知識視角下?lián)魟τ柧毐荣悰Q策支持系統(tǒng)構(gòu)建及應用

王 杰，趙傳杰，黃華勇

1.Shanghai University of Sport，Shanghai 200438，China；2. Huawei Technologies Co.，Ltd.，Shenzhen 518129，China.

擊劍訓練和比賽研究經(jīng)歷了數(shù)理統(tǒng)計分析、計算機數(shù)據(jù)采集、模擬評估等階段［12］，形成了海量的知識資源，但這些知識大多散落在各種文獻、獨立的研究和教練員的腦海中，缺乏有效的管理和發(fā)掘，知識不能得到有效共享與傳承。從備戰(zhàn)2008年北京奧運會開始，我國體育部門已經(jīng)開始重視訓練和比賽經(jīng)驗的總結(jié)以及知識的積累，著手建立國家體育信息平臺，促進教練員和運動員對訓練模式的記錄和制勝經(jīng)驗的總結(jié)，相關(guān)研究也初步構(gòu)建了擊劍比賽數(shù)據(jù)庫，但平臺的構(gòu)建尚處于數(shù)據(jù)庫階段，目前正在向兩個方向進行深入研究，其一，是海量數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)化入庫，其二，是在數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進行數(shù)據(jù)挖掘、知識發(fā)現(xiàn)和決策支持系統(tǒng)研究。

知識是指經(jīng)過人的思維整理過的信息、數(shù)據(jù)、形象、意向、價值標準以及社會的其他符號化產(chǎn)物，不僅包括科學技術(shù)知識，還包括人文社會科學的知識、商業(yè)活動、日常生活和工作中的經(jīng)驗和知識，人們獲取、運用和創(chuàng)造知識的知識，以及面臨問題做出判斷和提出解決方法的知識［4］。顯然，目前，關(guān)于擊劍訓練和比賽的相關(guān)研究只有部分經(jīng)過整理，且沒有進行符號化的處理，尚處于待開發(fā)的階段。從信息技術(shù)的發(fā)展來看，信息網(wǎng)絡技術(shù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)使計算機管理、處理、預測知識成為可能。

從知識的視角來看，知識可以分為隱形知識和顯性知識，隱性知識是指隱含經(jīng)驗類知識，它存在于員工的頭腦中或組織的結(jié)構(gòu)和文化中，無法用語言或書面材料進行準確描述，因此，不易被他人獲知，也不易被編碼［1］。教練員和運動員形成的對于訓練和比賽的認識即為隱形知識。對訓練和比賽中積累的相關(guān)數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)挖掘研究，使隱形知識顯性化，對專家知識加以歸納整理，使經(jīng)驗知識數(shù)字化，可以為擊劍訓練和比賽提供決策支持。

知識管理是對包含數(shù)據(jù)、信息的廣義知識的創(chuàng)新生產(chǎn)、貯存、轉(zhuǎn)移和共享，以達到創(chuàng)新的目的、滿足顧客的需要［16］。為達到這一目標，進行知識庫的構(gòu)建是前提，以知識庫為平臺對比賽和訓練中獲取的知識進行存儲，通過綜合推理和數(shù)據(jù)挖掘獲取全新的知識，并通過決策系統(tǒng)將其以數(shù)據(jù)或者信息的形式推送給教練員或運動員，達到訓練和比賽知識共享的目的，這也正是知識創(chuàng)新和知識共享的目的。因此，擊劍訓練和比賽知識庫的構(gòu)建是進行診斷分析以及開發(fā)專家系統(tǒng)的基礎(chǔ)。本研究以構(gòu)建擊劍技、戰(zhàn)術(shù)知識庫為基礎(chǔ)，研究了擊劍訓練比賽決策支持系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及關(guān)鍵技術(shù)。

擊劍訓練比賽決策支持系統(tǒng)由數(shù)據(jù)入口、知識庫和數(shù)據(jù)智能分析3部分組成，其中，數(shù)據(jù)入口由擊劍訓練質(zhì)量監(jiān)控軟件、擊劍比賽臨場數(shù)據(jù)采集軟件、擊劍離線數(shù)據(jù)采集軟件組成，分別用于采集擊劍訓練監(jiān)控獲取的數(shù)據(jù)、現(xiàn)場采集到的比賽技術(shù)數(shù)據(jù)和在賽后利用比賽錄像采集到的技術(shù)數(shù)據(jù)。知識庫是本系統(tǒng)的核心部分，負責結(jié)構(gòu)化和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的輸入、存儲、管理、分析和決策支持功能。該部分由賽事信息庫、比賽選手庫、技術(shù)分析庫和媒體網(wǎng)站知識庫構(gòu)成。決策支持系統(tǒng)的智能分析和輸出部分對應于輸入也有3部分組成，分別有臨場比賽智能分析數(shù)輸出、離線比賽分析和知識平臺輸出。需要指出的是，本系統(tǒng)分別經(jīng)歷了訓練計劃輔助系統(tǒng)研究、臨場比賽分析系統(tǒng)研究、離線比賽智能分析系統(tǒng)研究和知識庫研究等階段建設完成。

