謝震業(yè)與世界優(yōu)秀100m運(yùn)動(dòng)員步頻節(jié)奏比較研究

王 相，戴 勇

作者單位：山東師范大學(xué)體育學(xué)院，山東 濟(jì)南 250014

前言

謝震業(yè)作為第十三屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)男子100m、200m短跑新科的狀元，在經(jīng)過(guò)多次大賽的歷煉，已成為中國(guó)田徑新的希望之星，是繼張培萌、蘇炳添之后，第3位最有希望突破10s大關(guān)的中國(guó)男子短跑運(yùn)動(dòng)員。本文通過(guò)對(duì)近幾年現(xiàn)場(chǎng)采集到的謝震業(yè)的比賽錄像資料、數(shù)據(jù)進(jìn)行跟蹤研究，旨在從謝震業(yè)成績(jī)提高時(shí)的步頻節(jié)奏變化入手，通過(guò)與當(dāng)今世界優(yōu)秀100m運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行對(duì)比，尋找其成績(jī)提高的內(nèi)在原因以及與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員差距所在，為謝震業(yè)和該項(xiàng)目今后訓(xùn)練提供新的理論導(dǎo)向與參考依據(jù)。

1 研究對(duì)象

本文選取了國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在2016年國(guó)際田聯(lián)世界田徑挑戰(zhàn)賽北京站男子100m比賽、2016年里約奧運(yùn)會(huì)男子100m預(yù)賽、第十三屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)會(huì)男子100m決賽的數(shù)據(jù)資料為依據(jù)，以謝震業(yè)和世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員在比賽中所表現(xiàn)出的步頻節(jié)奏變化規(guī)律為主要研究對(duì)象。

2 研究方法

2.1 文獻(xiàn)資料研究

通過(guò)CNKI中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)查閱短跑相關(guān)的文獻(xiàn)資料及IAAF等官方網(wǎng)站下載相關(guān)比賽成績(jī)、選手信息等資料。

2.2 錄像解析法

采用山東師范大學(xué)體育學(xué)院運(yùn)動(dòng)技能發(fā)展與評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)室的2～4臺(tái)日產(chǎn)JVC牌GC-PX100BAC型高速數(shù)碼攝影機(jī)在比賽現(xiàn)場(chǎng)賽道的兩側(cè)分別進(jìn)行拍攝，拍攝頻率100Hz，避免了運(yùn)動(dòng)員比賽畫面出現(xiàn)相互遮擋的情況；里約奧運(yùn)會(huì)比賽視頻通過(guò)央視高清電視直播拍攝獲得。拍攝的視頻資料經(jīng)格式工廠3.8.0轉(zhuǎn)換為AVI格式，采用視訊錄像解析系統(tǒng)（4.0版本）進(jìn)行錄像分析與數(shù)據(jù)解析，解析精度為1/100s。

2.3 數(shù)據(jù)處理

文獻(xiàn)資料顯示，以往對(duì)100m步頻的研究都為“階段性比較研究”，在反應(yīng)運(yùn)動(dòng)員精確步頻變化上存一定缺陷，所以本文選擇以運(yùn)動(dòng)員在跑動(dòng)過(guò)程中雙腳落點(diǎn)為依據(jù)，選取“2步為1單元”即1個(gè)完整復(fù)步進(jìn)行劃分比較，避免了因?yàn)閮赏攘α炕蚣夹g(shù)的不同而造成的步長(zhǎng)、步頻的差異，使得步頻參數(shù)較以往更加精確與客觀，數(shù)據(jù)采集的可重復(fù)性和應(yīng)用的實(shí)際意義更大。

通過(guò)觀看錄像并分析，通常大多數(shù)運(yùn)動(dòng)員在起跑第1步的步頻受起跑反應(yīng)時(shí)和起跑技術(shù)的影響較大，其可比性不強(qiáng)；全程最后撞線技術(shù)上體前壓時(shí)造成步頻節(jié)奏的特異性，故起跑第1步和最后撞線時(shí)不滿1個(gè)單元的步數(shù)不計(jì)算在步頻之列，如果最后一步數(shù)剛好為完整一單元?jiǎng)t保留。

