運動監控設備在我國足球領域的應用與發展

朱溶鍵

(北京體育大學 北京 100084)

隨著時代的進步，足球運動也隨之發展，不僅賽場上的節奏日趨加快，賽場之外的相關產業也在與時俱進地發展。歐洲足球運動有著最先進的足球理念，也有著先進的運動設備，而我國足球的發展一直比較緩慢，且成績一直不理想，除了訓練方法和理念落后之外，相關設備的使用率和普及率也一直較低。隨著科技的迅速發展，我國科技實力已達到世界前列水平，所以科技助力體育產業是目前的一大趨勢，而足球事業的發展一直受到社會各界的廣泛關注。先進科技產品的投入，可以極大地促進我國足球運動的發展，尤其是運動監控設備在足球運動的訓練、比賽，運動員的身體狀態，各項訓練及身體數據的采集等方面都能夠發揮很好的作用。科學化、數字化的訓練符合當今足球運動發展的需求，也能夠為2035年體育強國戰略作出一份貢獻。

1 相關概念

1.1 監控

監控是對物體或場所進行實時觀測的物理基礎，可以給管理者提供音頻和視頻資料。20世紀60年代，隨著電子設備的進步，視頻監控進入了人們的生活之中，視頻攝像的使用使得財產的安全性得到了大幅保障，于是攝像機開始廣泛應用。隨著現代社會的不斷發展，監控設備在不斷進化的同時，人們對監控的看法和定義有了不同的見解。趙乃鵬［1］認為，智能視頻監控技術將傳統的視頻數字化發展模式進行了本質上的改變，尤其是數據處理、信息采集、系統控制等結構都發生了變化，具有數字傳輸與視頻流編解碼的優勢。因此，視頻監控技術已經在傳統的功能上，衍生出了數字化的能力，不僅可以記錄音頻視頻，還可以對數據與圖片進行編碼處理。目前在現代化城市中視頻監控攝像幾乎無死角覆蓋了城市的每個角落，想要在龐大的監控網絡中找到想要的信息無疑是困難的，而數據處理和智能搜索等先進技術的應用，大大提高了城市運轉效率。

1.2 運動監控

隨著科技化的不斷推進，人們在生活中享受著先進監控設備所帶來的便捷性和安全性。在20 世紀70年代，運動監控的概念首先出現在了醫療領域，用于監控人體的傳感器最先系統地應用于診療監測，最初是為了人體監測，這在當時極大地推動了醫療產業的發展。在2010年之后，人體監控監測技術才在體育行業興起，新技術先后出現，功能上更多樣化，主要表現在運動傳感、腦電波收集、生理信號采集、體能訓練與數據服務等方面，表現形式以穿戴設備為主。鄭曉鴻［2］的研究得出了運動訓練監控的兩種解釋：其一，運動訓練監控是指周期性或連續性地對運動員的訓練狀態和競技表現進行觀察和測試，從而確定運動員現實的活動狀態；其二，運動訓練監控是指在運動訓練過程中運用一定的測量指標對訓練計劃、訓練效果和訓練質量進行分析與評價，以輔助教練員實施訓練控制的方法。

1.3 運動監控設備的特點

通過對文獻的總結，筆者歸納出了運動監控設備以下幾個特點。（1）便攜性：監控設備要穿戴在運動員身上，因此設計要靈巧易攜帶。（2）準確性：要盡可能地減小通過設備測出的數據誤差，使數據的可信度變高。（3）耐用性：高強度的運動環境對運動監控設備的抗干擾和穩定性有著極高的要求。

2 運動監控設備在我國足球領域的應用

隨著體育科技的不斷發展，運動監控設備在足球領域的應用越來越重要，該設備不僅能在訓練中第一時間給教練員和運動員提供準確的身體數據，以便安排接下來的訓練任務，而且還能在比賽中獲取本隊整體的比賽數據，方便用于賽后分析，找出隊伍的不足。目前運動監控設備主要用于職業足球俱樂部、國家足球隊，以及部分足球特色學校、體校等。因此擴大運動監控設備的應用范圍，不僅對我國足球事業有促進作用，同時對體育產業和產品也有帶動效應。

