力差距較為明顯，于靜的前程速度優(yōu)勢(shì)較大，體現(xiàn)了很強(qiáng)的前程加速能力。張虹的峰值速度出現(xiàn)在410 m（直道沖刺處），于靜的峰值速度出現(xiàn)在319.9 m（第二直道換道區(qū)），相對(duì)張虹較早的達(dá)到峰值速度。兩人均在第一彎道出彎道的速度就達(dá)到了峰值速度的98 %，即進(jìn)入高速滑跑區(qū)（本文所指的高速滑跑區(qū)，是指達(dá)到全程峰值速度98 %以上的滑跑區(qū)段，是評(píng)價(jià)一名運(yùn)動(dòng)員在500 m項(xiàng)目上速度耐力水平的重要指標(biāo)），與荷蘭Heerenveen數(shù)字化冰場(chǎng)中世界其他優(yōu)秀選手的滑跑數(shù)據(jù)特征相似，體現(xiàn)了兩人在500 m項(xiàng)目上有較高的競(jìng)技能力[10]。于靜分別在346.6 m（第二彎道前段）和400 m（第二彎道出彎道）均出現(xiàn)了明顯的降速情況，在第二彎道的整體速度均低于換道區(qū)速度，顯示其在高速滑行狀態(tài)下的第二彎道內(nèi)道（小彎道）的速度保持能力存在問(wèn)題，在后100 m的滑行中于靜通過(guò)較強(qiáng)的后程直道能力使速度有所提高，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)張虹的速度超越。張虹在前400 m基本未出現(xiàn)明顯降速現(xiàn)象，但其在410 m至430 m區(qū)段出現(xiàn)了明顯降速。

通過(guò)于靜與張虹各區(qū)段速度的速度差的分析，于靜在比賽前程的速度差波動(dòng)要低于張虹，但張虹在后半段的速度差波動(dòng)好于于靜，于靜在第二彎道出入彎道處速度差波動(dòng)較為明顯，基本印證了各區(qū)段速度的差異分析，表明其第二彎道內(nèi)道（小彎道）滑跑速度保持能力及直彎道銜接技術(shù)需要提高[11]。張虹在比賽后程直道沖刺段出現(xiàn)較大的速度差負(fù)向波動(dòng)，表明其后程沖刺的技戰(zhàn)術(shù)能力需要提高（圖6）。

圖5 于靜與張虹500 m各區(qū)段速度差異對(duì)比圖（軟件截圖）Figure 5. Contrast of 500 event speed difference in various sections between YU Jing and ZHANG Hong

圖6 于靜與張虹500 m速度差對(duì)比圖（軟件截圖）Figure 6. Contrast of 500m event speed difference between YU Jing and ZHANG Hong

3.2 彎道加速率與直道保持率分析

第一直道是指第一彎道至第二彎道之間的換道區(qū)直道區(qū)段；第二直道是指最后100 m直道區(qū)段；保持率是衡量速度穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，加速率是衡量速度變化程度的一個(gè)指標(biāo)。于靜的第一彎道加速率為11.36 %，第一直道保持率為99.32 %，第二彎道加速率為-8.72 %，第二直道保持率為65.42 %，張虹的第一彎道加速率為15.20 %，第一直道保持率為100 %，第二彎道加速率為-1.40 %，第二直道保持率為60 %（圖7、8）。

從上述數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，于靜的戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)為前程加速較大，在第一彎道外道（大彎道）時(shí)已進(jìn)入高速滑跑階段；張虹在此位置仍處于加速階段，進(jìn)入高速滑行區(qū)較晚，而張虹的第一直道保持率較高，體現(xiàn)了其較好的直道滑跑速度穩(wěn)定性，這主要與其自身體能好、低頻率的蹬冰技術(shù)特點(diǎn)有較大聯(lián)系[12]。兩人的第二彎道加速率數(shù)值均偏低，其中于靜的體現(xiàn)更為明顯，更加印證了我國(guó)運(yùn)動(dòng)員在小彎道滑跑速度保持能力均存在一定不足[13]。與于靜相比，張虹的第二直道保持率偏低，表明其后程沖刺區(qū)滑跑能力有所不足。

上述分析可以看出兩名運(yùn)動(dòng)員的技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)及其表現(xiàn)出的不同環(huán)節(jié)處的能力不足。

圖7 于靜500m彎道加速率與直道保持率曲線圖（軟件截圖）Figure 7. YU Jing's acceleration rate in the curve and conservation rate in the straight in 500m event

