基于UWB的校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用研究

李國(guó)民,張 新

(浙江理工大學(xué) 體育教研部,浙江 杭州 310018)

0 前 言

2015年3月，國(guó)務(wù)院發(fā)布《中國(guó)足球改革總體方案》，對(duì)我國(guó)足球改革發(fā)展進(jìn)行了頂層設(shè)計(jì)和戰(zhàn)略部署，同時(shí)將校園足球活動(dòng)上升至國(guó)家戰(zhàn)略層面?！吨袊?guó)足球中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃( 2016-2050年)》強(qiáng)調(diào)：“推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與足球產(chǎn)業(yè)深度融合，重點(diǎn)引入移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)與新業(yè)態(tài)，促進(jìn)足球運(yùn)動(dòng)多點(diǎn)創(chuàng)新”。由此可見，利用科學(xué)技術(shù)推動(dòng)校園足球發(fā)展已成為重要手段和校園足球工作者的研究熱點(diǎn)。

準(zhǔn)確掌握足球運(yùn)動(dòng)特征和訓(xùn)練規(guī)律是進(jìn)行科學(xué)訓(xùn)練的前提條件，只有全面、深入地認(rèn)識(shí)和了解足球運(yùn)動(dòng)特征，才能做到準(zhǔn)確地選擇與足球?qū)ｍ?xiàng)相符合的訓(xùn)練內(nèi)容、手段及制定相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)負(fù)荷方案，從而有效地組織足球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練活動(dòng)。我國(guó)學(xué)者徐本力認(rèn)為：運(yùn)動(dòng)負(fù)荷是指有機(jī)體在承受一定的外部負(fù)荷時(shí)，在生理和心理方面所反應(yīng)出來(lái)的內(nèi)部負(fù)荷的程度[1]。由此可見，運(yùn)動(dòng)負(fù)荷由外部負(fù)荷和內(nèi)部負(fù)荷組成。根據(jù)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷產(chǎn)生的場(chǎng)景，可以分為訓(xùn)練負(fù)荷和比賽負(fù)荷。足球比賽負(fù)荷是足球項(xiàng)目的一個(gè)重要特征，對(duì)足球比賽負(fù)荷的充分認(rèn)識(shí)能真正了解比賽對(duì)運(yùn)動(dòng)員所提出的負(fù)荷需求，指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中的負(fù)荷強(qiáng)度、負(fù)荷量、訓(xùn)練方法、訓(xùn)練手段、訓(xùn)練內(nèi)容的設(shè)計(jì)與安排等，使足球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練建立在科學(xué)需求的基礎(chǔ)上，減少訓(xùn)練的隨意性和盲目性，提高訓(xùn)練的針對(duì)性和專項(xiàng)性，提高訓(xùn)練的科學(xué)化水平。已有學(xué)者對(duì)足球訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控進(jìn)行了相關(guān)研究，如王晨等[2]，本研究?jī)?nèi)容為足球比賽負(fù)荷：外部負(fù)荷主要從次數(shù)、時(shí)間、距離、速度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)；內(nèi)部負(fù)荷主要從心率這個(gè)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

本研究基于UWB技術(shù)，在足球場(chǎng)地四周架設(shè)6個(gè)位置固定的定位基站，運(yùn)動(dòng)員采用腕帶方式佩戴定位標(biāo)簽，臂帶方式佩戴光電心率表，通過(guò)AOA定位技術(shù)算法對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，獲取運(yùn)動(dòng)員位置信息，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員比賽時(shí)的速度、距離、沖刺次數(shù)以及心率變化等數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)動(dòng)員比賽負(fù)荷實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)作用，為制定科學(xué)的訓(xùn)練計(jì)劃提供依據(jù)。

1 研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

基于自主研發(fā)的基于UWB的校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，以高校男子足球運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，并在校園足球教學(xué)比賽中進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。

1.2.1 文獻(xiàn)資料法。通過(guò)以“UWB”、“校園足球”、“運(yùn)動(dòng)負(fù)荷”、“監(jiān)測(cè)系統(tǒng)”為關(guān)鍵詞，在中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)(CNKI)數(shù)據(jù)庫(kù)檢索所得的50余篇文獻(xiàn)進(jìn)行深入分析，為本研究提供理論基礎(chǔ)和實(shí)證參考。

