世界游泳錦標賽男女個人混合泳項目成績發(fā)展態(tài)勢及灰色預(yù)測研究

徐 振，溫宇紅

(北京體育大學，北京 100084)

世界游泳錦標賽(以下簡稱“世錦賽”)作為世界最高級別之一的游泳專項賽事，自1973年在貝爾格萊德創(chuàng)辦后，極大地推動了游泳項目的成熟與發(fā)展[1]?？v觀我國參加世錦賽以來，女子個人混合泳項目在國際上始終都有著極強的競爭力，近年來，在男子混合泳項目上也取得了較大的突破，是我國當前備戰(zhàn)階段的重點奪金項目。因此，對世錦賽男女個人混合泳項目成績進行分析，可以進一步了解世界混合泳項目的整體水平與發(fā)展趨勢。此外，對運動成績進行預(yù)測不僅有助于制定具體訓練方案，還能為體育決策部門及教練員在訓練中統(tǒng)籌規(guī)劃，控制訓練過程，設(shè)定長遠目標提供重要依據(jù)[2]?；诖耍疚耐ㄟ^對第1-18屆世錦賽男女200及400m個人混合泳項目前8名運動員成績進行分析，進而把握世界混合泳項目的發(fā)展趨勢，重新審視項目競爭實力，并對我國運動員在歷屆世錦賽中表現(xiàn)進行總結(jié)。同時運用灰色理論中GM(1,1)灰色預(yù)測模型對第19屆世錦賽男女200m及400m個人混合泳項目第1名成績進行預(yù)測，為我國運動員備戰(zhàn)第19屆世錦賽提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以第1-18屆世界游泳錦標賽男女200m及400m個人混合泳項目前8名運動員成績?yōu)檠芯繉ο蟆?/p>

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法。查閱國際泳聯(lián)官網(wǎng)，獲取第1-18屆世錦賽男女200m及400m個人混合泳項目成績；以“游泳世錦賽”、“個人混合泳”、“成績分析”、“灰色預(yù)測”等為關(guān)鍵詞在中國知網(wǎng)、萬方數(shù)據(jù)庫進行檢索，對有關(guān)文獻進行重點閱讀；通過北京體育大學圖書館等途徑，查閱灰色系統(tǒng)理論的相關(guān)書籍，并匯總當前游泳賽事的相關(guān)數(shù)據(jù)，了解中國混合泳競技發(fā)展現(xiàn)狀，為研究提供理論支撐。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計法。運用遞進系數(shù)公式D = (X-Y)/Y×100[3]，其中D為遞進系數(shù)；X為本屆世錦賽前8名平均成績；Y為前一屆世錦賽前8名平均成績，運用Excel軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計運算獲得遞進系數(shù)結(jié)果并進行分析。

1.2.3 比較分析法。對第1-18屆世錦賽男女200m及400m個人混合泳前8名成績進行縱向、橫向以及性別間比較，并進行對比分析。

1.2.4 灰色預(yù)測法。運用MATLAB 2019及灰色系統(tǒng)建模7.0軟件建立均值GM(1,1)灰色預(yù)測模型，對第19屆世錦賽男女200m及400m個人混合泳第1名成績進行預(yù)測。

2 結(jié)果與分析

2.1 世界游泳錦標賽男子200m個人混合泳項目的成績發(fā)展態(tài)勢分析

2.1.1 世界游泳錦標賽男子200m個人混合泳成績發(fā)展趨勢分析。遞進系數(shù)的平均值是反映歷屆成績總體發(fā)展態(tài)勢的重要指標[4]。游泳屬于測量類項目，所用時間越少，表明運動成績越好[5]，因此成績的遞進系數(shù)均值為負值表明成績呈現(xiàn)提高趨勢，其絕對值越大表明發(fā)展狀況就越好；遞進系數(shù)均值為正值表明成績下降，其絕對值越小則表明發(fā)展情況越差。第1屆至第18屆世錦賽男女200m、400m個人混合泳成績的遞進系數(shù)絕對值較大且差異較小，說明男女個人混合泳整體發(fā)展平衡，提高幅度較大。

由表1可知，男子200m個人混合泳成績的遞進系數(shù)均值為 -0.601 8，表明男子200m個人混合泳成績整體發(fā)展呈上升趨勢且提高幅度較大，其中第3屆、第5屆、第13屆遞進系數(shù)為 -2.912 3、-1.551 6、-1.527 5，可知這3屆比賽與前一屆比賽整體成績變化波動較大；同時，縱觀歷屆世錦賽，可以發(fā)現(xiàn)第2屆、第8屆、第14屆、第16屆、第18屆遞進系數(shù)為正值，其中最大值僅為0.788 4，且正處于第13屆世錦賽后，因此游泳世錦賽男子200m個人混合泳成績的發(fā)展并無較大幅度倒退。

2.1.2 世界游泳錦標賽男子200m個人混合泳運動員的成績變化特征分析。由圖1可知，第1屆至第18屆世錦賽男子200m個人混合泳成績整體上呈現(xiàn)出發(fā)展式提高的趨勢，在第14屆取得了歷屆世錦賽最佳成績，第一屆成績最差，差值為14.36s。第1屆至第7屆男子200m個人混合泳成績提高明顯；第8屆成績出現(xiàn)較大幅度的倒退；之后在第9屆至第13屆又呈現(xiàn)出明顯的提高趨勢，在此階段可以發(fā)現(xiàn)前3名平均成績曲線與第1名極為接近；而在第13屆后第1名及前3名平均成績逐漸下降，前8名平均成績穩(wěn)步提高。造成這種現(xiàn)象的原因主要是由于眾多混合泳名將的相繼退役及“鯊魚皮”泳衣的禁用。在第13屆羅馬世錦賽的40個項目中，14個國家的運動員先后43次打破31項世界紀錄，成為破世界紀錄最多的一次游泳大賽[6]。在此屆比賽中德國選手比德爾曼也在賽后表示新型的高科技泳衣讓其成績提高了2s，這也是他能夠戰(zhàn)勝菲爾普斯的秘訣。高科技因素對游泳項目的干擾隨著新型高科技泳衣出現(xiàn)被全景放大，這嚴重偏離了奧林匹克運動的本質(zhì)，在巨大的輿論壓力下國際泳聯(lián)在2009年出臺了《迪拜憲章》宣布:“2010年起高科技泳衣將全面禁賽[7]?！弊源耍K結(jié)了快速泳衣時代。另外，還可以注意到美國選手羅切特在第14屆世錦賽中游出了1min54s00的最佳成績，創(chuàng)下了該項目的世界紀錄，保持至今。

