輪椅競速１００ｍ速度特征和速度分配的研究

程其練　王　飏　周美芳　裘　藝　熊和平

摘 要：通過對國內(nèi)優(yōu)秀男女輪椅競速運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行的100 m測試和獲取的數(shù)據(jù)，初步探明了100 m的總體競速特征；并采用聚類分析對100 m全程進(jìn)行階段劃分；用偏相關(guān)分析對階段速度、全程平均速度的關(guān)系進(jìn)行研究；制定了不同成績下階段速度分配表為訓(xùn)練提供模式目標(biāo)。結(jié)論：輪椅競速100 m的總體速度特征為全程速度處于上升期；100 m全程有三個(gè)明顯階段：起動(dòng)段、起動(dòng)加速段、加速段；各階段速度對總成績都有很大程度的影響；基于樣本數(shù)據(jù)下的速度分配表在實(shí)踐中有應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：輪椅；100 m；競速；特征；分配

中圖分類號(hào)：G822.13

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1007-3612(2008)08-1147-03

A Study on Speed Character and Distribution for 100m Wheelchair

CHENG Qi-Lian1, WANG Yang2, ZHOU Mei-Fang1, QIU Yi3, XIONG He-Pin4

(1.College of Physical Education, Jiangxi Normal University, Nanchang 330046, Jiangxi China; 2.College of Physical Education,

Huazhong Normal University, Wuhan 430079, Hubei China;

3.Jiangxi Institute of Sports Science, Nanchang 330006, Jiangxi China;

4.Department of Physical Education, China University of Geoscience, Wuhan 430074, Hubei China)

Abstract:The speed characters are initially explored for 100m as a whole on the basis of 100m tests for elite domestic men and women wheelchair athletes; the phases are partitioned for whole race by classifying analysis; the relationship is studied among each phase speed and the average speed in whole race in the use of partial correlated analysis; the distribution table of each phase speed for different race performance is set down to provide the mode target in trainning. Conclusions: the speed characters for 100m as a whole show that speed is in continuously enhanced phase; there is a apparent partition by three phases in 100m race: start phase, start-accelerated phase, accelerated phase; there are high influence on race performance for speed of each phase; there is a applicable value in practice for speed distribution table made in virtue of quantity of sample data.

Key words: wheelchair; 100m; race; characters; distribution

殘奧會(huì)上輪椅競速是參賽者最多、參賽國家最多、競賽最激烈的一項(xiàng)殘疾人標(biāo)志性項(xiàng)目。短距離輪椅競速項(xiàng)目是國家殘奧隊(duì)在2008年北京殘奧會(huì)上突破的重點(diǎn)，深化對短距離項(xiàng)目的科學(xué)研究，可以促進(jìn)對這類項(xiàng)目專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)特征和規(guī)律的了解，對訓(xùn)練和比賽起到積極的指導(dǎo)作用。研究100 m全程中的速度表現(xiàn)形式，揭示出和運(yùn)動(dòng)員專項(xiàng)能力及器械特性相符的競速規(guī)律，確定全程速度分配模式，對認(rèn)識(shí)輪椅競速100 m這一結(jié)合人與器械的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目特點(diǎn)和指導(dǎo)訓(xùn)練實(shí)踐有重要價(jià)值。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象 國家輪椅競速隊(duì)現(xiàn)役的10名男運(yùn)動(dòng)員和9名女運(yùn)動(dòng)員，其基本情況見表1。殘奧項(xiàng)目沒有運(yùn)動(dòng)員水平等級(jí)劃分，因此，國家隊(duì)運(yùn)動(dòng)員基本包括了國內(nèi)最高水平的選手，測試對象全部采用美國頂峰牌進(jìn)口輪椅。