1.2.2 軟件工程法。通過(guò)UWB技術(shù)及光電心率表相結(jié)合的解決方案來(lái)實(shí)現(xiàn)校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。所需硬件設(shè)備：南京沃旭科技有限公司生產(chǎn)的超寬帶設(shè)備、定位標(biāo)簽以及芬蘭生產(chǎn)的Polar光電心率表。定位系統(tǒng)通過(guò)在足球場(chǎng)四周架設(shè)6個(gè)基站，實(shí)現(xiàn)30cm以內(nèi)的實(shí)時(shí)定位精度；定位標(biāo)簽頻率設(shè)置為10HZ。心率采集佩戴方式為臂帶，在比賽結(jié)束后用藍(lán)牙連接方式將數(shù)據(jù)上傳至服務(wù)器，通過(guò)相關(guān)軟件的處理，完成數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)和分析。以操作系統(tǒng)"Windows"為系統(tǒng)操作平臺(tái),以矢量化圖形技術(shù)為技術(shù)點(diǎn),提供給教練員以可視化的操作界面,使用Microsoft Visual Studio.net作為開發(fā)工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法。采用SPSS20.0 統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

2 系統(tǒng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)

2.1 跑動(dòng)距離：球員在上場(chǎng)時(shí)間內(nèi)在場(chǎng)上跑動(dòng)距離之和；

2.2 高速跑動(dòng)距離：球員在上場(chǎng)時(shí)間內(nèi)速度達(dá)到高速跑的跑動(dòng)距離之和；

2.3 有效跑動(dòng)距離：球員在上場(chǎng)時(shí)間內(nèi)速度達(dá)到中速跑及以上跑動(dòng)距離之和；

《背影》是朱自清先生寫于1925年的一篇回憶性散文，講述了普通小人物的平凡小事。文章以“我”的視野記錄了1917年離開南京前往北京大學(xué)求學(xué)，父子二人車站送別的情景。在人物描寫方面本文不同于一般的抒情散文，它沒有做過(guò)多的人物神情、心理、外貌的描寫，而是細(xì)致刻畫了父親的“背影”。對(duì)于《背影》這一經(jīng)典敘事性散文的研究，大致分為兩種類型：一種是從文本解讀的角度分析課文的主題、情感、人物形象等內(nèi)容，《背影》隨著時(shí)代的變遷，人們對(duì)其主題的解讀也是日漸不同。另一種則是從課堂教學(xué)的角度探討教學(xué)技巧，教學(xué)方式，研究課堂實(shí)錄。本文主要研究黃厚江《背影》的課堂實(shí)錄，對(duì)他的教學(xué)語(yǔ)言風(fēng)格做一個(gè)解析。

2.4 高速跑動(dòng)次數(shù)：球員的跑動(dòng)達(dá)到高速跑范圍并且持續(xù)0.6s以上計(jì)做一次高速跑動(dòng)；

2.5 沖刺跑動(dòng)距離：球員在上場(chǎng)時(shí)間內(nèi)速度達(dá)到?jīng)_刺跑的跑動(dòng)距離之和；

2.6 沖刺跑動(dòng)次數(shù)：球員的跑動(dòng)速度達(dá)到?jīng)_刺跑范圍并且持續(xù)0.6s以上計(jì)做一次高速跑動(dòng)；

2.7 高強(qiáng)度跑動(dòng)次數(shù)：球員的跑動(dòng)速度達(dá)到高速跑并且持續(xù)0.6s以上計(jì)做一次高強(qiáng)度跑動(dòng)，即高速跑動(dòng)次數(shù)和沖刺跑動(dòng)次數(shù)之和；

2.8 高強(qiáng)度跑平均間歇時(shí)間：將沖刺跑和高速跑都定義為高強(qiáng)度跑，計(jì)算每?jī)纱胃邚?qiáng)度跑的間歇時(shí)長(zhǎng)，累計(jì)間歇時(shí)長(zhǎng)/間歇次數(shù)即為高強(qiáng)度跑平均間歇時(shí)間；