1 擊劍訓練比賽決策支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)源

決策支持系統(tǒng)的輸入有4個數(shù)據(jù)源，分別是擊劍比賽臨場分析系統(tǒng)、擊劍比賽離線智能分析系統(tǒng)、擊劍訓練計劃與訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)和擊劍訓練比賽知識庫輸入接口（圖1）。其中，擊劍臨場比賽分析系統(tǒng)、擊劍比賽離線智能分析系統(tǒng)和擊劍訓練計劃和訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)可以獨立作為軟件系統(tǒng)使用，本知識庫直接可以導入其錄入的后臺數(shù)據(jù)，知識庫輸入接口集成在知識庫平臺上，不可以作為獨立軟件系統(tǒng)使用，這是因為在設計前3個軟件系統(tǒng)時，后臺的數(shù)據(jù)表格式比較統(tǒng)一，知識庫的數(shù)據(jù)庫格式則為重新設計。

圖1 本研究擊劍訓練、比賽決策支持系統(tǒng)架構(gòu)示意圖Figure 1. The System Architecture of FTC-DSS

1.1 擊劍比賽臨場分析系統(tǒng)

擊劍比賽臨場分析系統(tǒng)［13］考慮到了擊劍比賽速度快、技、戰(zhàn)術(shù)采集復雜的特點，按照專家和教練員要求選取對于比賽最具有決定性作用的技、戰(zhàn)術(shù)指標作為采集對象。根據(jù)各劍種特點，分別將佩劍戰(zhàn)術(shù)勢態(tài)分為進攻、防守、反攻、對攻4種狀態(tài)，花劍戰(zhàn)術(shù)分為進攻、防守、反攻3種狀態(tài)，重劍戰(zhàn)術(shù)分為進攻、防守、搶攻、挑引4種狀態(tài)，對應得、失分分別進行采集。根據(jù)不同劍種的得、失分有效部位，將佩劍的有效部位分為頭部、上肢、軀干內(nèi)測、軀干外側(cè)和手，花劍的有效部位分為軀干、腰部、背部和肩部，重劍的有效部位分為頭部、上肢、軀干、大腿、腳和手，分別對應得、失分進行采集。為便于教練員和運動員實時觀察比賽中的技、戰(zhàn)術(shù)發(fā)揮情況，軟件增加了視頻實時錄制功能，即利用攝像設備連接到計算機，可以實時拍攝到現(xiàn)場比賽情況。臨場分析軟件通過快捷鍵的相關(guān)操作，實現(xiàn)了比賽中的技、戰(zhàn)術(shù)指標值與比賽拍到錄像的關(guān)聯(lián)，將比賽視頻片段分別進行標注，實現(xiàn)了比賽視頻片段的實時分類。在每場比賽結(jié)束進行比賽采集提交后，即得到了本場比賽基本的技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)?？梢蕴峁┫率鰩追N模式的技、戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計分析：整場比賽技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析、戰(zhàn)術(shù)勢態(tài)分析（分別對應不同戰(zhàn)術(shù)勢態(tài)）、部位分布情況分析、得、失分統(tǒng)計分析。統(tǒng)計的結(jié)果，以數(shù)據(jù)和合成視頻的狀態(tài)分別進行展示，如查詢頭部得分分析時，系統(tǒng)相應檢索整場比賽中所有的頭部得分視頻片段，并進行視頻合成，方便教練員、運動員和研究人員觀察分析。系統(tǒng)在進行提交時，同時，已經(jīng)將每場比賽的數(shù)據(jù)遞交到Access數(shù)據(jù)庫，技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)表將作為知識庫的輸入源進行連接。臨場比賽分析系統(tǒng)的特征是指標簡單、采集速度快、查詢簡易、結(jié)果明確，但其也有缺點，如統(tǒng)計到的技術(shù)指標比較單一，由于時效上的要求，不能同時對比賽中的雙方進行數(shù)據(jù)采集。為了彌補這一缺陷，開發(fā)了擊劍比賽離線數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。

1.2 擊劍比賽離線數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)

