基于web服務(wù)的擊劍項(xiàng)目知識(shí)庫(kù)構(gòu)建及在教學(xué)中的應(yīng)用

葛傳銀 趙傳杰（上海體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練學(xué)院 上海 200438）

1、成果研究背景

至2008年北京奧運(yùn)會(huì)以來(lái)，上海體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練專業(yè)擊劍項(xiàng)目的師生、計(jì)算機(jī)開(kāi)發(fā)人員開(kāi)展了擊劍項(xiàng)目的系列研究，形成了高校科研人員服務(wù)高水平運(yùn)動(dòng)隊(duì)的新模式。擊劍項(xiàng)目示范性地開(kāi)展了對(duì)國(guó)家擊劍隊(duì)的科研服務(wù)，開(kāi)發(fā)了擊劍項(xiàng)目臨場(chǎng)技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)采集軟件、離線決策支持系統(tǒng)等，為國(guó)家隊(duì)訓(xùn)練與比賽發(fā)揮了重要科研保障作用。在開(kāi)展科研項(xiàng)目的過(guò)程中，形成了數(shù)量可觀的擊劍項(xiàng)目技戰(zhàn)術(shù)分析數(shù)據(jù)、訓(xùn)練監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)和文獻(xiàn)資料等。在奧運(yùn)會(huì)結(jié)束后，這些技術(shù)資料如何服務(wù)教學(xué)和學(xué)校運(yùn)動(dòng)隊(duì)訓(xùn)練成為了科研人員新的課題，從海量的技術(shù)數(shù)據(jù)中有效地挖掘技戰(zhàn)術(shù)知識(shí)成為課題組成員新的研究重點(diǎn)?；谏鲜鲂枨?，課題組依托擊劍比賽技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)、優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員信息庫(kù)、訓(xùn)練質(zhì)量監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，采用數(shù)據(jù)挖掘和決策支持技術(shù)構(gòu)建了擊劍項(xiàng)目知識(shí)庫(kù)，力求為擊劍教學(xué)和訓(xùn)練提供必要的知識(shí)支撐。

2、成果研究?jī)?nèi)容

奧運(yùn)競(jìng)技體育項(xiàng)目網(wǎng)絡(luò)信息平臺(tái)在體育運(yùn)動(dòng)研究中有著廣泛的應(yīng)用。隨著體育事業(yè)的發(fā)展，體育項(xiàng)目的資源不斷增加。由于資源格式多樣，表示不統(tǒng)一，存儲(chǔ)的分布性，建立一個(gè)基于Web服務(wù)的資源統(tǒng)一檢索平臺(tái)和基于本體語(yǔ)義的技戰(zhàn)術(shù)分析知識(shí)庫(kù)有著重要意義和實(shí)用價(jià)值。

Web服務(wù)是一項(xiàng)新興的技術(shù)，具有跨語(yǔ)言、跨平臺(tái)、簡(jiǎn)單、高效、可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)，適用于系統(tǒng)集成以及跨平臺(tái)數(shù)據(jù)通信等工作。本課題在研究當(dāng)前異構(gòu)數(shù)據(jù)源統(tǒng)一檢索技術(shù)的基礎(chǔ)上，充分利用Web服務(wù)機(jī)制的封裝性、松散耦合、使用協(xié)議的規(guī)范性、高度可集成能力的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)數(shù)據(jù)源檢索接口的透明集成；采用Web服務(wù)架構(gòu)，設(shè)計(jì)一個(gè)異構(gòu)數(shù)據(jù)源統(tǒng)一檢索系統(tǒng)。

Web服務(wù)的主要目標(biāo)是通過(guò)使用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，能夠統(tǒng)一封裝數(shù)據(jù)、消息、行為等，無(wú)需考慮具體應(yīng)用環(huán)境，讓不同系統(tǒng)跨躍平臺(tái)，進(jìn)行無(wú)縫通信。