2.9 跑動(dòng)速度：本研究根據(jù)丹麥著名學(xué)者Bangsbo[3]對(duì)足球比賽中跑動(dòng)形式的劃分以及速度區(qū)間制定的思路，同時(shí)借簽后續(xù)研究者的研究結(jié)果，結(jié)合校園足球特點(diǎn)，對(duì)跑動(dòng)速度區(qū)間做如下劃分：①走或站立(0.0m/s≤V<1.2m/s)；②慢跑(1.2m/s≤V<2.4m/s)；③低速跑(2.4m/s≤V<4m/s)；④中速跑(4m/s≤V<5.5m/s)；⑤高速跑(5.5m/s≤V<7m/s)；⑥沖刺跑(7m/s≤V)。

3 研究結(jié)果

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

3.1.1 系統(tǒng)硬件架構(gòu)。超寬帶技術(shù)(Ultra-wideband,簡(jiǎn)稱UWB)是一種不用載波，而采用時(shí)間間隔極小(納秒級(jí))脈沖通訊方式的一種低耗電、高速傳輸?shù)臒o(wú)線個(gè)人局域網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)[4]。2002年2月，美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)首次批準(zhǔn)該技術(shù)應(yīng)用于民用通信，同年4月，將3.1GH至10.6GHz的頻帶免費(fèi)授權(quán)給超寬帶使用。UWB具有非接觸、非視距、功耗低、安全性高、多徑分辨能力強(qiáng)和定位精度高等優(yōu)點(diǎn)[5]。國(guó)內(nèi)在2001年9月初發(fā)布的“十五”國(guó)家863計(jì)劃通信技術(shù)主題研究項(xiàng)目中，首次將“超寬帶無(wú)線通信關(guān)鍵技術(shù)及其共存與兼容技術(shù)”作為無(wú)線通信共性技術(shù)與創(chuàng)新技術(shù)的研究?jī)?nèi)容，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)學(xué)者加強(qiáng)這方面的研究工作[6]。目前，UWB技術(shù)已在校園中長(zhǎng)跑定位跟蹤測(cè)試中得到了應(yīng)用[7]。有學(xué)者使用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)來(lái)測(cè)定運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)距離，但GPS定位系統(tǒng)存在一定的缺點(diǎn)[8]：定位精度較低，3-5m；定位頻率低，為1HZ；低速運(yùn)動(dòng)測(cè)量值不準(zhǔn)確；另外，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員集聚時(shí)會(huì)影響信號(hào)接收等。

校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)硬件主要是由兩個(gè)部分組成：第一部分是定位標(biāo)簽(Tag)和光電心率表。定位標(biāo)簽通過(guò)電池供電，能夠發(fā)射超寬帶信號(hào)，頻率為10HZ，采用腕帶的方式佩戴；光電心率表佩戴要求必須與皮膚接觸，采用臂帶的方式，與定位標(biāo)簽分開佩戴；第二部分是基站(Sensor)，它是固定在已知坐標(biāo)的位置上，能夠接收從定位標(biāo)簽發(fā)送過(guò)來(lái)的UWB信號(hào)?；局g通過(guò)有線的方式連結(jié)組成局域網(wǎng)。各硬件參數(shù)見表1，各硬件外觀見圖1。

表1 系統(tǒng)硬件參數(shù)表

定位標(biāo)簽定位基站光電心率表南京沃旭通訊科技有限公司UT-220-M南京沃旭通訊科技有限公司UA-180O芬蘭POLAR博能心率表polarOH1

圖1系統(tǒng)核心硬件

3.1.2 系統(tǒng)軟件開發(fā)。本系統(tǒng)軟件主要由感知層、傳輸層、服務(wù)層和顯示層四大層級(jí)組成。感知層由定位基站、定位標(biāo)簽以及光電心率表組成，主要用于數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集。定位標(biāo)簽進(jìn)入基站覆蓋范圍內(nèi)時(shí)自動(dòng)登記入網(wǎng)，確定定位標(biāo)簽的配置參數(shù)，并將相關(guān)信息實(shí)時(shí)上傳。傳輸層是定位標(biāo)簽、基站、服務(wù)器與外部網(wǎng)絡(luò)之間的傳輸通道，采用無(wú)線或有線的方式傳輸。服務(wù)層由UWB定位引擎、接口軟件及系統(tǒng)計(jì)算軟件等組成。顯示層由服務(wù)層通過(guò)計(jì)算后實(shí)時(shí)顯示定位標(biāo)簽以及場(chǎng)地等位置信息。顯示層主要通過(guò)移動(dòng)端或PC端來(lái)顯示。