擊劍比賽離線數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)［9］可以更加細膩地對比賽中的數(shù)據(jù)進行采集，由于比賽錄像具有可以多次觀察重復分析的屬性，在開發(fā)擊劍離線采集分析系統(tǒng)時，對系統(tǒng)的指標值進行了進一步細化。除了可以采集進攻、防守、反攻等戰(zhàn)術(shù)勢態(tài)外，系統(tǒng)還增加了位置的采集。與臨場比賽分析系統(tǒng)類似，系統(tǒng)也具有視頻片段標志的功能，不僅實現(xiàn)了戰(zhàn)術(shù)勢態(tài)與視頻片段的關(guān)聯(lián)、得、失分與視頻片段的關(guān)聯(lián)，還實現(xiàn)了擊（刺）打位置與視頻片段的關(guān)聯(lián)。離線采集分析系統(tǒng)與臨場分析系統(tǒng)的最大區(qū)別在于實現(xiàn)了比賽雙方數(shù)據(jù)的同時采集，這樣的采集方式不僅增加了A、B雙方的技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)，還實現(xiàn)了兩者之間技、戰(zhàn)術(shù)的關(guān)聯(lián)，這與比賽實際更加接近，因為擊劍比賽是對抗性的，比賽中雙方的技、戰(zhàn)術(shù)互相制約、互相影響，從第一劍起始到一個回合結(jié)束構(gòu)成了一個戰(zhàn)（技）術(shù)鏈，這種采集方式便于后續(xù)進行數(shù)據(jù)挖掘研究，找出若干個有效的序列，為教練員和運動員提供參考。

1.3 擊劍訓練計劃與訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)

訓練和比賽是運動訓練項目不可分割的兩部分，對比賽中的技、戰(zhàn)術(shù)特征進行采集分析也是為了便于有針對性地安排訓練，以求在后續(xù)的比賽中采取相應的戰(zhàn)術(shù)、克敵制勝。擊劍訓練計劃與訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)［11］主要對日常訓練中的情況進行記錄和跟蹤，發(fā)現(xiàn)訓練中存在的問題，為合理化提高運動員的技術(shù)水平提供數(shù)據(jù)依據(jù)。擊劍訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)綜合了國內(nèi)、外訓練監(jiān)控軟件的優(yōu)勢，采用VB＋Access數(shù)據(jù)庫開發(fā)，具有訓練計劃錄入、訓練計劃實施跟蹤、訓練質(zhì)量監(jiān)控和訓練結(jié)果反饋等功能。其中，訓練計劃錄入采用周期訓練理論，將訓練計劃分為多年訓練計劃、年訓練計劃、月訓練計劃、周訓練計劃、日訓練計劃和課訓練計劃分別錄入。課訓練計劃遵循教練員撰寫訓練計劃的格式，按照體能訓練、技術(shù)訓練、隊內(nèi)比賽等形式分別進行編制。訓練質(zhì)量監(jiān)控部分用于控制擊劍運動員的訓練量和訓練強度，可以記錄訓練總時間、有效訓練時間、訓練組次等參數(shù)，最終計算出運動員的訓練強度。

1.4 擊劍訓練比賽知識庫接口

擊劍訓練比賽知識接口基于知識庫平臺開發(fā)，主要用于錄入在進行擊劍科研攻關(guān)和研究過程中形成的技術(shù)分析、訓練數(shù)據(jù)和文獻資料等。對應上述幾種文檔形式，知識庫接口包括運動員信息輸入、數(shù)字錄像資料輸入、比賽技、戰(zhàn)術(shù)分析文稿輸入和文獻資料輸入。知識庫接口以B＋S的結(jié)構(gòu)開發(fā)，后臺數(shù)據(jù)庫部署在重點實驗室的大型服務器上，需要錄入上述資料時，通過web平臺可以直接訪問。平臺支持DOC、XLS、PPT、HTML等格式的文檔資料入庫，還支持WMV、AVI、MPG等視頻格式的入庫，并且可以進行在線實時預覽和閱讀。知識庫接口采用集中式的輸入和輸出接口，可以分別按照比賽錄像、技、戰(zhàn)術(shù)分析、文獻資料等形式進行查詢。接口還提供了先進的全文檢索功能，例如：當輸入關(guān)鍵字“仲滿”時，可以檢索到數(shù)據(jù)庫中所有關(guān)于“仲滿”的數(shù)字資料。知識庫接口與上述3種系統(tǒng)不同的是，其輸入到知識庫的內(nèi)容同時以兩種形式存儲：文檔原本的格式和全文索引。保留文檔原本的形式可以方便科研人員在保證原有格式的條件下，采用隨機自帶的軟件進行瀏覽，而全文索引則可以按照文檔中任意關(guān)鍵字進行檢索。

