基于數(shù)據(jù)分析的軍人戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練與評估

衡祥安，曾子林

關(guān)鍵字：戰(zhàn)斗體能；數(shù)據(jù)分析；體能訓(xùn)練；量化評估

0 前言

美國陸軍戰(zhàn)斗健身測試指出， 諸多的體能因素在訓(xùn)練實(shí)踐中并不能獨(dú)立形成，身體訓(xùn)練不應(yīng)僅限于力量、耐力等體能因素，更要重視體能與軍人專業(yè)技術(shù)和動作技能的融合，避免過分強(qiáng)調(diào)速度、協(xié)調(diào)、柔韌等體能概念而誤導(dǎo)訓(xùn)練（United States Army net，2018）。我軍的體能訓(xùn)練同樣以實(shí)戰(zhàn)需求和戰(zhàn)斗任務(wù)為牽引，按照訓(xùn)練條令條例和大綱規(guī)定，分為基礎(chǔ)體能、實(shí)用技能、崗位能力和綜合應(yīng)用訓(xùn)練。從戰(zhàn)斗力生成過程看，在身體機(jī)能訓(xùn)練基礎(chǔ)上，戰(zhàn)斗要素逐漸增加，最終目的是使身體機(jī)能滿足戰(zhàn)斗任務(wù)的需要。在戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練中，針對不同環(huán)境、不同階段、不同時期、不同作戰(zhàn)任務(wù)和不同軍兵種的不同專業(yè)崗位，戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練內(nèi)容、方法和手段也有所不同，如針對高寒山地作戰(zhàn)的高寒適應(yīng)能力訓(xùn)練和低壓缺氧能力訓(xùn)練，針對渡海登島作戰(zhàn)的抗眩暈?zāi)芰τ?xùn)練和強(qiáng)渡水域能力訓(xùn)練等。綜上，需要對戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練及評估等相關(guān)概念進(jìn)行明確。

傳統(tǒng)的體能訓(xùn)練主要根據(jù)組訓(xùn)人員的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)來制定訓(xùn)練目標(biāo)和訓(xùn)練計劃，評估方法以定性方法為主，缺乏一定的客觀性和科學(xué)性。訓(xùn)練數(shù)據(jù)能夠較客觀地反映受訓(xùn)者的訓(xùn)練狀態(tài)、水平以及能力生成過程，因此，本研究面向戰(zhàn)斗任務(wù)，以軍校學(xué)員為研究對象，采集各類訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分析尋找訓(xùn)練規(guī)律，創(chuàng)新訓(xùn)練方法，進(jìn)行有針對性的訓(xùn)練。在對訓(xùn)練結(jié)果的評估上，從戰(zhàn)斗任務(wù)出發(fā)，自頂向下建立戰(zhàn)斗體能評估模型。

1 戰(zhàn)斗體能相關(guān)概念

戰(zhàn)斗力是武裝力量遂行作戰(zhàn)任務(wù)的能力，由人、武器裝備和人與武器裝備的結(jié)合等基本要素構(gòu)成。 體能是指人體器官系統(tǒng)的機(jī)能在體育活動中表現(xiàn)出來的能力，體現(xiàn)的是人在身體機(jī)能方面的能力，即身體素質(zhì)，是戰(zhàn)斗力的載體（陳博，2007）。 而戰(zhàn)斗體能是指軍人為了能夠滿足戰(zhàn)斗或崗位職責(zé)的需要，遂行任務(wù)并能持續(xù)戰(zhàn)斗以取得勝利的身體工作能力，除了身體機(jī)能外，更體現(xiàn)了在戰(zhàn)斗行動中身體機(jī)能與武器裝備、戰(zhàn)場環(huán)境和戰(zhàn)斗技能等因素的結(jié)合，是戰(zhàn)斗力載體在戰(zhàn)斗中貢獻(xiàn)出的具體能力（圖1）。