擊劍項(xiàng)目知識(shí)庫(kù)以賽事、技戰(zhàn)術(shù)分析、媒體網(wǎng)站、專項(xiàng)資料庫(kù)四個(gè)中心構(gòu)建信息庫(kù)，分別提供運(yùn)動(dòng)員和教練員賽事的信息更新和查詢、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(xiàng)資料的查詢和更新。四個(gè)庫(kù)之間相互獨(dú)立又相互耦合。

用戶可以方便地獲取所需要的比賽、訓(xùn)練或者相關(guān)信息；教練員和運(yùn)動(dòng)員能夠在已建立數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相關(guān)評(píng)論和補(bǔ)充。系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上運(yùn)行，可以提供數(shù)據(jù)的快速查詢，還提供對(duì)視頻、圖片、文檔等多媒體格式的瀏覽和下載功能。

3、成果主要功能和技術(shù)特點(diǎn)

系統(tǒng)采用BS架構(gòu)設(shè)計(jì)，服務(wù)器設(shè)在實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)來(lái)獲取相關(guān)信息；提供給教師和學(xué)生來(lái)使用，界面簡(jiǎn)潔高效。

系統(tǒng)分為前臺(tái)和后臺(tái)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，前臺(tái)提供給用戶使用，操作簡(jiǎn)便，后臺(tái)供管理人員或數(shù)據(jù)更新人員使用，提供相關(guān)的錄入功能。

4、成果系統(tǒng)功能模塊

4.1、賽事信息管理

按時(shí)間先后來(lái)管理各項(xiàng)賽事，查詢按：（1）劍種（男花個(gè)人、男花團(tuán)體、女花個(gè)人、女花團(tuán)體、男佩個(gè)人、男佩團(tuán)體、女佩個(gè)人、女佩團(tuán)體、男重個(gè)人、男重團(tuán)體、女重個(gè)人、女重團(tuán)體）。（2）個(gè)人賽姓名、團(tuán)體賽隊(duì)名。（3）賽事名稱（奧運(yùn)會(huì)、世錦賽、世界杯、亞運(yùn)會(huì)、亞錦賽、大運(yùn)會(huì)）。（4）時(shí)間、地點(diǎn)（國(guó)家、城市）。（圖1）

下圖所示為根據(jù)用戶要求檢索到的比賽視頻播放窗口，左側(cè)為檢索選項(xiàng)，右側(cè)為基于windows流媒體服務(wù)器的視頻播放插件，在播放的同時(shí)可以對(duì)視頻進(jìn)行播放、停止、暫停等操作。（圖2）

圖1 賽事信息管理

圖2 錄像檢索界面

圖3 技戰(zhàn)術(shù)分析管理

4.2、技戰(zhàn)術(shù)分析管理

詳細(xì)的技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)來(lái)源于現(xiàn)有的技戰(zhàn)術(shù)分析ppt和采集數(shù)據(jù)庫(kù)。查詢按：（1）劍種（男花個(gè)人、男花團(tuán)體、女花個(gè)人、女花團(tuán)體、男佩個(gè)人、男佩團(tuán)體、女佩個(gè)人、女佩團(tuán)體、男重個(gè)人、男重團(tuán)體、女重個(gè)人、女重團(tuán)體）。（2）個(gè)人賽姓名、團(tuán)體賽隊(duì)名。（3）賽事名稱（奧運(yùn)會(huì)、世錦賽、世界杯、亞運(yùn)會(huì)、亞錦賽、大運(yùn)會(huì)）。（4）時(shí)間、地點(diǎn)（國(guó)家、城市）。（圖3）

下圖所示為檢索的多媒體技戰(zhàn)術(shù)ppt，窗口左側(cè)為技戰(zhàn)術(shù)分析的檢索選項(xiàng)，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(yè)面跳轉(zhuǎn)、窗口縮放、視頻連接等操作。（圖4）