2.1 運動監控設備在職業足球運動員訓練和比賽中的應用

我國足球職業化發展道路開始于1994 年，最早時期的職業聯賽，訓練和比賽條件相對較差，大多數教練員和運動員只能憑借訓練經驗進行訓練和比賽，因此早期的甲A 聯賽并沒有科學化的訓練體系和數據反饋。隨著時代的進步，在2002年世界杯之后我國開始引入科技化的儀器來輔助訓練。隨著互聯網時代的到來，運動監控設備與大數據進一步互聯。以我國男子國家足球隊為例，在日常集訓時，運動員身上穿戴監測背心，在背心中有相應的監測模塊和GPS芯片，用來獲取運動員跑動距離、心率、心率負荷、跑動強度等身體數據，對這些數據加以分析后，將結果傳輸到教練員的移動設備中，可以幫助教練員判斷球員的狀態，從而控制訓練強度，達到最佳訓練效果，此項技術現在也已登陸中超賽場并被各大俱樂部所使用。

除此之外，3D 跟蹤技術也已應用于足球比賽中，在場邊特定位置設置攝像機，通過不同角度的視頻成像，結合計算機和AI 技術，獲取運動員在比賽中的關鍵點位、速度、位置、傳球等一系列的數據，最后由電腦匯總，反映運動員在比賽中的各項指標。李強［3］認為，應用競技能力跟蹤系統功能可以在全場范圍內采用打點的方式追蹤運動員，可以按比例尺適度縮小場地，以便鼠標和觸屏筆跟蹤運動員的活動。

在各個中超球隊的健身房中，不僅有各種力量器械，同時靈敏訓練裝置、運動素質測量儀等監測設備也都已涵蓋其中，其目的都是更好地服務球員，從細節入手，來提升運動訓練效果。

2.2 運動監控設備在校園足球發展中的應用

一直以來，我國校園足球的發展較為緩慢，長時間不被重視。直到出臺了《全國青少年校園足球工作報告（2015—2019）》，提出鼓勵和支持學校引入先進訓練方法和高新科學技術，建設智慧球場和應用智能訓練設施和裝備，強化科學訓練［4］。至此，我國已有將近5萬所足球特色學校，而在體育強國戰略的背景下，運動監控設備也逐步進入校園當中，但因為校園足球的資金相對有限，不能像職業足球一樣，所以目前大部分市級的初高中學校使用的是心率表、心率帶，一小部分資金相對充足的學校配備了體脂測量儀、功率跑臺等儀器。雖然測量工具相對單一，但對青少年足球運動員的訓練和比賽依然具有極大的促進作用。訓練時，教練可以更好地掌握運動員每分鐘心跳次數、脈搏次數，從而避免過量加練；在比賽中，這些測量工具可以幫助教練員迅速獲取球員狀態，以便更好地安排和替換陣容，使運動員在賽場上發揮最佳水平。

3 運動監控設備對運動表現的促進作用及未來發展

3.1 對運動表現的促進作用

一是可以提高訓練效率，在運動監控設備逐步普及之后，運動員以及教練員有了明確的數據作為支撐，避免了以經驗為主的訓練，也避免了很多無用功。二是可以檢驗身體機能，在一段時間的訓練之后，通過運動測量儀器可以清晰地看出身體各項數值的變化，為下一步的訓練作出指導。三是預防運動損傷，在訓練和比賽中，當運動員機體耐受力達到極限時，通過監控設備可以及時發現并叫停，大大減少了不必要的損傷。

3.2 運動監控設備的未來發展

在我國經濟大力發展的今天，科技儲備成為必不可少的組成部分，而在體育強國戰略的背景之下，足球運動的發展也成為萬眾焦點。運動監控設備在足球運動中的使用也正在向校園足球和大眾足球的方向普及，未來在職業足球領域可以學習歐洲先進的技術，開發具有更高程度編碼算法的儀器，進一步向可視化發展。例如，在北京冬奧會上出現的場館建模，可以更立體地反映賽場動態。在校園足球領域，要向各地區的學校普及便攜式監測設備，憑借數據保證訓練質量，提高訓練水平，為我國足球人才質量的提高打下良好的基礎。大眾足球方面，首先要普及運動訓練監控的理念，讓更多人了解訓練監控的重要性，同時在大眾健身場館設置幾組運動監控設備，使人們有更直觀的感受。

4 結語

隨著越來越多運動監控設備的出現，科學化、體系化的足球訓練正在慢慢顯現，足球領域有著眾多的分支，因此運動監控設備的應用和普及需要具備更多的解決方案，這意味著需要體育和科學界多方的努力來完成，以處理更為復雜的數據，并開發設備。在2035年建成體育強國的政策背景下，需要有更多的綜合人才來提高我國的體育硬實力。