1.2 研究方法

1.2.1 測試法 在國家隊(duì)基地田徑場的一個(gè)固定跑道上對每個(gè)隊(duì)員輪次進(jìn)行100 m測試，測試時(shí)間為2008年3月國家隊(duì)備戰(zhàn)北京殘奧會(huì)的準(zhǔn)備期階段?？紤]殘疾運(yùn)動(dòng)員的身體恢復(fù)特點(diǎn)，測試前24 h內(nèi)避免激烈運(yùn)動(dòng)，保證運(yùn)動(dòng)員有最佳的體能狀態(tài)進(jìn)行測試。測試前要求充分活動(dòng)開，做拉伸15 min，后在輪椅上做15～20 min的中速熱身活動(dòng)，活動(dòng)期間還安排3～5個(gè)短時(shí)間的出發(fā)模擬，以提高神經(jīng)肌肉的傳導(dǎo)與肌纖維的募集，并體會(huì)快速用力的感覺。測試中要求運(yùn)動(dòng)員盡全力完成100 m測試，教練員配套相應(yīng)的措施來激勵(lì)運(yùn)動(dòng)員。以測試表現(xiàn)的速度特征近似作為運(yùn)動(dòng)員大賽中的速度特征。

1.2.2 錄像拍攝 測試前預(yù)先在100 m跑道地面每10 m設(shè)立分段標(biāo)志點(diǎn)，在跑道旁采用車載DV攝像機(jī)跟蹤拍攝，測試時(shí)要求攝像機(jī)和輪椅前輪軸并行且結(jié)合分段標(biāo)志點(diǎn)以記錄輪椅通過分段標(biāo)志點(diǎn)的時(shí)間。

1.2.3 數(shù)據(jù)采集 錄像經(jīng)過DV攝像機(jī)采集到電腦，并用試用版Kwon運(yùn)動(dòng)分析軟件按場記錄輪椅前輪軸通過跑道每個(gè)分段標(biāo)志點(diǎn)的時(shí)間點(diǎn)，以計(jì)算每10 m的分段時(shí)間(s)和分段平均速度(m/s)，時(shí)間精度為0.02 s。

1.2.4 數(shù)據(jù)分析 相關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)計(jì)算采用SPSS15.0進(jìn)行。分析的內(nèi)容包括：男女運(yùn)動(dòng)員分段速度變化規(guī)律；全程階段劃分；階段速度對全程平均速度的作用和影響；目標(biāo)成績下階段速度分配表的制定和應(yīng)用。

2 結(jié)果與分析

2.1 男女運(yùn)動(dòng)員總體速度變化特征 圖1和表2顯示男女運(yùn)動(dòng)員100 m全程速度的變化趨勢和統(tǒng)計(jì)比較。雖然由于性別和能力不同，男女運(yùn)動(dòng)員在每個(gè)分段平均速度上都有顯著性差異，但是全程速度的變化規(guī)律卻是一致的，即全程中速度一直處于上升期，這種速度模式和徑賽中的100 m跑不同，沒有明顯的起跑、途中、沖刺的轉(zhuǎn)換點(diǎn)或拐點(diǎn)。

2.2 男女運(yùn)動(dòng)員速度變化的階段劃分特征 輪椅競速100 m的速度變化規(guī)律較為單一，即全程都處于上升期，不像徑賽項(xiàng)目100 m跑具有專項(xiàng)速度變化特點(diǎn)和相應(yīng)的技能與體能的變化特征^{［1，2］}，但是和輪椅競速100 m的速度變化規(guī)律相對應(yīng)，定義關(guān)鍵性的階段劃分，不僅有利于加深對輪椅競速100 m競速規(guī)律的認(rèn)識(shí)，而且可以指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員打造專項(xiàng)體能的訓(xùn)練實(shí)踐活動(dòng)。

聚類分析可將多變量進(jìn)行歸類，本研究中將每10 m的分段速度作為1個(gè)變量，將10個(gè)分段速度構(gòu)成的10個(gè)變量按R型聚類進(jìn)行分析，計(jì)算過程中變量距離采用向量歐氏2范數(shù)距離表示。男女運(yùn)動(dòng)員分段速度的聚類分析見圖2，圖中反映出無論男女運(yùn)動(dòng)員，全程中按速度變化特點(diǎn)可劃分為3個(gè)階段，第一階段：0～10 m，本文中定義為起動(dòng)段，第二階段：男女間略有區(qū)別，男為10～40 m，女為10～30 m，定義為起動(dòng)加速段，第三階段：男為40～100 m，女為30～100 m，定義為加速段。為方便研究，本文中統(tǒng)一按照0～10 m、10～40 m、40～100 m來對男女運(yùn)動(dòng)員的速度變化進(jìn)行階段劃分。表3為男女運(yùn)動(dòng)員三階段速度的數(shù)據(jù)，從三個(gè)階段的平均速度指標(biāo)來看，男女運(yùn)動(dòng)員間每個(gè)階段速度都有顯著性差異。