圖1 戰(zhàn)斗體能概念Figure 1. Concept of Combat Physical Fitness

戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練是指在身體素質(zhì)訓(xùn)練的基礎(chǔ)上，為了讓身體機(jī)能更能滿足戰(zhàn)斗需要所進(jìn)行的針對性訓(xùn)練（李朝武等，2016）。 它是將戰(zhàn)斗體能轉(zhuǎn)化為戰(zhàn)斗力的一個重要環(huán)節(jié)，是軍事技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的基礎(chǔ)。由于軍隊組織訓(xùn)練的特殊性，戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練一般采取集體組織、個體參與的形式進(jìn)行，部分訓(xùn)練科目存在群體間的協(xié)調(diào)配合。對受訓(xùn)者來說，由于兵源、訓(xùn)練經(jīng)歷等因素的不同，個體間存在很大差異，需要在統(tǒng)一組織訓(xùn)練的基礎(chǔ)上對負(fù)荷大小、訓(xùn)練方法等方面進(jìn)行有針對性的安排。戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練有明確的目的性和計劃性，任務(wù)部隊需要在特定的時間具備相應(yīng)的戰(zhàn)斗能力水平，這是部隊保持戰(zhàn)斗力的需要，因此，需要基于訓(xùn)練數(shù)據(jù)分析制定明確的訓(xùn)練目標(biāo)和計劃，保證決策的科學(xué)性和有效性。

戰(zhàn)斗體能評估是指面向具體戰(zhàn)斗任務(wù)，對軍人完成任務(wù)應(yīng)具備的身體機(jī)能和適應(yīng)能力進(jìn)行評估，其本質(zhì)是評估身體機(jī)能對完成戰(zhàn)斗任務(wù)的貢獻(xiàn)程度，而非一般意義上對身體機(jī)能的考核評估。戰(zhàn)斗體能考核評估的目的是通過完成戰(zhàn)斗任務(wù)的評估結(jié)果反饋，根據(jù)評估模型，預(yù)測完成某項戰(zhàn)斗任務(wù)所需的基礎(chǔ)體能水平，對訓(xùn)練目標(biāo)和計劃的制定給予科學(xué)指導(dǎo)。

2 戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集

軍校學(xué)員的戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練，在訓(xùn)練內(nèi)容和科目設(shè)置上，主要包括基礎(chǔ)體能、實(shí)用技能、崗位能力和綜合應(yīng)用訓(xùn)練。其本質(zhì)是按照戰(zhàn)斗力生成的規(guī)律，從基礎(chǔ)體能訓(xùn)練開始，逐漸將體能與武器裝備、戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)斗技能等要素結(jié)合起來，直至能滿足遂行戰(zhàn)斗任務(wù)的需求（李朝武 等，2016；張起超，2017）。

2.1 數(shù)據(jù)采集對象

軍校學(xué)員主要有兩種類型，高等教育類學(xué)員和任職培訓(xùn)類學(xué)員。在教學(xué)訓(xùn)練中，高教類學(xué)員注重能力的生成，在體能訓(xùn)練方面，隨著年級的增加，逐步在基礎(chǔ)體能訓(xùn)練基礎(chǔ)上融合技能、崗位專業(yè)和實(shí)戰(zhàn)科目，對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分析重在發(fā)現(xiàn)能力的生成過程和規(guī)律；任職培訓(xùn)類學(xué)員更注重能力在作戰(zhàn)中的應(yīng)用，主要結(jié)合戰(zhàn)術(shù)背景進(jìn)行綜合性訓(xùn)練，對訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分析重在評估體能對戰(zhàn)斗行動的支撐作用。