2 擊劍訓練比賽知識庫

擊劍訓練比賽知識庫按照知識管理的理念來構(gòu)建，主要體現(xiàn)以下3個特點：分別為技、戰(zhàn)術(shù)知識的積累與共享性、技、戰(zhàn)術(shù)內(nèi)容的充實與創(chuàng)新性、平臺的交互性和運行的高效率，力求簡潔、高效。將網(wǎng)絡和已有研究數(shù)據(jù)充分整合構(gòu)建一個內(nèi)容詳實、數(shù)據(jù)多樣性的平臺是知識庫建立的前提，平臺的首要功能是提供信息服務的信息管理系統(tǒng)，即把擊劍相關(guān)的數(shù)據(jù)、信息和知識管理起來，為中國擊劍隊教練員、運動員和科研人員提供相關(guān)的科研服務，數(shù)據(jù)主要來源與已有技、戰(zhàn)術(shù)資料、訓練計劃和訓練監(jiān)控等，還有來源于國際劍聯(lián)、中國劍協(xié)、相關(guān)擊劍賽事網(wǎng)站提供的擊劍比賽比賽信息和技術(shù)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)在網(wǎng)絡平臺上運行，用戶可以方便地獲取所需要的比賽、訓練或者相關(guān)信息，教練員和運動員能夠在已建立數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上進行相關(guān)評論和補充。不僅提供數(shù)據(jù)的快速查詢，還提供對視頻、圖片、文檔等多媒體格式的瀏覽和下載功能。

2.1 Web服務技術(shù)

Web Services技術(shù)是是一種全新的分布式計算模型，一經(jīng)推出就受到眾多企業(yè)用戶的支持，由于其接口和綁定都可以通過XML語言進行定義、描述和發(fā)現(xiàn)，并且支持基于互聯(lián)網(wǎng)的協(xié)議，可以方便地與其他軟件系統(tǒng)進行交互，因此，具有自包含、自描述、模塊化和松耦合等特點［2，8］。

Web服務的操作對象由服務請求者、服務提供者和服務代理構(gòu)成，它們通過交互執(zhí)行查找、綁定和發(fā)布3項操作（圖2）。當服務請求者需要調(diào)用某項服務時，首先，利用服務代理提供的目錄去查找該項服務，得到調(diào)用該服務的信息，然后，根據(jù)調(diào)用信息去提取業(yè)務提供者發(fā)布的服務。一旦提取了服務的調(diào)用信息，通信就在服務請求者和提供者之間直接進行，而無須再經(jīng)過服務代理［10］。

在基于web服務的擊劍訓練比賽知識平臺上，教練員、運動員和科研人員同時是服務請求者。知識庫是服務提供者，負責數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢和數(shù)據(jù)推理，通過指定算法將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為知識；網(wǎng)站平臺是服務代理機構(gòu)，負責將后臺知識推理生成結(jié)果的傳送和知識表達。Web服務平臺實現(xiàn)了訓練比賽數(shù)據(jù)的管理、數(shù)據(jù)到知識的轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)的傳送與共享，是決策支持系統(tǒng)的核心所在。

2.2 擊劍訓練、比賽知識表示方法

知識表示是將知識描述成計算機可以理解和接受的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對知識進行表示以便進行相應的推理與演繹，其表示方法決定了計算機挖掘和利用知識的有效性，其選擇得當程度決定了決策支持和專家系統(tǒng)的性能。擊劍比賽技術(shù)知識表示就是要尋求適合擊劍比賽技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)知識描述的方法，通過該方法實現(xiàn)每場比賽中運動員所采用技術(shù)的數(shù)據(jù)庫存儲和比賽中關(guān)鍵信息的數(shù)字化，在此基礎(chǔ)上進行推理和演繹，從不同角度實現(xiàn)比賽知識的獲取，為構(gòu)建擊劍專家系統(tǒng)提供基礎(chǔ)。知識表示的意義在于使擊劍比賽的技術(shù)特征成為便于計算機存儲和利用的結(jié)構(gòu)，使比賽特征以知識元的形式在數(shù)據(jù)庫中保存下來，不僅實現(xiàn)了單場比賽的關(guān)鍵特征重現(xiàn)，而且還便于進行數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)的研究。

圖2 web服務的架構(gòu)框圖Figure 2. The Web Service Framework

技、戰(zhàn)術(shù)知識總體上采用產(chǎn)生式規(guī)則表示法來建立，主要有以下3種形式［7］：

1.基本形式：“IF條件 THEN結(jié)論?！?/p>

2.多前提：當存在多個前提條件時，則在前提條件中用邏輯關(guān)系詞AND、OR或NOT來表達不同條件的組合。其具體表示形式如下：if條件1AND（OR、NOT）條件2 THEN結(jié)論。