3.3 高速滑跑區(qū)分析

3.3.1 高速區(qū)滑跑長(zhǎng)度

滑跑區(qū)長(zhǎng)度是指達(dá)到全程峰值速度一定比例以上的各區(qū)段長(zhǎng)度總和，對(duì)500 m項(xiàng)目世界級(jí)優(yōu)秀選手來(lái)說(shuō)，通常采用達(dá)到峰值速度98 %以上區(qū)段長(zhǎng)度之和進(jìn)行比較，運(yùn)動(dòng)員高速滑跑區(qū)長(zhǎng)度越長(zhǎng)，證明其速度耐力水平越突出。于靜滑行峰值速度為14.9 m/s，峰值速度保持率95 %以上的滑跑區(qū)段長(zhǎng)度達(dá)到了328.8 m，97 %以上為287.9 m，98 %以上為154.5 m，99 %以上為144.5 m（圖9）。

圖9 于靜高速區(qū)滑跑長(zhǎng)度圖Figure 9. YU Jing's skating distance in high speed area

張虹滑行峰值速度為14.7 m/s，峰值速度保持率95 %以上的滑跑區(qū)段長(zhǎng)度達(dá)到了349.7 m，97 %以上為222.1 m，98 %以上為36.7 m，99 %以上為10 m（圖10）。

圖10 張虹高速區(qū)滑跑長(zhǎng)度圖Figure 10. ZHANG Hong's skating distance in high speed area

3.3.2 高速區(qū)滑跑穩(wěn)定性

于靜滑行峰值速度為14.9 m/s，峰值速度保持率95 %以上的速度離散度為0.22，97 %以上為0.17，99 %以上為0.08（圖11）。

圖11 于靜高速區(qū)滑跑穩(wěn)定性曲線圖Figure 11. YU Jing's skating stability in high speed area

張虹滑行峰值速度為14.7 m/s，峰值速度保持率95 %以上的速度離散度為0.20，97 %以上為0.16，99 %以上接近為0（圖12）。

對(duì)于張虹峰值速度保持率98 %水平以上的速度而言，于靜可以保持的滑跑長(zhǎng)度達(dá)到了接近155 m，而張虹則為36.7 m，僅為于靜高速滑跑長(zhǎng)度的24 %，表明于靜在500 m項(xiàng)目上高速區(qū)滑跑能力更強(qiáng)，速度耐力水平較為突出。以上數(shù)據(jù)表明，張虹在高速區(qū)滑跑的穩(wěn)定性略好，于靜的高速滑跑速度波動(dòng)性略差。這種速度耐力的穩(wěn)定性反映了滑跑技戰(zhàn)術(shù)的速度穩(wěn)定性原則，即速度變化越大，能量消耗越大，對(duì)運(yùn)動(dòng)員體能消耗越大，也會(huì)不同程度的影響成績(jī)的提高[14]。

圖12 張虹高速區(qū)滑跑穩(wěn)定性曲線圖Figure 12. ZHANG Hong's skating stability in high speed area

3.3.3 高速區(qū)降速量

于靜在319.9 m位置附近出現(xiàn)了全程速度峰值14.9 m/s，在400 m位置附近出現(xiàn)了全程最大的峰值速度降速率和相對(duì)速度降速率，其中峰值速度降速率達(dá)到8.7 %，相對(duì)速度降速率達(dá)到6.2 %，使400 m位置附近成為全程最大降速點(diǎn)（圖13）。

圖13 于靜500 m高速區(qū)降速量圖Figure 13. YU Jing's 500m event drop rate in high speed area

張虹在410 m位置附近出現(xiàn)了全程速度峰值14.7 m/s，在430 m位置附近達(dá)到最大峰值速度降速率6.1 %，在420 m位置附近出現(xiàn)最大相對(duì)速度降速率3.4 %（圖14）。

圖14 張虹500 m高速區(qū)降速量圖Figure 14. ZHANG Hong's 500m event drop rate in high speed area

從最大降速率的數(shù)據(jù)對(duì)比我們可以發(fā)現(xiàn)，于靜在第二彎道的直彎道銜接處的技術(shù)處理不當(dāng)，而張虹則在最后100 m沖刺段中出現(xiàn)最大降速率，說(shuō)明張虹的后程沖刺能力較低。

3.4 技戰(zhàn)術(shù)指導(dǎo)

通過(guò)數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析軟件數(shù)據(jù)分析模塊的輸出結(jié)果，我們可以清晰地發(fā)現(xiàn)兩人在技術(shù)特點(diǎn)和能力狀態(tài)的差異。于靜在500 m項(xiàng)目的優(yōu)勢(shì)較為明顯，更多地體現(xiàn)出世界一流選手的速度特征，爆發(fā)力較強(qiáng)，能夠較快的進(jìn)入高速滑跑區(qū)，達(dá)到峰值速度98 %的高速滑跑區(qū)較長(zhǎng)，但是其后程速度穩(wěn)定性略差，尤其體現(xiàn)在第二彎道處速度波動(dòng)較大，有比較明顯的降速；而以1 000 m為主項(xiàng)的張虹，其速度穩(wěn)定性更為突出，速度波動(dòng)較小，速度離散度低，但是其爆發(fā)力略有不足，進(jìn)入高速滑跑區(qū)較晚，個(gè)人技術(shù)特點(diǎn)在500 m項(xiàng)目上優(yōu)勢(shì)不明顯。針對(duì)兩人在500 m項(xiàng)目表現(xiàn)出的特點(diǎn)，提出訓(xùn)練和臨場(chǎng)技戰(zhàn)術(shù)改進(jìn)建議。