4.3、媒體網(wǎng)站管理

通過(guò)訪問(wèn)網(wǎng)站所得到的信息能夠下載并保存在指定的文件。（圖5）

網(wǎng)站主要包括：（1）國(guó)際劍聯(lián)網(wǎng)（主要用于查詢國(guó)際比賽信息、運(yùn)動(dòng)員比賽成績(jī)、運(yùn)動(dòng)員積分、運(yùn)動(dòng)員基本信息等）。（2）中國(guó)擊劍協(xié)會(huì)網(wǎng)(主要用于查詢國(guó)內(nèi)比賽信息）。（3）新浪網(wǎng)（主要用于查詢優(yōu)秀擊劍運(yùn)動(dòng)員的基本信息）。（4）搜狐網(wǎng)（主要用于查詢對(duì)擊劍比賽和運(yùn)動(dòng)員的評(píng)述）。

圖5 媒體網(wǎng)站管理

下圖所示為檢索到的部分網(wǎng)站信息，該窗口列舉了常用的關(guān)于擊劍項(xiàng)目的網(wǎng)站，其中在鏈接到國(guó)外網(wǎng)站時(shí)，還可以提供頁(yè)面信息自動(dòng)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(yùn)動(dòng)員動(dòng)態(tài)信息等。（圖6-9）

圖6 國(guó)際劍聯(lián)網(wǎng)站運(yùn)動(dòng)員比賽成績(jī)界面

圖7 中國(guó)擊劍協(xié)會(huì)網(wǎng)站主頁(yè)界面

圖8 新浪網(wǎng)站擊劍主頁(yè)界面

圖9 搜狐網(wǎng)站擊劍主頁(yè)界面

4.4、專項(xiàng)資料庫(kù)管理

文獻(xiàn)資料庫(kù)（管理?yè)魟蒲泻蛯W(xué)習(xí)的相關(guān)電子文獻(xiàn)和書籍等）。（圖10）

查詢內(nèi)容：1.論文：分為：技戰(zhàn)術(shù)、訓(xùn)練、計(jì)算機(jī)、生理生化、選材、心理、碩博論文、理論研究、損傷營(yíng)養(yǎng)、其它。

2.書籍：分為：基礎(chǔ)理論、專項(xiàng)理論、自傳書籍。

3.賽事：分為：國(guó)際賽事、國(guó)內(nèi)賽事。

4.訓(xùn)練：分為：訓(xùn)練計(jì)劃、訓(xùn)練計(jì)劃知識(shí)庫(kù)。

下圖所示為文獻(xiàn)檢索的結(jié)果窗口，左側(cè)用于選擇文獻(xiàn)的類型，右側(cè)為文獻(xiàn)的列表，知識(shí)庫(kù)支持.doc， .pdf，. caj等常見(jiàn)的文檔格式，客戶機(jī)上安裝了相應(yīng)軟件可以方便地進(jìn)行閱讀。（圖11）

圖10 文獻(xiàn)資料管理界面

圖11 文獻(xiàn)檢索結(jié)果界面

圖12 文獻(xiàn)閱讀界面

4.5、系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

圖13 管理員平臺(tái)登錄界面

圖14 平臺(tái)搜索接口

系統(tǒng)采用BS架構(gòu)設(shè)計(jì)，服務(wù)器設(shè)在實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)遠(yuǎn)程訪問(wèn)來(lái)獲取相關(guān)信息；由于是提供給教師和學(xué)生來(lái)使用，所以力求界面簡(jiǎn)潔高效，例如可以采用類似谷歌或百度的界面進(jìn)行全站搜索。系統(tǒng)分為前臺(tái)和后臺(tái)分別進(jìn)行設(shè)計(jì)，前臺(tái)提供給用戶使用，力求簡(jiǎn)潔，后臺(tái)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(lái)源于相關(guān)網(wǎng)站及既有數(shù)據(jù)庫(kù)，所以系統(tǒng)需提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的搜索、分析和錄入功能，還需兼容現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫(kù)，提供對(duì)已采集數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能。（圖13）

下圖所示為系統(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(xiàng)資料庫(kù)和媒體網(wǎng)站四個(gè)接口，點(diǎn)擊相應(yīng)的連接可以進(jìn)入。（圖14）