2.2 數(shù)據(jù)采集類型

采集數(shù)據(jù)類型分為3個維度：1）生物指標(biāo)維度，包括身體形態(tài)（如身高、體重、臂長、心臟縱橫徑、胸圍等）、機(jī)能指標(biāo)（心率、血壓、肺活量、血氧、血糖等）和生物特征（DNA、RNA等），該維度是對各項能力的靜態(tài)測度；2）能力表現(xiàn)維度，包括過程數(shù)據(jù)和結(jié)果數(shù)據(jù)，過程數(shù)據(jù)是訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，如區(qū)間步數(shù)、階段時間（RFID）等，結(jié)果數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練成績、考核成績、比武成績和演習(xí)表現(xiàn)等，該維度是各項身體機(jī)能在具體行動中的運(yùn)動表現(xiàn)；3）戰(zhàn)斗任務(wù)維度，包括天氣、戰(zhàn)場環(huán)境、戰(zhàn)斗任務(wù)描述等，是對具體戰(zhàn)術(shù)行動任務(wù)的描述（圖2）。這3個維度的數(shù)據(jù)互有關(guān)聯(lián)，例如，在進(jìn)行5 km越野訓(xùn)練時，既要采集訓(xùn)練時的心率、訓(xùn)練前后的血壓、血氧等數(shù)據(jù)，又要采集訓(xùn)練成績、步數(shù)等數(shù)據(jù)，同時還要記錄訓(xùn)練時的天氣、場地、攜帶武器裝備、協(xié)同等任務(wù)相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 數(shù)據(jù)采集類型Figure 2. Type of Collected Data

2.3 數(shù)據(jù)采集方法

數(shù)據(jù)采集方法包括自動采集、人工采集兩種方式。在訓(xùn)練數(shù)據(jù)中，能力表現(xiàn)維度中的結(jié)果數(shù)據(jù)包括日常訓(xùn)練數(shù)據(jù)、定期考核數(shù)據(jù)和比武競賽數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)量大，是采集的重點(diǎn)。受采集設(shè)備、組訓(xùn)模式和經(jīng)費(fèi)的限制，該維度數(shù)據(jù)主要依托陸軍步兵學(xué)院數(shù)字化校園建立訓(xùn)練數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)，采用自動與人工相結(jié)合的方式進(jìn)行常態(tài)化采集維護(hù)。自動采集通過兩種方式：1）智能手環(huán)采集日常步數(shù)、心率、睡眠等數(shù)據(jù)（Yuan et al.，2016）；2）障礙場、跑道上設(shè)置的RFID感應(yīng)設(shè)備采集通過各區(qū)間段的時間數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)是訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，訓(xùn)練的最終成績以半人工采集為主，借助部分智能化設(shè)備提高采集效率。

2.4 數(shù)據(jù)使用機(jī)制

為保證人工采集數(shù)據(jù)的真實(shí)性，本研究對訓(xùn)練、考核和比武數(shù)據(jù)的采集和使用機(jī)制做了一定的區(qū)分。日常訓(xùn)練科目眾多，訓(xùn)練頻繁，一般由被訓(xùn)者（或被訓(xùn)單位）自主組織，數(shù)據(jù)采集量大，訓(xùn)練數(shù)據(jù)由被訓(xùn)者（或被訓(xùn)單位）自主持續(xù)采集上報，反映的是日常的訓(xùn)練情況，從長期的數(shù)據(jù)可以分析出體能的生成過程和訓(xùn)練規(guī)律（張冉冉，2019）。但為了保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，日常訓(xùn)練數(shù)據(jù)不能作為評估訓(xùn)練質(zhì)量的主要依據(jù)，更不能用在考評、評比上。定期考核科目有明確的規(guī)定，一般由考核人員組織，學(xué)員普遍參考，其權(quán)威性較高，考核數(shù)據(jù)是進(jìn)行考評、評比的主要依據(jù)，體現(xiàn)了訓(xùn)練的階段性成果。比武競賽科目可看成是具體戰(zhàn)斗任務(wù)，一般是多個科目的組合，實(shí)戰(zhàn)化程度較高，與戰(zhàn)斗任務(wù)結(jié)合緊密，參賽學(xué)員 一般為訓(xùn)練尖子，體現(xiàn)了部隊訓(xùn)練的最高水平，分析時可作為最高標(biāo)準(zhǔn)的參考。

3 基于數(shù)據(jù)分析的戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練指導(dǎo)

戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練有很強(qiáng)的針對性，不同的戰(zhàn)斗任務(wù)、專業(yè)崗位，對體能的要求不盡相同。利用大數(shù)據(jù)技術(shù)對多維度訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和深度挖 掘（王王，2017；袁守龍，2018），是研究戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練規(guī)律和創(chuàng)新訓(xùn)練方法的新途徑，本研究主要采用統(tǒng)計分析和關(guān)聯(lián)分析兩種分析方法。