3 研究結(jié)果與分析

3.1 中外優(yōu)秀100m運(yùn)動(dòng)員步態(tài)類型分析

2016年里約奧運(yùn)會(huì)男子100m決賽不僅囊括了世界短跑領(lǐng)域的眾多佼佼者，這些優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員100m的步頻節(jié)奏也代表了當(dāng)今世界男子短跑的主要技術(shù)潮流。根據(jù)表1可以看出，目前10s以內(nèi)的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員普遍為均衡型跑法，而當(dāng)今國(guó)內(nèi)最優(yōu)秀的3名短跑運(yùn)動(dòng)員均為步頻型跑法。在步數(shù)方面，代表著人類速度極限的牙買加“閃電”博爾特跑完全程僅需41步左右［1］，其中里約奧運(yùn)會(huì)10s以內(nèi)的運(yùn)動(dòng)員跑完全程平均步數(shù)為45.317±2.520步，而中國(guó)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員平均步數(shù)為46.867±1.002步，平均每一步相差0.075m左右。另外在最高步頻能力方面（表2），中國(guó)運(yùn)動(dòng)員已經(jīng)優(yōu)于世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的水平，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員展現(xiàn)出了極強(qiáng)的步頻“優(yōu)勢(shì)”；而從國(guó)外10s以內(nèi)的運(yùn)動(dòng)員步頻節(jié)奏可以看出，其全程相對(duì)復(fù)步步頻并不是很高，在100m跑中所表現(xiàn)出的相對(duì)較低步頻、平緩的步頻變化，與我國(guó)高步頻、大起伏的步頻變化呈現(xiàn)鮮明對(duì)比。根據(jù)目前世界優(yōu)秀短跑運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)分析可知，步長(zhǎng)對(duì)于速度的貢獻(xiàn)率要大于步頻［2］，以大步幅、低步頻為技術(shù)特點(diǎn)的均衡型、步長(zhǎng)型運(yùn)動(dòng)員平均成績(jī)明顯好于高步頻、小步幅的步頻型運(yùn)動(dòng)員。

該現(xiàn)象反映出，目前世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)與步頻的發(fā)展較為平衡，而國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)員雖然在步頻方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但這種步頻優(yōu)勢(shì)是以犧牲步長(zhǎng)為代價(jià)的，造成步長(zhǎng)劣勢(shì)較為明顯，就客觀成績(jī)而言，我國(guó)運(yùn)動(dòng)員與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員還是有一定的差距，說(shuō)明想要繼續(xù)通過(guò)極致發(fā)揮個(gè)人特點(diǎn)的高步頻訓(xùn)練來(lái)提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)是很難再有突破的。步頻與步幅是一對(duì)相互制約但又相互協(xié)調(diào)的矛盾體，如果過(guò)分單純強(qiáng)調(diào)某一優(yōu)勢(shì)而非均衡發(fā)展，是難以獲得跑速最大限度提高的。

表1 運(yùn)動(dòng)員步頻指數(shù)與步長(zhǎng)指數(shù)

3.2 謝震業(yè)近年來(lái)步頻節(jié)奏變化分析

通過(guò)對(duì)近兩年來(lái)謝震業(yè)比賽數(shù)據(jù)的跟蹤采集與解析，繪制了其歷次取得最好成績(jī)時(shí)的復(fù)步步頻曲線圖（見圖1），可以更加直觀地看出謝震業(yè)步頻發(fā)展趨勢(shì)與變化。謝震業(yè)途中跑步頻銜接較為平滑，不止一次達(dá)到個(gè)人最高步頻狀態(tài)，全程復(fù)步步頻均呈現(xiàn)向右傾斜的“M”狀，在100m全程中跑法表現(xiàn)為起跑后的步頻加速～途中保持～下降～再加頻～再下降的全程步頻節(jié)奏。