3.對于非確定性、模糊性的專家知識，可采用以下的表示方式：

〈規(guī)則〉：：＝（〈適用條件〉→〈結(jié)論〉）＆〈適用條件〉：：＝（〈條件描述〉∣〈約束定義〉）＆〈條件描述〉：：＝（〈條件邏輯〉∣〈條件名〉）＆〈條件邏輯〉：：＝（〈AND〉∣〈OR〉〈NOT〉）＆〈條件名〉：：＝（〈字符串〉）＆〈約束定義〉：：＝（〈可默 認〉∣ 〈可 列 舉〉）＆〈權(quán) 重〉：：＝ ［0，1］＆〈可 信度〉：：＝［0，1］。

表1 擊劍比賽指標體系一覽表Table 1. The Indicator System of Fencing Competition

2.3 擊劍訓練、比賽知識的推理

知識推理是實現(xiàn)數(shù)據(jù)到知識轉(zhuǎn)化的動力來源，在知識表示的基礎(chǔ)上進行知識推理才能實現(xiàn)訓練比賽數(shù)據(jù)到知識的轉(zhuǎn)化，才能將隱形知識轉(zhuǎn)換成顯性知識、孤立信息到系統(tǒng)知識的轉(zhuǎn)化。知識推理的方法有人工推理和及其推理兩種，人工推理即教練員和運動員通過觀察比賽獲取對于訓練和比賽有用的知識，這些知識資源往往是隱形的，存在于教練員和運動員的腦海中，另外一種推理方式基于機器的知識推理，是通過一定的算法對數(shù)據(jù)進行挖掘和知識發(fā)現(xiàn)，獲取有用的知識。本平臺采用基于屬性約簡的算法和決策樹算法進行知識的推理。屬性約簡算法用于從多屬性的數(shù)據(jù)集中約簡獲得對于比賽和訓練最有意義的數(shù)據(jù)，決策樹算法對訓練和比賽中獲取的數(shù)據(jù)進行建模并構(gòu)建決策樹，最終獲得對制勝有決定意義的決策規(guī)則集。

2.4 擊劍訓練、比賽知識庫的構(gòu)成

擊劍訓練比賽技、戰(zhàn)術(shù)知識庫由賽事庫、選手庫、比賽分析案例庫構(gòu)成，它們共同構(gòu)成了知識庫的底層平臺，在此基礎(chǔ)上可以進行數(shù)據(jù)挖掘、知識推理和知識獲取。

賽事庫。以運動員的姓名、比賽年份、比賽地點、比賽場次等信息存儲賽事情況，并與比賽視頻相關(guān)聯(lián)。

選手庫?；拘畔彀诉\動員的基本信息，如姓名、性別、出生年月、籍貫、民族、學歷、所屬隊、性格、主要技術(shù)特點、經(jīng)歷、所獲榮譽等。該部分數(shù)據(jù)部分來源于國家擊劍隊提供的各劍種運動員信息，部分來源于中國擊劍協(xié)會和國家劍聯(lián)官方網(wǎng)站。

比賽分析案例庫。比賽分析庫包含了運動員比賽時的各項數(shù)據(jù)。本知識庫主要存儲了3年來國家擊劍隊參加的奧運會、亞運會、世錦賽和其他重要賽事的比賽錄像，并將比賽的相關(guān)信息也入庫，實現(xiàn)了比賽視頻與比賽信息的關(guān)聯(lián)。

擊劍比賽指標體系是根據(jù)擊劍不同劍種的規(guī)則與交鋒特點而建立的。本研究所采用的擊劍比賽指標體系［14］如表1所示，其宗旨是技、戰(zhàn)術(shù)指標最終能夠反映出各劍種技、戰(zhàn)術(shù)運用的特征及教練員的需求。擊劍技、戰(zhàn)術(shù)指標體系的建立主要有技術(shù)指標和有效部位指標兩個部分，技術(shù)指標用于診斷技術(shù)發(fā)揮情況，包括質(zhì)量和數(shù)量，有效部 位 指 標 用 于 發(fā) 現(xiàn) 得 分 或 者 失 分 的 部 位 分 布 情 況［5，6，14，15］。