3.1 統(tǒng)計分析

統(tǒng)計分析是最基本直觀的分析方法，可以通過對數(shù)據(jù)分析各科目記錄值頻率的分布、最大值、最小值、均值、方差、中間值及異常點(diǎn)，結(jié)合訓(xùn)練計劃進(jìn)行橫向和縱向的對比分析，發(fā)現(xiàn)不同類型人員在訓(xùn)練中存在的問題，吸收借鑒好的訓(xùn)練方法，進(jìn)而調(diào)整科目設(shè)置、組訓(xùn)方式、時間安排和訓(xùn)練強(qiáng)度，以達(dá)到更好的訓(xùn)練效果。通過利用假設(shè)檢驗(yàn)方法可以對不同的組訓(xùn)方式進(jìn)行比較，進(jìn)而挑選出有效的組訓(xùn)方式。通過對戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練記錄類似的單位和個人進(jìn)行聚類分析，可以區(qū)分訓(xùn)練等級，將訓(xùn)練水平相當(dāng)?shù)娜藛T組成訓(xùn)練小組。通過利用主成分分析方法對所有記錄進(jìn)行關(guān)鍵因素抽象提取，可以分析對某一項目影響最大的關(guān)鍵科目，進(jìn)行有重點(diǎn)的訓(xùn)練。

大比武科目為陸軍步兵學(xué)院軍事體育教研室自創(chuàng)的一個戰(zhàn)斗體能競賽項目。圖3是對某次大比武中400 m障礙成績進(jìn)行處理后的各類統(tǒng)計對比，通過分析可以發(fā)現(xiàn)不同類型單位、專業(yè)、學(xué)員的訓(xùn)練情況。例如15隊、16隊學(xué)員的平均水平明顯低于其他隊，這兩個隊隸屬同一個大隊，說明該大隊體能訓(xùn)練的程度不足，需在后期加以改進(jìn)；12隊學(xué)員成績比較集中，學(xué)員間成績差距不大（圖3A）；摩托化步兵分隊指揮專業(yè)學(xué)員400 m障礙的異常值較多，在平時訓(xùn)練中應(yīng)有重點(diǎn)的對這部分學(xué)員給予關(guān)注，科學(xué)制定訓(xùn)練計劃，通過相互幫帶的方式提升整體水平（圖3B）；每個專業(yè)的推薦學(xué)員（比武分為推薦學(xué)員和隨機(jī)抽選學(xué)員員）平均成績和尖子成績均優(yōu)于抽選學(xué)員，但下限不如抽選學(xué)員，且方差較大，說明推薦學(xué)員本身個體之間差別較大（圖3C）；分流以及優(yōu)秀士兵保送學(xué)員成績普遍優(yōu)于大學(xué)生士兵提干和國防生學(xué)員，提示，需要加強(qiáng)國防生和大學(xué)生提干學(xué)員的體能訓(xùn)練，這也說明，不同兵源以及訓(xùn)練經(jīng)歷等因素對成績均有影響（圖3D）。

3.2 關(guān)聯(lián)分析

軍事體育訓(xùn)練內(nèi)容主要分為基礎(chǔ)體能訓(xùn)練、實(shí)用技能訓(xùn)練、崗位適應(yīng)訓(xùn)練、綜合應(yīng)用訓(xùn)練4個方面。這4個方面覆蓋從基礎(chǔ)到應(yīng)用，且訓(xùn)練科目之間存在相互支撐作用，比如，基礎(chǔ)體能的訓(xùn)練成果（如啞鈴、原木、俯臥撐）對實(shí)用技能的生成（如400 m障礙、格斗）有一定程度的影響；而崗位適應(yīng)訓(xùn)練（如高寒適應(yīng)）與綜合應(yīng)用訓(xùn)練（如軍事五項）的結(jié)果，也在一定程度上受基礎(chǔ)體能與實(shí)用技能訓(xùn)練成果的影響（劉莉，2016）。