圖1 謝震業(yè)創(chuàng)造個(gè)人最好成績(jī)時(shí)步頻變化情況曲線圖

在短跑技術(shù)層面中，步頻和步長(zhǎng)的優(yōu)化組合方式有5種類型：步頻與步長(zhǎng)同時(shí)提高；在步頻保持不變的情況下提高步長(zhǎng)；在步長(zhǎng)保持不變的情況下提高步頻；在提高步頻的過(guò)程中適當(dāng)減少步長(zhǎng)；在提高步長(zhǎng)的過(guò)程中適當(dāng)減少步頻［3］。由表1、2可見，謝震業(yè)在2016年國(guó)際田聯(lián)挑戰(zhàn)賽的10.12s和里約奧運(yùn)會(huì)預(yù)賽的10.08s兩次創(chuàng)造個(gè)人最好成績(jī)時(shí)的步頻情況來(lái)看，其全程相對(duì)復(fù)步步頻與最高步頻均有了一定的提高，其中全程最低步頻的提高最為明顯，由之前的3.846步/s提高至4.348步/s，表現(xiàn)為適當(dāng)減小步長(zhǎng)、增加步頻來(lái)提高成績(jī)。而在2017年天津全運(yùn)會(huì)決賽以10.04s再次刷新個(gè)人pb時(shí)，其全程步數(shù)由46.9步，逐漸降低為46.1步，表現(xiàn)為途中跑銜接的更加流暢，此時(shí)跑法表現(xiàn)為通過(guò)保持自身最高步頻5.128步/s不變的情況下，適當(dāng)降低平均步頻，增加步長(zhǎng)再次提高成績(jī)。相對(duì)于謝震業(yè)之前步頻與步長(zhǎng)發(fā)展不平衡的現(xiàn)象看來(lái)，其在天津全運(yùn)會(huì)決賽時(shí)所采用的就是按照適當(dāng)降低步頻、提高步長(zhǎng)的模式來(lái)創(chuàng)造歷史最好成績(jī)，這對(duì)于今后訓(xùn)練方向而言，是一個(gè)良好的發(fā)展趨勢(shì)。

3.3 謝震業(yè)與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員步頻節(jié)奏比較分析

3.3.1 最高步頻、步頻變異系數(shù)等參數(shù)比較

選擇運(yùn)動(dòng)員個(gè)人最好成績(jī)時(shí)的步頻變化特征，與優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行對(duì)比，對(duì)于把握個(gè)人適宜步頻規(guī)律，進(jìn)一步提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)提供可靠依據(jù)。通過(guò)表2對(duì)比可知，謝震業(yè)創(chuàng)造個(gè)人最好成績(jī)時(shí)最高步頻為5.128步/s，而世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員最高步頻均值僅為4.990步/s，兩者差值率為2.691%；在步長(zhǎng)方面，謝震業(yè)平均步長(zhǎng)僅為2.169m/步，低于世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員均值的2.231m/步，兩者差值率為2.779%。這一高一低體現(xiàn)出，謝震業(yè)最高步頻能力已經(jīng)達(dá)到了世界較高水平，但其步長(zhǎng)較世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員還有一定的差距，如果能在擁有較高步頻儲(chǔ)備的前提下，通過(guò)適當(dāng)降低步頻、增加步長(zhǎng)，選擇最大步長(zhǎng)與次最高步頻結(jié)合的跑法，更有利于實(shí)現(xiàn)新的突破。

圖2 謝震業(yè)與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員均值比較

步頻變異系數(shù)反映了步頻變化的離散程度，步頻變異系數(shù)越小，反映出了運(yùn)動(dòng)員在比賽中保持步頻平穩(wěn)的能力越強(qiáng)。由于重大比賽時(shí)運(yùn)動(dòng)員心理應(yīng)激與相對(duì)喚醒水平都較高，世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員步頻變化表現(xiàn)為平穩(wěn)漸進(jìn)的，更多的依賴于步長(zhǎng)的增加取得優(yōu)異的成績(jī)，而國(guó)內(nèi)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員普遍最高步頻下降率和變異系數(shù)較世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員均值較高，其中謝震業(yè)取得最好成時(shí)的步頻變異系數(shù)和最高步頻下降率顯著高于世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（如圖2所示）。謝震業(yè)在最近一次刷新個(gè)人最好成績(jī)時(shí)，最高步頻下降率竟達(dá)到23.529%，而國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員該值最高僅為15.560%，兩者相差7.969%之多（見表2）。如此大幅度的步頻波動(dòng)必然導(dǎo)致體內(nèi)能耗的增大［4］，過(guò)分追求高步頻的經(jīng)濟(jì)性與實(shí)效性并非理想的組合方式，過(guò)大的步頻波動(dòng)變化是影響其成績(jī)進(jìn)一步提高的一個(gè)重要因素。