根據(jù)事實庫的內(nèi)容進行合理推理才能形成最終的知識。技、戰(zhàn)術(shù)推理庫是各種規(guī)則的集合。本知識庫中的案例主要來源于課題組歷年來為國家隊備戰(zhàn)各大賽事所制作的多媒體技、戰(zhàn)術(shù)分析，包括我方技、戰(zhàn)術(shù)分析與主要對手技、戰(zhàn)術(shù)分析兩大部分。每個案例均以數(shù)據(jù)的形式描述了運動員的技、戰(zhàn)術(shù)特點，并結(jié)合教練員和運動員的本體感受進行了決策分析。

3 擊劍訓練、比賽決策支持系統(tǒng)的輸出與應用

擊劍訓練比賽決策支持系統(tǒng)分別以賽事、技、戰(zhàn)術(shù)分析、媒體網(wǎng)站、專項資料4個中心構(gòu)建知識平臺（圖3），分別提供運動員、教練員和賽事信息的更新和查詢、技、戰(zhàn)術(shù)分析的更新和查詢、媒體網(wǎng)站的查詢和更新、專項資料的查詢和更新。系統(tǒng)構(gòu)架主要考慮對現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用、訪問效率和安全性問題。平臺所需的大部分數(shù)據(jù)目前已經(jīng)具備，對這些數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)預處理和推理后以知識的形式提供給用戶使用，用戶可以通過網(wǎng)絡的形式訪問視頻等多媒體數(shù)據(jù)。為保證訪問和下載這些數(shù)據(jù)的高速度，視頻格式采用流媒體格式wmv，搭建windows media service提供視頻在線瀏覽服務。由于提供在線訪問功能且都是一線的真實數(shù)據(jù)，為保證訪問的安全性，采取技術(shù)數(shù)據(jù)與視頻資料分列存儲的方式。

圖3 本研究擊劍訓練、比賽決策支持系統(tǒng)示意圖Figure 3. The User Guide of FTC-DSS

數(shù)據(jù)來源于國家擊劍隊提供的比賽視頻資料和錄像帶，在技、戰(zhàn)術(shù)實驗室進行數(shù)字化處理后進行存入知識平臺，比賽技術(shù)數(shù)據(jù)為歷屆大型賽事課題組制作的技、戰(zhàn)術(shù)分析，將視頻相對存儲路徑進行批量處理后錄入知識庫。比賽信息主要由國家擊劍隊結(jié)合國際劍聯(lián)和中國擊劍協(xié)會官方網(wǎng)站數(shù)據(jù)。運動員的基本信息、成績、排名等來源于國際劍聯(lián)網(wǎng)站，經(jīng)過軟件翻譯和手工調(diào)整后錄入數(shù)據(jù)庫。詳細的技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)分別來源于現(xiàn)有的技、戰(zhàn)術(shù)分析和擊劍比賽技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)庫，本研究主要是開發(fā)了接口用于將上述兩個數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)導入本庫。擊劍專項資料庫中參考文獻來源于相關(guān)期刊、擊劍課題組成員的往年研究報告、自編教材及碩、博士學位論文。

系統(tǒng)采用BS架構(gòu)設計，服務器設在實驗室，通過遠程訪問來獲取相關(guān)信息；由于是提供給教練員和運動員來使用，力求界面簡潔高效，系統(tǒng)采用集成界面進行全站搜索，前臺和后臺分別進行設計，前臺提供給用戶使用，力求簡潔，后臺供管理人員或數(shù)據(jù)更新人員使用，需提供相關(guān)的錄入功能。由于本系統(tǒng)的許多資源來源于相關(guān)網(wǎng)站及既有數(shù)據(jù)庫，所以系統(tǒng)需提供對網(wǎng)絡數(shù)據(jù)的搜索、分析和錄入功能，還兼容現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫，提供對已采集數(shù)據(jù)的導入功能。系統(tǒng)的不同模塊接入界面分別提供了賽事信息、技、戰(zhàn)術(shù)分析、專項資料庫和媒體網(wǎng)站4個接口，點擊相應的鏈接可以進入。