利用散點(diǎn)圖、相關(guān)系數(shù)、回歸分析、信息熵等方法可對各科目訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，發(fā)現(xiàn)體能與技能、戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練之間的關(guān)聯(lián)性，以此為基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)組訓(xùn)，可以避免重復(fù)性科目設(shè)置，提高訓(xùn)練效益。還可以利用關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果評估軍人戰(zhàn)斗體能各科目訓(xùn)練成果對完成某項戰(zhàn)斗行動的支撐程度，用以指導(dǎo)不同任務(wù)部隊的體能訓(xùn)練。

圖4是某次大比武中極限射擊項目中射擊成績與戰(zhàn)術(shù)行動時間的關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果，可以看出，射擊成績與戰(zhàn)術(shù)行動時間呈明顯負(fù)相關(guān)態(tài)勢，即戰(zhàn)術(shù)行動耗時少的學(xué)員往往射擊成績較好。這說明，戰(zhàn)術(shù)行動耗時少的學(xué)員有充足的時間調(diào)整狀態(tài)，讓身體狀態(tài)達(dá)到穩(wěn)定后，射擊成績受體能消耗影響較小。而戰(zhàn)術(shù)行動耗時多的學(xué)員，往往身體處于疲勞狀態(tài)，短時間內(nèi)難以調(diào)節(jié)，對射擊成績有較大影響。該關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果從側(cè)面說明，體能與技能訓(xùn)練相輔相成，技能的發(fā)揮直接受體能的影響。在戰(zhàn)斗體能的實(shí)際訓(xùn)練過程中，應(yīng)盡量減少戰(zhàn)術(shù)行動時間，及時調(diào)整身體狀態(tài)，來獲得更好的射擊成績。

圖3 某次大比武400 m障礙成績統(tǒng)計Figure 3. Statistical Charts of 400 m Barrier in Once Match

圖4 射擊成績與戰(zhàn)術(shù)行動時間關(guān)聯(lián)圖Figure 4. Association Between Shooting Results and Tacial Operation Time

圖5是對某學(xué)員隊某月訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行的各科目關(guān)聯(lián)性分析圖，圖中顏色越淺，表示關(guān)聯(lián)性越強(qiáng)，可以看出手榴彈投遠(yuǎn)與雙杠臂屈伸、俯臥撐、引體向上存在較強(qiáng)的相關(guān)性，因此，在訓(xùn)練時間和內(nèi)容安排上，可以適當(dāng)壓縮相同的部分并根據(jù)受訓(xùn)者基礎(chǔ)，采取循序漸進(jìn)的方式選擇適當(dāng)強(qiáng)度的科目進(jìn)行練習(xí)。同樣，30 m折返跑和T形跑也具有一定相關(guān)性，提示這兩項可以合并訓(xùn)練。

上述關(guān)聯(lián)性分析結(jié)果雖然大多可以用經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行解釋，但當(dāng)科目之間相隔的層級較多，特別是當(dāng)戰(zhàn)斗任務(wù)需要完成多項復(fù)雜的運(yùn)動時，通過經(jīng)驗(yàn)很難定量地判斷各項科目的訓(xùn)練對成功執(zhí)行該項戰(zhàn)斗任務(wù)的貢獻(xiàn)程度，而通過將演習(xí)、比武、訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，可定量化評估各層次訓(xùn)練科目對完成任務(wù)的貢獻(xiàn)程度，提高訓(xùn)練的針對性和效率。例如，教學(xué)訓(xùn)練過程中，在展開軍事技能類科目訓(xùn)練前，首先通過對數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)性分析找出支撐該技能科目的幾項核心體能科目，提前對受訓(xùn)學(xué)員進(jìn)行針對性強(qiáng)化訓(xùn)練，能夠大幅度提升技能類教學(xué)訓(xùn)練的效果。

圖5 某學(xué)員隊各科目關(guān)聯(lián)性分析圖Figure 5. Association Analysis Among Different Subjects in a Team

4 基于數(shù)據(jù)分析的戰(zhàn)斗體能評估

4.1 評估的目標(biāo)