2.3 男女運(yùn)動(dòng)員各階段速度、全程平均速度間的相關(guān)特征 在多元相關(guān)分析中，變量間的交互影響和作用使得單純用相關(guān)系數(shù)來衡量變量間的關(guān)系并不合理，這是因?yàn)閱巫兞拷y(tǒng)計(jì)分析忽略了其它因素的影響。在研究一個(gè)變量對另外一個(gè)變量的影響時(shí)，需考慮扣除其它變量產(chǎn)生的影響，因此，本研究采用偏相關(guān)分析來研究各個(gè)階段速度之間以及各階段速度對全程平均速度的影響。由于時(shí)序的關(guān)系，只有前段速度對后段速度產(chǎn)生影響，后段的速度對前面的速度沒有影響，即只有“歷史”在“未來”中留有痕跡，而“未來”不能對“歷史”產(chǎn)生作用，因此，各階段速度之間以及各階段速度與全程平均速度間的偏相關(guān)系數(shù)矩陣設(shè)計(jì)見表4，表中數(shù)據(jù)顯示了男女運(yùn)動(dòng)員各階段速度、全程平均速度之間的偏相關(guān)系數(shù)和顯著性檢驗(yàn)結(jié)果。

偏相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)，各階段速度都會(huì)獨(dú)立地對全程平均速度產(chǎn)生積極作用，偏相關(guān)系數(shù)和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)結(jié)果說明各階段速度與全程平均速度都存在非常顯著的高度正相關(guān)，因此，專項(xiàng)速度能力中，起動(dòng)能力、起動(dòng)加速能力和加速能力對提高成績而言都是必須的，這也提示：100 m全程中運(yùn)動(dòng)員需要具備多種競速能力。

注：-①：去除第一階段速度的影響，其余符號(hào)意義相類似。上對角陣為男運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)，下對角陣為女運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)。*P<0.05，**P<0.01。

2.4 三階段速度分配表的制定和應(yīng)用 階段劃分的一個(gè)目的是在訓(xùn)練實(shí)踐中確定預(yù)計(jì)的成績下各階段時(shí)間需要達(dá)到的目標(biāo)，這也是模式訓(xùn)練法的核心，它使得教練員和運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練實(shí)踐中有了目標(biāo)指針和導(dǎo)向。訓(xùn)練中一個(gè)關(guān)注的問題是要達(dá)到預(yù)定的成績，運(yùn)動(dòng)員各階段的時(shí)間分配如何，目前對輪椅競速100m還沒有一種可操作的方法，因此本研究制定了各階段時(shí)間和總成績的對應(yīng)表以為教練員和運(yùn)動(dòng)員科學(xué)訓(xùn)練提供一個(gè)模型標(biāo)準(zhǔn)。具體的作法是將三階段的時(shí)間平均值作為基點(diǎn)，以±0.4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差向上遞增和向下遞減，便可作出各階段時(shí)間和對應(yīng)總成績的一覽表（表4），將三階段時(shí)間范圍定為平均值±2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)，是因?yàn)榇朔秶鷥?nèi)涵蓋了95％以上的時(shí)間概率。這一參照標(biāo)準(zhǔn)在實(shí)踐應(yīng)用和指導(dǎo)訓(xùn)練中具有一定的價(jià)值，如國家隊(duì)重點(diǎn)男子運(yùn)動(dòng)員張××，目前最好成績?yōu)?4.85 s，三階段時(shí)間分別為3.16 s、4.56 s、7.13 s，對應(yīng)于表4中的模式標(biāo)準(zhǔn)，如其100 m成績要實(shí)現(xiàn)13.85 s，達(dá)到雅典殘奧會(huì)T54組決賽前三名的水平，那么，三階段成績需分別提高0.42 s、0.25 s、0.33 s。同樣，對女子運(yùn)動(dòng)員董××，目前最好成績?yōu)?6.7 s，三階段時(shí)間分別為3.16 s、5.18 s、8.36 s，要達(dá)到16.39 s的成績水平，三階段成績需分別提高0.04 s、0.09 s、0.18 s。對國家隊(duì)的每個(gè)運(yùn)動(dòng)員都可將目標(biāo)成績下的階段時(shí)間需求和目前訓(xùn)練狀態(tài)下的階段時(shí)間進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)體能結(jié)構(gòu)上的差異，針對性改善多種速度能力。