3.1 擊劍賽事知識

賽事知識指每次賽事的常規(guī)信息，如賽事的舉辦時間、地點、賽事的比賽人數(shù)、賽事級別、賽事的名次、簽表等信息。擊劍賽事知識庫按時間先后來管理各項賽事，運動員信息庫相關(guān)聯(lián)?？砂窗磩ΨN（男花個人、男花團體、女花個人、女花團體、男佩個人、男佩團體、女佩個人、女佩團體、男重個人、男重團體、女重個人、女重團體）、個人賽和團體賽隊名、賽事名稱（奧運會、世錦賽、世界杯、亞運會、亞錦賽、大運會）、時間進行分類。賽事知識庫實現(xiàn)了賽事信息與比賽視頻的關(guān)聯(lián)，對每場比賽視頻分別進行了標注，用戶可根據(jù)要求檢索每場賽事中的比賽視頻并進行實時播放，軟件界面左側(cè)為檢索選項，右側(cè)為基于windows流媒體服務器的視頻播放插件，下側(cè)為比賽的相關(guān)信息，用戶在播放的同時可以對視頻進行播放、停止、暫停等操作。在賽事信息入庫后，可以按照年度、舉辦地、比賽級別等信息分別得到不同的檢索結(jié)果，方便地獲取某項賽事的舉辦情況。進行單場賽事的知識獲取顯得比較單調(diào)，但把一個年度或者一段時間內(nèi)的賽事信息進行合并查詢時，可以通過對比獲取更多的賽事知識。再如，對某位運動員一段時間內(nèi)的賽事信息進行綜合查詢，可以獲取其成績和名次的變化情況、與不同對手的比分等信息，為調(diào)整其訓練計劃制定不同技、戰(zhàn)術(shù)提供參考。

3.2 擊劍訓練、比賽技、戰(zhàn)術(shù)知識

擊劍訓練比賽技、戰(zhàn)術(shù)知識詳細的技術(shù)數(shù)據(jù)來源于現(xiàn)有的技、戰(zhàn)術(shù)分析文檔和擊劍比賽技、戰(zhàn)術(shù)分析采集數(shù)據(jù)庫。按劍種（男花個人、男花團體、女花個人、女花團體、男佩個人、男佩團體、女佩個人、女佩團體、男重個人、男重團體、女重個人、女重團體）、個人賽和團體賽隊名、賽事名稱（奧運會、世錦賽、世界杯、亞運會、亞錦賽、大運會）、時間進行分類?？梢詸z索多媒體技、戰(zhàn)術(shù)ppt，軟件接口左側(cè)為技、戰(zhàn)術(shù)分析的檢索選項，右側(cè)為基于powerpoint插件的播放窗口，可以方便地控制技、戰(zhàn)術(shù)分析的頁面跳轉(zhuǎn)、窗口縮放、視頻鏈接等操作。通過4個接口能獲得運動員的比賽技、戰(zhàn)術(shù)分析，獲得其在單場比賽、多場比賽、單局比賽中整場技、戰(zhàn)術(shù)發(fā)揮情況，單項技、戰(zhàn)術(shù)發(fā)揮情況，各部位得、失分情況和在不同位置使用不同位置的有效性和頻率。

3.3 擊劍媒體網(wǎng)站知識和專項知識

各大門戶網(wǎng)站、單項協(xié)會網(wǎng)站有諸多關(guān)于運動員和各項賽事的技術(shù)資料、報道和評論等，這些知識形式不統(tǒng)一、內(nèi)容散落，但其中卻集中了許多通過技術(shù)分析部容易獲取的知識。這些知識對于運動員備戰(zhàn)、訓練和參賽均具有非常重要的影響作用，但長期以來得不到合理的采集和使用。本研究通過訪問網(wǎng)站所得到的信息能夠下載并保存在指定的文件中。網(wǎng)站主要包括國際劍聯(lián)網(wǎng)（主要用于查詢國際比賽信息、運動員比賽成績、運動員積分、運動員基本信息等）、中國擊劍協(xié)會網(wǎng)（主要用于查詢國內(nèi)比賽信息）、新浪網(wǎng)（主要用于查詢優(yōu)秀擊劍運動員的基本信息）、搜狐網(wǎng)（主要用于查詢對擊劍比賽和運動員的評述）等。窗口列舉了常用的關(guān)于擊劍項目的網(wǎng)站，其中，在鏈接到國外網(wǎng)站時，還可提供頁面信息自動翻譯為中文的功能，可以便捷地獲取擊劍賽事信息、優(yōu)秀運動員動態(tài)信息等。

文獻信息是進行專項理論研究、教練員運動員學習的重要補充，長期以來主要依靠書籍學習來完成。但數(shù)字化信息廣泛傳播和使用的今天，電子文獻資料已成為進行科學研究和業(yè)務學習的重要組成部分，也成為年輕教練員和運動員非常青睞的學習工具，但專業(yè)的文獻數(shù)據(jù)庫使用起來較為專業(yè)且分布在不同的數(shù)據(jù)庫中，本研究通過構(gòu)建擊劍專項的文獻資料庫來輔助教練員、運動員學習和研究。文獻信息涵蓋了體育教育理論、運動訓練理論、運動生理生化理論、計算機基礎(chǔ)學習理論、擊劍技、戰(zhàn)術(shù)分析理論、擊劍規(guī)則和裁判理論等方面的內(nèi)容，力求為運動員和教練員提供比較完備的知識服務平臺。文獻資料庫還將擊劍科學研究的最新成果報告、書籍等信息也錄入數(shù)據(jù)庫，讓運動員和教練員了解最新的專項研究動態(tài)，以提高其自覺運用科技手段服務訓練和比賽的能力。文獻資料庫用于管理擊劍科研和學習的相關(guān)電子文獻和書籍等，采用簡單檢索的方式，即只需輸入作者、題名或關(guān)鍵詞即可獲取相應的文獻知識。文獻資料檢索接口庫支持doc、pdf、caj等常見文檔格式，客戶機上安裝了相應軟件即可方便進行閱讀。