基于UWB的校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件包括主控界面和定位軟件兩部分。主控界面由工具欄、菜單欄、標(biāo)簽欄、監(jiān)控界面和狀態(tài)欄等組成。定位軟件包括了四大模塊：數(shù)據(jù)源設(shè)置、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)庫(kù)管理以及網(wǎng)絡(luò)通訊。軟件開發(fā)環(huán)境主要應(yīng)用Microsoft VisualStudio.net 10版，采用MySql作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，用 VB.NET為軟件開發(fā)語(yǔ)言完成了定位軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

3.1.3 系統(tǒng)定位原理算法。當(dāng)已知坐標(biāo)位置的基站，收到定位標(biāo)簽的UWB信號(hào)后，根據(jù)基站接收標(biāo)簽的時(shí)間信息、角度信息或強(qiáng)度信息等計(jì)算標(biāo)簽的實(shí)時(shí)位置?；精@得UWB信號(hào)主要有3類方法：①利用信號(hào)飛行時(shí)間(TOF)，基站接收定位標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)到達(dá)時(shí)間(TOA)，兩個(gè)基站接收信號(hào)到達(dá)時(shí)間差(TDOA)，獲得時(shí)間信息；②利用基站接收信號(hào)到達(dá)強(qiáng)度(RSSI)，獲得信號(hào)強(qiáng)度信息；③利用基站接收信號(hào)到達(dá)角度(AOA)，獲得角度信息。二維空間定位至少需要2個(gè)基站，三維空間定位至少需要3個(gè)基站。根據(jù)校園足球運(yùn)動(dòng)的實(shí)際情況，只需要獲取運(yùn)動(dòng)員在足球場(chǎng)上的二維空間位置信息即可，考慮到足球場(chǎng)地空間寬廣，基站工作距離有一定的限制，為了能實(shí)現(xiàn)足球場(chǎng)全覆蓋，在足球場(chǎng)四周架設(shè)6個(gè)基站，確保定位標(biāo)簽在足球場(chǎng)范圍內(nèi)能被實(shí)時(shí)定位。由于在足球場(chǎng)地內(nèi)屬于視距傳播，沒有障礙物遮擋，本系統(tǒng)采用接收信號(hào)到達(dá)角度法(AOA)的定位算法來(lái)獲得定位標(biāo)簽的位置信息。

接收信號(hào)到達(dá)角度法(AOA)，利用基站接收信號(hào)到達(dá)角度進(jìn)行定位[9]，基站全方位感知信號(hào)的到達(dá)方向，通過(guò)信號(hào)與基站的相對(duì)角度得出定位標(biāo)簽和基站之間的相對(duì)方位或相對(duì)角度，兩條基站與定位標(biāo)簽徑向連接線的交點(diǎn)為定位標(biāo)簽的位置坐標(biāo)。AOA定位的優(yōu)點(diǎn)是直接測(cè)量信號(hào)的到達(dá)方向角。

在二維空間中，基站坐標(biāo)為：BS1,(x1,y1),BS2,(x2,y2)，定位標(biāo)簽坐標(biāo)為：MS(x,y),定位標(biāo)簽發(fā)出的信號(hào)到BS1、BS2的相對(duì)角度分別為θ1、θ2，則定位標(biāo)簽MS與基站BS1、BS2可以確定兩條方位線，定位標(biāo)簽的位置坐標(biāo)在這兩條方位線的交點(diǎn)處，二維空間AOA定位原理如圖2所示。

3.2系統(tǒng)信度和效度檢驗(yàn)

信度和效度是保障研究質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，本文有必要對(duì)本系統(tǒng)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行信度和效度檢驗(yàn)，以保障研究質(zhì)量。本系統(tǒng)信度是指系統(tǒng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)的可靠程度，它表現(xiàn)為測(cè)試結(jié)果的一致性、再現(xiàn)性和穩(wěn)定性。本研究采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(Intra class Correlation Coefficient，ICC)指標(biāo)來(lái)檢驗(yàn)信度問題， ICC指標(biāo)主要反映了兩組數(shù)據(jù)的一致性程度。本系統(tǒng)效度是指系統(tǒng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)時(shí)所具有的準(zhǔn)確程度，主要關(guān)注系統(tǒng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)之間的偏差。本研究采用相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值的偏離百分比來(lái)檢驗(yàn)效度問題。