軍事體育訓(xùn)練大綱所明確的體能評價標(biāo)準(zhǔn)，是針對某一具體訓(xùn)練和考核科目的評價標(biāo)準(zhǔn)，反應(yīng)的是軍人在上述某一方面、某一具體科目上的單項能力，具有一定的規(guī)范性。而戰(zhàn)斗體能的評估，是建立在具體的戰(zhàn)斗任務(wù)基礎(chǔ)上，評估的是軍人遂行該項戰(zhàn)斗任務(wù)時體能的支撐程度。由于戰(zhàn)斗任務(wù)多樣，對戰(zhàn)斗體能的評估沒有明確規(guī)范，需要針對戰(zhàn)斗任務(wù)進(jìn)行具體分析，評估內(nèi)容包括基礎(chǔ)體能以及體能與戰(zhàn)斗任務(wù)所涉及的環(huán)境、裝備、技能的結(jié)合能力，最終目的是在對各單項能力評估的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步系統(tǒng)化評估其對完成該項戰(zhàn)斗任務(wù)的貢獻(xiàn)。

4.2 評估的意義

1）以作戰(zhàn)能力牽引體能訓(xùn)練。體能是作戰(zhàn)能力生成的基礎(chǔ)，軍人體能訓(xùn)練的根本目的在于提升作戰(zhàn)能力。圍繞戰(zhàn)斗體能對完成任務(wù)的貢獻(xiàn)程度進(jìn)行定量化評估，能夠加強(qiáng)體能訓(xùn)練的針對性。

2）以量化評估促進(jìn)科學(xué)訓(xùn)練。在戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練過程中，通過對參與訓(xùn)練官兵的身體機(jī)能、負(fù)荷強(qiáng)度等進(jìn)行實(shí)時評估，自動采集、存儲、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，可以為訓(xùn)練提供及時有效的信息，訓(xùn)練組織者可以根據(jù)評估結(jié)果科學(xué)制定和調(diào)整訓(xùn)練計劃，降低訓(xùn)練過程的不可控性，提高訓(xùn)練的針對性和有效性（柯強(qiáng)，2018）。

3）以科學(xué)評估輔助指揮決策。戰(zhàn)斗體能評估是戰(zhàn)斗力評估的重要組成部分。面向戰(zhàn)斗任務(wù)進(jìn)行戰(zhàn)斗體能定量化評估，能向指揮員提供所屬部隊和人員完成該項任務(wù)的體能狀況信息，指揮員可將此作為籌劃人員配備、作戰(zhàn)編組和制定戰(zhàn)術(shù)的輔助依據(jù)。

4.3 評估的方法框架

戰(zhàn)斗體能包括基礎(chǔ)體能以及基礎(chǔ)體能與技能、環(huán)境、武器的結(jié)合能力?？蓮倪\(yùn)動素質(zhì)的4個維度：力量、速 度靈敏、耐力、柔韌，定義基礎(chǔ)體能（顧瓊，2009；李沁筑 等，2011）。基礎(chǔ)體能Cb可定義為由力量V1、速度靈敏V2、耐力V3、柔韌V4組成的四元組。

則戰(zhàn)斗體能Cc可定義為：

Μ1，Μ2，Μ3分別表示基礎(chǔ)體能與技能、基礎(chǔ)體能與武器、基礎(chǔ)體能與環(huán)境的結(jié)合程度。戰(zhàn)斗體能反應(yīng)的是在特定作戰(zhàn)任務(wù)下，基礎(chǔ)體能與技能、武器、環(huán)境結(jié)合后展現(xiàn)出來的用于遂行戰(zhàn)斗任務(wù)的機(jī)體運(yùn)動能力。

大比武主要考核學(xué)員3～5 km內(nèi)的長途奔襲、戰(zhàn)場移動以及戰(zhàn)場適應(yīng)能力，包括3000 m武裝組合、400 m障礙、手榴彈投擲、5 km武裝越野等科目，其中，3000 m武裝組合要求學(xué)員攜裝跑1.5 km、扛原木奔跑0.5 km、佩戴防毒面具模擬通過沾染地帶奔跑1 km，最后在終點(diǎn)處進(jìn)行射擊或投彈。由于大比武科目綜合性、實(shí)戰(zhàn)性較強(qiáng)，能夠較好地模擬在一定戰(zhàn)場環(huán)境下完成某項戰(zhàn)斗任務(wù)的情況，因此，本研究以大比武科目為戰(zhàn)斗任務(wù)，按照自頂向下，逐級分解的方法，通過機(jī)器學(xué)習(xí)算法建立大比武科目與基礎(chǔ)體能科目、崗位適應(yīng)科目及實(shí)用技能科目間的映射關(guān)系（王斌，2011）。