3.3.2 全程步頻區(qū)間對(duì)比分析

由于最高步頻在100m中出現(xiàn)短暫，所以保持亞極限步頻的能力成為衡量短跑運(yùn)動(dòng)員步頻節(jié)奏的另一個(gè)重要指標(biāo)。現(xiàn)選取選手最高步頻的97%作為亞極限步頻指標(biāo)進(jìn)行對(duì)比，其中謝震業(yè)與阿卡尼兩人同為高步頻型跑法（表1、3），但阿卡尼在100m全程比賽中保持亞極限步頻的單元高達(dá)13個(gè)，而謝震業(yè)僅有6個(gè)。另外梅特、布雷克等均衡型運(yùn)動(dòng)員雖然最高步頻較謝震業(yè)低，但卻在相對(duì)步頻保持上較謝震業(yè)優(yōu)秀。綜合說(shuō)明了，并非運(yùn)動(dòng)員在途中跑時(shí)最高步頻越高，就說(shuō)明其擁有在步頻方面的“相對(duì)優(yōu)勢(shì)”。運(yùn)動(dòng)員在步頻能力方面的相對(duì)優(yōu)勢(shì)應(yīng)該從擁有的“最高步頻”以及“保持亞極限步頻能力”兩方面同時(shí)考慮。在提高步頻這一核心變量的過(guò)程中，如果沒(méi)有將提高保持較高步頻的能力為前提，那么過(guò)高的最高步頻（短暫出現(xiàn)）造成的能量消耗會(huì)影響體內(nèi)能量供應(yīng)的效率。

表2 國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員步頻參數(shù)對(duì)比

表3 最高步頻及亞極限步頻情況對(duì)比

3.3.3 起跑加速與沖刺階段步頻變化情況比較

根據(jù)數(shù)據(jù)樣本的觀測(cè)，本文將運(yùn)動(dòng)員起跑后的前3單元（2～7步）定義為起跑加速階段。根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)可以看出，多數(shù)世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員一般在23單元（46～47步）以內(nèi)跑完全程，但具體運(yùn)動(dòng)員步數(shù)會(huì)或多或少有差異。為盡量減小相關(guān)樣本比較時(shí)的差異，所以現(xiàn)選取運(yùn)動(dòng)員全程步頻的最后3個(gè)單元本文定義為沖刺跑階段步頻進(jìn)行比較。

圖3 起跑加速、沖刺階段相對(duì)步頻變化情況對(duì)比

通過(guò)對(duì)比決賽10s以內(nèi)選手起跑與沖刺階段情況（圖3）可以看出，國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員普遍有著起跑階段步頻初始點(diǎn)高，步頻上升至最高步頻時(shí)變化波動(dòng)較小，后程步頻下降幅度小的步頻整體變化特征；而謝震業(yè)雖然平均步頻與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員基本持平，但其起跑與沖刺階段步頻變化波動(dòng)較大，表現(xiàn)出起跑階段起始步頻較低，沖刺步頻下降較快的特點(diǎn)。由于人體的加速運(yùn)動(dòng)與能量消耗密切相關(guān)，隨著人體運(yùn)動(dòng)的加速度越大，需要消耗的能量越多［5］。其中過(guò)大的起跑伊始步頻節(jié)奏變化易使體內(nèi)磷酸肌酸等能源物質(zhì)的提前過(guò)度消耗，不利于全程步頻的合理配置［6］。這反映出，我國(guó)短跑運(yùn)動(dòng)員雖然在前半程還能領(lǐng)先或者與世界頂尖選手并駕齊驅(qū)，但卻最后屢被反超的主要原因之一。

4 結(jié)論

4.1 謝震業(yè)近年來(lái)成績(jī)逐步提高并呈現(xiàn)出步頻型跑法趨勢(shì)，雖然最高步頻較以往有了很大提高，但與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的主要差距還是表現(xiàn)在于步長(zhǎng)不足。

4.2 在體現(xiàn)步頻能力的兩個(gè)主要方面的最高步頻上，謝震業(yè)目前具有一定的優(yōu)勢(shì)，而體現(xiàn)步頻能力的另一方面保持亞極限步頻的能力與世界優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員差距明顯。

4.3 相對(duì)其他優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員而言，謝震業(yè)100m全程步頻變化特征有著起跑階段步頻過(guò)低、沖刺階段步頻下降過(guò)大的問(wèn)題，表現(xiàn)為全程步頻波動(dòng)過(guò)大，不利于發(fā)揮步頻能力的最佳效益。