圖2 二維空間AOA定位原理

檢驗(yàn)方法是通過(guò)采用同一位運(yùn)動(dòng)員左右手腕分別佩戴一個(gè)定位標(biāo)簽，左右手臂分別佩戴一個(gè)光電心率表，另外在胸前佩戴Polar心率胸帶(Polar心率胸帶的效度已得到廣泛的驗(yàn)證[10])的方式進(jìn)行。將通過(guò)左右手腕標(biāo)簽測(cè)試距離之間比較以及與標(biāo)準(zhǔn)距離的比較，左右手臂光電心率表采集心率之間比較以及與Polar心率胸帶采集的心率進(jìn)行比較分析檢驗(yàn)系統(tǒng)信度和效度問題。鑒于足球運(yùn)動(dòng)員在比賽或訓(xùn)練中多數(shù)是在變速跑的情況下完成各種動(dòng)作，為盡可能模擬本系統(tǒng)在變速跑情況下的設(shè)備采集數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，在測(cè)試時(shí)要求運(yùn)動(dòng)員在足球場(chǎng)上完成“Z”形的40m變速跑動(dòng)測(cè)試，測(cè)試的路線見圖3。其中A點(diǎn)到B點(diǎn)采用低速跑完成，B點(diǎn)到C點(diǎn)采用高速跑完成，C點(diǎn)到D點(diǎn)采用低速跑完成。測(cè)試者為浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)20名運(yùn)動(dòng)員，在做好充分的準(zhǔn)備活動(dòng)后進(jìn)行測(cè)試，每名運(yùn)動(dòng)員測(cè)試1次，測(cè)試者信息見表2。

圖3 信度和效度測(cè)試路徑圖

測(cè)試人數(shù)(n)年齡身高(cm)體重(kg)2019.0±1.6175.7±2.172.0±4.7

表3 UWB距離信度測(cè)試

表4 心率數(shù)據(jù)信度測(cè)試

表5 UWB距離效度測(cè)試

表6 心率效度測(cè)試

從表3可以看出在組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)上，左腕標(biāo)簽與右腕標(biāo)簽采集的總距離、低速跑動(dòng)距離、高速跑動(dòng)距離值在0.90～0.99之間，信度評(píng)價(jià)為非常好。從表4可以看出在組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(ICC)上，左臂心率表與右臂心率表采集的最高心率和平均心率均為0.99，信度評(píng)價(jià)為非常好。從表5可以看出標(biāo)簽采集的總距離、低速跑動(dòng)距離、高速跑動(dòng)距離與標(biāo)準(zhǔn)距離的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值偏高百分比在0.2%～0.7%之間，表現(xiàn)出了較高的效度。從表6可以看出光電心率表與Polar心率胸帶在最高心率和平均心率的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)值偏高百分比在0.4%～0.7%之間，表現(xiàn)出了較高的效度。由此認(rèn)為本系統(tǒng)設(shè)備在不同速度下采集到的距離數(shù)據(jù)和心率數(shù)據(jù)擁有較高信度和效度，可以在校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)中進(jìn)行使用。

4 應(yīng)用分析

足球比賽負(fù)荷反映了比賽的需要，是設(shè)計(jì)科學(xué)訓(xùn)練內(nèi)容的重要參考依據(jù)，也是合理安排訓(xùn)練負(fù)荷的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。足球比賽負(fù)荷同時(shí)也可以反映運(yùn)動(dòng)員在比賽中競(jìng)技能力的表現(xiàn)情況，在實(shí)踐中是教練員對(duì)球員的比賽表現(xiàn)進(jìn)行分析和評(píng)估的重要內(nèi)容和依據(jù)。本系統(tǒng)在浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)備戰(zhàn)2018年浙江省高校校園組A組比賽期間進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用。浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)在校園足球發(fā)展的道路上，秉承“足球是一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)，更是一種精神”的理念，結(jié)合先進(jìn)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用科學(xué)訓(xùn)練的方法，在2018年11月浙江省高校校園組A組比賽中獲得浙江省冠軍?，F(xiàn)選取2018年9月一場(chǎng)足球教學(xué)比賽做案例分析，解析本系統(tǒng)對(duì)足球比賽負(fù)荷的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