采集大比武各科目及定期考核數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源，其中考核數(shù)據(jù)包括了基礎(chǔ)體能科目、崗位適應(yīng)科目以及實(shí)用技能科目成績。將采集的數(shù)據(jù)通過去除重復(fù)樣本、錯誤糾正、標(biāo)準(zhǔn)化等步驟進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗，保存成數(shù)據(jù)庫文件或csv格式文件，為下一步數(shù)據(jù)加載和分析做準(zhǔn)備。然后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出每列的最大、最小值、平均值、方差、中位數(shù)、四分位數(shù)等，大致了解數(shù)據(jù)的分布規(guī)律，還可分析各科目之間的關(guān)聯(lián)性，確定關(guān)聯(lián)系數(shù)，根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)進(jìn)行特征選擇，找出影響大比武各個科目成績的主要因素。再對原數(shù)據(jù)集進(jìn)行拆分，建立每個大比武科目及其相關(guān)考核科目的數(shù)據(jù)集，形成訓(xùn)練集和測試集。根據(jù)數(shù)據(jù)集特征，確定合適的算法，例如，決策樹、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)、隨機(jī)森林等對拆分后的數(shù)據(jù)集進(jìn)行學(xué)習(xí)（韓曜權(quán) 等，2018；彭勇，2013）。建立考核科目與大比武科目之間的映射關(guān)系，得到評估模型，當(dāng)輸入新的考核科目成績時，可根據(jù)評估模型預(yù)測其大比武競賽成績，即對完成某項戰(zhàn)斗任務(wù)的能力進(jìn)行評估預(yù)測，評估結(jié)果可結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正，隨著訓(xùn)練數(shù)據(jù)的增加，逐步完善完成某項戰(zhàn)斗任務(wù)的體能評估模型（圖6）（鞠儒生 等，2018）。

圖6 基于數(shù)據(jù)分析的戰(zhàn)斗體能評估方法框架Figure 6. Framework of Combat Physical Fitness Evaluation Method Based on Data Analysis

對戰(zhàn)斗體能評估結(jié)果的驗(yàn)證，可采用同行互評法，利用同行互評的結(jié)果對戰(zhàn)斗體能評估的結(jié)果進(jìn)行反饋修正，也可結(jié)合綜合演練或演習(xí)進(jìn)行驗(yàn)證，用演練中各科目的結(jié)果對評估結(jié)果進(jìn)行反饋驗(yàn)證。

5 總結(jié)與展望

軍人戰(zhàn)斗體能是軍隊?wèi)?zhàn)斗力的基礎(chǔ)，是衡量實(shí)戰(zhàn)化訓(xùn)練水平和戰(zhàn)斗力的重要內(nèi)容。戰(zhàn)斗體能評估應(yīng)與具體戰(zhàn)斗任務(wù)緊密相連，而不是一般意義上對身體機(jī)能的考核評估。

基于數(shù)據(jù)分析戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練，可利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)對多維度訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析和深度挖掘，是研究戰(zhàn)斗體能訓(xùn)練規(guī)律和創(chuàng)新訓(xùn)練方法的新途徑。

基于數(shù)據(jù)分析的戰(zhàn)斗體能評估可根據(jù)平時訓(xùn)練數(shù)據(jù)和定期考核數(shù)據(jù)對完成某項戰(zhàn)斗任務(wù)的能力進(jìn)行評估和預(yù)測，還可為建立符合部隊作戰(zhàn)需求的體能訓(xùn)練強(qiáng)度負(fù)荷模型和標(biāo)準(zhǔn)提供定量化依據(jù)。

未來，本課題組計劃將體能數(shù)據(jù)采集范圍擴(kuò)展到軍事技能和戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析，研究體能對技能和戰(zhàn)術(shù)的支撐關(guān)系。