在500 m比賽中需要盡早進(jìn)入高速滑跑區(qū)，第一彎道出彎道速度盡可能接近峰值速度，并盡量維持在高速滑跑狀態(tài)，延長(zhǎng)高速滑跑區(qū)長(zhǎng)度。注重第二彎道尤其是小彎道的技術(shù)訓(xùn)練，減小該區(qū)段的速度波動(dòng)，訓(xùn)練中可通過(guò)尋找最佳如彎道點(diǎn)和出彎道路線，反復(fù)練習(xí)形成良好的動(dòng)力定型，達(dá)到強(qiáng)化小彎道滑跑能力的目的[15]。

500 m比賽距離較短，任何一個(gè)環(huán)節(jié)處理不當(dāng)都會(huì)影響到最終成績(jī)，于靜在保持其爆發(fā)力好，進(jìn)入高速滑跑區(qū)較快等優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，急需完善其第二彎道的滑跑能力，減小后程速度波動(dòng)；張虹全程速度波動(dòng)小，穩(wěn)定性較好，但需要加強(qiáng)爆發(fā)力訓(xùn)練，減少進(jìn)入高速滑跑區(qū)的時(shí)間，強(qiáng)化速度耐力訓(xùn)練，延長(zhǎng)高速滑跑區(qū)長(zhǎng)度。

4 結(jié)論

速度滑冰是一種計(jì)時(shí)競(jìng)速類(lèi)項(xiàng)目，對(duì)速度的控制與分配是決定比賽勝負(fù)的關(guān)鍵，而數(shù)字化冰場(chǎng)正是了解運(yùn)動(dòng)員滑跑速度的有效工具。硬件的引進(jìn)只是開(kāi)始，而對(duì)數(shù)據(jù)的深入發(fā)掘才是數(shù)字化冰場(chǎng)真正的價(jià)值所在。自引進(jìn)AMB系統(tǒng)以來(lái)，我們一直在研究如何更好的發(fā)掘其價(jià)值。通過(guò)多年的探索，我們建立了相對(duì)完善的速度滑冰滑跑速度動(dòng)態(tài)特征分析和個(gè)性化比賽模式的研究體系，并基于該研究體系及AMB系統(tǒng)硬件接口規(guī)范，開(kāi)發(fā)了數(shù)字化冰場(chǎng)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，該系統(tǒng)遵循軟件工程結(jié)構(gòu)化方法進(jìn)行開(kāi)發(fā)，前臺(tái)程序采用C#.Net 2008程序語(yǔ)言編寫(xiě)，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)采用Access 2003系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析等功能，使受測(cè)對(duì)象能夠在較短時(shí)間內(nèi)拿到分析報(bào)告，為教練員和運(yùn)動(dòng)員改進(jìn)訓(xùn)練方法和臨場(chǎng)正確指揮提供有效依據(jù)。

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中圖分類(lèi)號(hào)：G862.1 G818.3

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1002-3488（2015）01-0001-07

收稿日期：2014-09-27；修回日期：2014-11-17

基金項(xiàng)目：國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2009BAK57B07）。

第一作者簡(jiǎn)介：朱明（1982-），男，黑龍江哈爾濱人，助理研究員，研究方向?yàn)檫\(yùn)動(dòng)生物力學(xué)。

Research and Application of Harbin Digitized Ice Rink Data Analysis System Based on the AMB System

ZU Ming，LIU Gui-bao
（Heilongjiang Research Institute of sports Science，Harbin 150008，china）

Abstract：Speed skating is a sports event of timing racing， the key of competition is how to control and distribute the skating speed， and the digitized rink is effective for understanding the skaters' skating speed. based on AMB system， we deveoped a data analysis system of harbin digitized ice rink. with the example of zhang hong and yu Jing in 500m competition， the paper writes up the system's function and usages. It shows that the analysis software is seamlessly combined with AMB system， and integrates some dynamic characteristics of the skaters' speed in the digitized rink such as the difference of various sections， the acceleration rate in the curve and the conservation rate in the straight， the skating distance and stability in high speed area， the drop rate in high speed area， which applying in the analysis system of competitive individuation mode. In practice， we take shape a relatively perfect mode of research and application of the digitized rink as an effective scientific reference for the coaches and skaters to improve their training methods， to bettering their on-the-spot commands. the system can enrich the speed skaters' speed data base， which establishing a good foundation for improving the research system of digitized rink and other related research in the future.

Key words：speed skating； AMB system； data analysis； system