4.1球員信息與標(biāo)簽綁定

在比賽開始前，根據(jù)出場(chǎng)隊(duì)員名單，完成隊(duì)員信息與標(biāo)簽及心率表的綁定工作，最終實(shí)現(xiàn)手持終端能實(shí)時(shí)顯示每位球員場(chǎng)上位置，如圖4。

圖4 球員位置實(shí)時(shí)顯示

4.2球員跑動(dòng)和心率數(shù)據(jù)分析

本系統(tǒng)能統(tǒng)計(jì)球員上場(chǎng)比賽時(shí)長(zhǎng)、比賽最高心率、整場(chǎng)平均心率、跑動(dòng)距離、高速跑動(dòng)距離、沖刺跑動(dòng)距離、高強(qiáng)度跑平均間歇等數(shù)據(jù)。在本場(chǎng)教學(xué)比賽中10號(hào)隊(duì)員和42號(hào)隊(duì)員最高心率達(dá)205次，42號(hào)隊(duì)員全場(chǎng)比賽平均心率為181次，全隊(duì)平均心率為171次。有研究顯示，不同年齡段的青少年系列足球比賽中，平均心率大約在164～171次左右，與成人男子足球運(yùn)動(dòng)員的比賽中的平均心率175次基本持平[11]。42號(hào)隊(duì)員在場(chǎng)上位置為右邊前衛(wèi)，參加進(jìn)攻與防守，比賽負(fù)荷較大。上半場(chǎng)全隊(duì)跑動(dòng)距離為47 470m，下半場(chǎng)全隊(duì)跑動(dòng)距離為45 785m，全場(chǎng)全隊(duì)跑動(dòng)距離93 255m，除去守門員的跑動(dòng)距離外，人均跑動(dòng)距離在9 000m左右，7號(hào)隊(duì)員本場(chǎng)教學(xué)比賽跑動(dòng)距離最多，達(dá)到10 348m。有2名隊(duì)員在本次教學(xué)比賽中跑動(dòng)距離超過(guò)10 000m，有2名隊(duì)員跑動(dòng)距離在9 500m以上。成人足球比賽中一名運(yùn)動(dòng)員大概要完成10 000～13 000m的跑動(dòng)距離，浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)跑動(dòng)距離與成人足球隊(duì)的跑動(dòng)距離已相差不多，這說(shuō)明浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)運(yùn)動(dòng)員具有較強(qiáng)的奔跑能力，也是球隊(duì)重點(diǎn)進(jìn)行體能強(qiáng)化訓(xùn)練的結(jié)果。高速跑動(dòng)距離和沖刺跑動(dòng)距離最多者分別是28號(hào)隊(duì)員和10號(hào)隊(duì)員。通過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，浙江理工大學(xué)男子足球隊(duì)的中場(chǎng)隊(duì)員在比賽中跑動(dòng)距離、跑動(dòng)次數(shù)以及平均心率等排在前列，這與其他學(xué)者研究結(jié)果相似。中場(chǎng)隊(duì)員是所有隊(duì)員中跑動(dòng)距離最多的，是球隊(duì)進(jìn)攻的組織發(fā)起者以及防守時(shí)重要區(qū)域的守護(hù)者。在我國(guó)青少年足球比賽中，比賽的跑動(dòng)表現(xiàn)情況并不是影響比賽結(jié)果的關(guān)鍵因素，但是從數(shù)值上來(lái)看，比賽獲勝的隊(duì)伍大多數(shù)指標(biāo)的數(shù)值均要高于失利的比賽隊(duì)伍的數(shù)值，特別是在高強(qiáng)度跑指標(biāo)方面，這可能說(shuō)明積極的跑動(dòng)表現(xiàn)對(duì)比賽結(jié)果也具有積極的重要作用。

5 結(jié) 論

基于UWB的校園足球運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通過(guò)量化運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中的負(fù)荷，幫助教練員對(duì)訓(xùn)練和比賽過(guò)程進(jìn)行更加精確的控制，進(jìn)而最大程度的提高運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力和降低運(yùn)動(dòng)損傷的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)有助于發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)，為制定訓(xùn)練計(jì)劃和合理安排技戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練提供精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)反饋依據(jù)。另外，在校園足球發(fā)展過(guò)程中，科學(xué)利用運(yùn)動(dòng)負(fù)荷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將成為協(xié)助校園足球發(fā)展的重要手段，為進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析提供有力的數(shù)據(jù)支撐。