5、成果應(yīng)用及效果

充分發(fā)揮國(guó)家隊(duì)與體育院校人力資源與技術(shù)資源優(yōu)勢(shì)，開(kāi)展了卓有成效的課題研究。擊劍項(xiàng)目知識(shí)庫(kù)經(jīng)過(guò)近幾年的調(diào)試、修改，現(xiàn)已提供給體院教師、研究生、本科生使用，賽事信息共收入了個(gè)人賽688場(chǎng)比賽錄像、團(tuán)體賽246場(chǎng)比賽錄像；技戰(zhàn)術(shù)分析信息共收入78人次、68個(gè)隊(duì)的技戰(zhàn)術(shù)分析資料；擊劍專項(xiàng)資料庫(kù)共收入876篇文獻(xiàn)、著作、教材等 。

5.1、基于知識(shí)庫(kù)的主要對(duì)手技戰(zhàn)術(shù)分析

利用知識(shí)庫(kù)和多媒體技術(shù)，對(duì)我國(guó)擊劍對(duì)主要對(duì)手的技戰(zhàn)術(shù)特征進(jìn)行系統(tǒng)的分析，為國(guó)家擊劍隊(duì)備戰(zhàn)世錦賽、奧運(yùn)會(huì)和制定克敵制勝的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)提供科技支持，使教練員和運(yùn)動(dòng)員在比賽中能做到知己知彼，揚(yáng)長(zhǎng)避短。表1為利用知識(shí)庫(kù)制作的2016里約奧運(yùn)會(huì)男子花劍主要對(duì)手技戰(zhàn)術(shù)分析。

表1 2016里約奧運(yùn)會(huì)男子花劍我國(guó)主要運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外主要對(duì)手技戰(zhàn)術(shù)分析

5.2、知識(shí)庫(kù)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用

擊劍比賽技戰(zhàn)術(shù)知識(shí)庫(kù)開(kāi)發(fā)了集成的搜索引擎，可以為學(xué)生提供技戰(zhàn)術(shù)案例、比賽錄像、相關(guān)參考文獻(xiàn)的知識(shí)查詢與數(shù)據(jù)挖掘。軟件至2010-2017年應(yīng)用于學(xué)生《現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用》、《擊劍訓(xùn)練理論與方法》等課程的學(xué)習(xí)，為學(xué)生提供了生動(dòng)詳實(shí)的第一手案例，提高了學(xué)習(xí)的效果和效率。表2為學(xué)生使用知識(shí)庫(kù)的情況。

表2 2010-2017體教運(yùn)訓(xùn)專業(yè)學(xué)生知識(shí)庫(kù)使用情況

5.3、知識(shí)庫(kù)在科研、論文中的應(yīng)用

知識(shí)庫(kù)可以提供給教師、學(xué)生最新的技戰(zhàn)術(shù)分析案例、比賽錄像、相關(guān)參考文獻(xiàn)等。為教師、研究生、本科生的科研研究、撰寫學(xué)術(shù)論文、畢業(yè)論文等提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。表3為教師、研究生、本科生利用知識(shí)庫(kù)進(jìn)行科研情況。

表3 2010-2017教師、研究生、本科生利用知識(shí)庫(kù)進(jìn)行科研、論文情況

6、成果應(yīng)用前景

擊劍項(xiàng)目知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建基于web架構(gòu)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的健壯性和魯棒性已經(jīng)在系統(tǒng)的初步應(yīng)用中得到了應(yīng)用。從系統(tǒng)在服務(wù)器運(yùn)行的情況看比較穩(wěn)定。知識(shí)庫(kù)發(fā)揮巨大作用的前提是海量數(shù)據(jù)中的知識(shí)提取。系統(tǒng)正在逐步增加各大賽事的比賽數(shù)據(jù)和優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)。隨著數(shù)據(jù)的逐步累積與系統(tǒng)的逐步完善，系統(tǒng)必將為教學(xué)、訓(xùn)練、科研等方面發(fā)揮更大的作用。

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