3 討 論

競速項(xiàng)目的速度特征反映了項(xiàng)目的體能特點(diǎn)，同時(shí)也表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)員的專項(xiàng)能力，對器械項(xiàng)目而言，也可體現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)器械的動(dòng)力性能。輪椅競速100 m全程速度始終處于上升期，這是由于輪椅競速項(xiàng)目靠器械產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)位移，運(yùn)動(dòng)員無論是跪姿還是坐姿其上身向前傾斜使得正面相對的空氣阻力較小，另外先進(jìn)的輪椅器械設(shè)計(jì)使得輪椅內(nèi)外部受到的摩擦阻力和空氣阻力也較小^［3，4］，所以即使在無動(dòng)力的情況下輪椅運(yùn)動(dòng)的速度在100 m全程中衰減也較為緩慢，微小的推進(jìn)力作用下，輪椅都可產(chǎn)生加速，后段的速度都可在前段速度的基礎(chǔ)上得到提高。這點(diǎn)和田徑中的徑賽項(xiàng)目不同，徑賽項(xiàng)目中由于自身重心移動(dòng)而需要消耗大量能量，當(dāng)生理供能由于體能因素達(dá)不到應(yīng)有的強(qiáng)度，不能使動(dòng)力功率超過阻力功率時(shí)，速度自然下降。因此，對輪椅競速100 m而言其速度始終能處于上升期也是和輪椅器械運(yùn)動(dòng)的特性有關(guān)。

對100 m全程速度變化進(jìn)行聚類分析使得在分段速度的基礎(chǔ)上將同類分段合并，得出明顯的階段劃分。在起動(dòng)段到起動(dòng)加速段里，速度提高幅度平均值為：男3.96 m/s，女3.25 m/s，在起動(dòng)加速段到加速段里，速度提高幅度的平均值為：男1.25 m/s，女0.95 m/s。0～40 m間速度的提高幅度較大，也是本文中稱為起動(dòng)段和起動(dòng)加速段的原因，40～100 m的速度也在提高，雖幅度較小，所以也稱為加速段。

每個(gè)階段速度之間的偏相關(guān)系數(shù)值和統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)說明，起動(dòng)段對起動(dòng)加速段和加速段的影響較弱，提示起動(dòng)能力是一種較為獨(dú)立的能力，其訓(xùn)練手段和方法需要專門考慮，而起動(dòng)加速段和加速段的關(guān)系較為密切，顯示起動(dòng)加速能力和加速能力是一種組合能力，可結(jié)合起來進(jìn)行練習(xí)而不必單獨(dú)對這兩種能力加以訓(xùn)練上分割。

表4的制定為模式訓(xùn)練法打下了一定的基礎(chǔ)。作為體能打造的指針，速度分配表可方便教練員較為容易地確定當(dāng)前運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練水平和訓(xùn)練目標(biāo)的差距，但是這一速度分配表的制定是建立在目前國內(nèi)高水平運(yùn)動(dòng)員的測試樣本數(shù)據(jù)上，并以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分布來確立速度分配表，隨著運(yùn)動(dòng)員能力水平的提高，這一分配表的制定也需動(dòng)態(tài)的調(diào)整和修改。

4 結(jié) 論

1) 輪椅競速100 m總體速度變化特征為全程速度處于上升期。沒有徑賽短跑中明顯的起跑、途中、沖刺的轉(zhuǎn)換點(diǎn)或拐點(diǎn)。全力出發(fā)直到終點(diǎn)是輪椅競速100 m比賽的戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)。

2) 輪椅競速100 m全程有三個(gè)明顯階段：起動(dòng)段、起動(dòng)加速段、加速段。不同階段男女間的平均速度有顯著差異，但三階段劃分規(guī)律有一致性。

3) 各階段速度對總成績都有很大程度的影響。輪椅競速運(yùn)動(dòng)員應(yīng)具備多種競速和生理代謝供能能力。起動(dòng)加速能力和加速能力可組合訓(xùn)練。

4) 基于樣本數(shù)據(jù)下的速度分配表在實(shí)踐中有應(yīng)用價(jià)值并需要根據(jù)運(yùn)動(dòng)員的競技水平變化來階段性的加以調(diào)整。

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