4 總結(jié)

擊劍訓練比賽決策支持系統(tǒng)的構(gòu)建融合了擊劍臨場比賽分析數(shù)據(jù)庫、離線智能分析數(shù)據(jù)庫、訓練計劃和訓練質(zhì)量監(jiān)控數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)了比賽視頻、比賽技術(shù)分析、訓練計劃、專項文獻資料等多種異構(gòu)數(shù)據(jù)源的融合，為整合擊劍訓練和比賽中獲取的各種研究資源提供了基礎(chǔ)平臺，為進行數(shù)據(jù)挖掘和關(guān)聯(lián)研究奠定了基礎(chǔ)。系統(tǒng)用產(chǎn)生式規(guī)則方法解決了擊劍比賽技、戰(zhàn)術(shù)的知識表示問題、采用屬性約簡的方法解決了比賽技、戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)推理的問題，與基于本體領(lǐng)域的知識表示方法相比［3］，具有易于解釋和操作等優(yōu)點，具有良好的跨平臺和可移植性，應用實踐表明，系統(tǒng)通過訓練比賽數(shù)據(jù)、信息到知識的轉(zhuǎn)化實現(xiàn)了知識的創(chuàng)新與共享。

［1］韓濤.知識視角下的企業(yè)進化及其策略研究［D］.天津：天津大學博士學位論文，2009：12.

［2］賀財平，覃事剛，劉建勛.web服務搜索引擎的設計與實現(xiàn)［J］.計算機應用與軟件，2011，28（1）：44-117.

［3］黃華勇.奧運競技體育項目技、戰(zhàn)術(shù)分析知識庫的研究與實現(xiàn)［D］.南京：南京理工大學碩士學位論文，2008：1-71.

［4］李蕾.建設項目知識管理的理論研究與實證分析［D］.武漢：武漢理工大學博士學位論文，2007：25-26.

［5］李維仁，趙傳杰，王軍.奧林匹克擊劍［M］.北京：人民體育出版社，2001：14-17.

［6］體育院校通用教材.擊劍［M］.北京：人民體育出版社，1996：3-54.

［7］王群，馬如宇，陸晴友，等.人工髖關(guān)節(jié)優(yōu)選專家系統(tǒng)知識庫的構(gòu)建［J］.機電一體化，2004，（2）：91-92.

［8］夏敏，陳平.Web服務安全關(guān)鍵技術(shù)研究綜述［J］.網(wǎng)絡安全技術(shù)與應用，2009，（3）：69-71.

［9］虞麗娟，凌培亮，章建成，等.競技體育對抗性項目技、戰(zhàn)術(shù)分析與診斷系統(tǒng)研究［R］.上海：上海市科委重點科技攻關(guān)計劃，2010：117-129.

［10］岳昆，王曉玲，周傲英.Web服務核心支撐技術(shù)：研究綜述［J］.軟件學報，2004，15（3）：428-441.

［11］張輝，趙傳杰，劉穎華，等.擊劍訓練計劃與訓練質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)的設計與應用［J］.上海體育學院學報，2008，32（6）：43-47.

［12］趙傳杰，馬德云，張輝，等.佩劍技、戰(zhàn)術(shù)分析與實力評估系統(tǒng)的開發(fā)與應用［J］.上海體育學院學報，2008，32（2）：90-93.

［13］趙傳杰，劉穎華，張輝.擊劍比賽視頻數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與應用［J］.上海體育學院學報，2006，30（6）：56-63.

［14］趙傳杰，張輝.擊劍比賽技、戰(zhàn)術(shù)分析理論與實踐［M］.北京：人民體育出版社，2010：72-75.

［15］趙傳杰，王健.對當今世界男子佩劍技、戰(zhàn)術(shù)特征分析［J］.中國體育科技，2002，38（12）：37-38.

［16］朱祖平.芻議知識管理及其體系框架［J］.科研管理，2000，21（1）：19-25.