圖1 世界游泳錦標賽男子200m個人混合泳成績變化曲線圖

第10-14屆前8名平均成績與前3名平均成績差距較大，主要是由于菲爾普斯、切赫及羅切特等傳奇泳將的相繼出現(xiàn)，進而擴大了前3名與前8名平均成績間的差距，使得該項目前3名之間的競爭異常激烈。由第10屆世錦賽開始第1名成績已經(jīng)逐漸接近歷屆最佳成績，盡管第11屆成績有小幅度下降，但前3名與前8名平均成績始終呈現(xiàn)出線性提高的趨勢，并在此基礎(chǔ)上不斷提高，因此可以推斷第10屆至第14屆世錦賽為男子200m個人混合泳成績發(fā)展的黃金階段。

此外，成績標準差的大小可以用來推斷比賽中運動員競爭的激烈程度[8]。通過比較歷屆游泳世錦賽男子200米個人混合泳前8名運動員成績的標準差(表2)，可以發(fā)現(xiàn)第1、5、9屆及第16至18屆世錦賽前8名運動員成績的標準差較小，結(jié)合圖1可以發(fā)現(xiàn)，第5屆及第9屆平均成績均處于明顯提高階段,平均成績較高且整體成績較為接近；在第16屆至第18屆世錦賽中前8名運動員之間的成績差距極為接近，第18屆前8名平均成績與第1名成績的差值也僅為0.76s，可見競爭極為激烈。由第14屆至第18屆開始，男子200m個人混合泳前8名平均成績基本保持在1min57s5以內(nèi)，整體成績發(fā)展已趨于穩(wěn)定。

2.2 世界游泳錦標賽女子200m個人混合泳運動員的成績發(fā)展態(tài)勢分析

2.2.1 世界游泳錦標賽女子200m個人混合泳成績發(fā)展趨勢分析。由表1可知，女子200m個人混合泳成績的遞進系數(shù)均值為-0.647 4，表明女子200m個人混合泳成績整體發(fā)展呈上升趨勢且略高于男子項目的整體提高幅度。其中第3屆、第13屆成績的遞進系數(shù)為-3.797 4、-3.328 9，表明這2屆比賽與上一屆比賽整體成績變化波動較大。除第14屆成績出現(xiàn)了最大幅度的下降外(遞進系數(shù)為1.553 9)，其它比賽大多呈現(xiàn)出穩(wěn)步提高的趨勢，表明女子200m個人混合泳成績呈漸進式發(fā)展，而第14屆成績倒退的原因主要在于第13屆羅馬世錦賽后對高科技泳衣的全面禁用，使得女子200m混合泳項目的成績發(fā)展回歸“常態(tài)”。

表1 世界游泳錦標賽男女200m及400m個人混合泳成績遞進系數(shù)表

2.2.2 世界游泳錦標賽女子200m個人混合泳運動員的成績變化特征分析。由圖2可知，第1屆至第18屆游泳世錦賽女子200m個人混合泳成績整體上呈現(xiàn)出顯著提高的趨勢，在第16屆取得了歷屆世錦賽最佳成績，第一屆成績最差，差值為14.39s。第1屆至第4屆女子200m個人混合泳成績顯著提高；第5屆成績出現(xiàn)了小幅度的下降；之后第6屆至第13屆整體成績呈現(xiàn)出緩慢提高的趨勢；第14屆出現(xiàn)較大幅度的倒退后，整體成績發(fā)展呈漸進式提高。然而可以注意到的是，在后快速泳衣時代，匈牙利選手霍蘇蟬聯(lián)了第15屆至第18屆4屆世錦賽冠軍，并于2015年第16屆游泳世錦賽中游出了歷屆世錦賽最佳成績2min06s12并打破該項目世界紀錄。第12-14屆世錦賽前3名平均成績與第1名極為接近，在此階段中，美國及澳大利亞相繼涌現(xiàn)多名混合泳名將。

圖2 世界游泳錦標賽女子200m個人混合泳成績變化曲線圖

通過對歷屆世錦賽成績的標準差比較可以發(fā)現(xiàn)第9、15、17、18屆比賽中前8名運動員成績的標準差較小(表2)。結(jié)合前后幾屆比賽情況可以發(fā)現(xiàn)第9屆比賽成績差別較小主要由于第1名成績的下滑所致；而在第15、17、18屆比賽中前8名平均成績均處于提高階段,且整體成績的差值較為接近,表明在這3屆比賽中競爭相對激烈；第14屆至第18屆比賽中，前8名平均成績呈現(xiàn)出提高趨勢，但幅度較小，同時第1名與前3名平均成績除第16屆有明顯提高外，其余均在1.5s波動，由此可以推斷第14屆世錦賽后，女子200m個人混合泳成績的整體發(fā)展已趨于穩(wěn)定。

表2 世界游泳錦標賽男女個人混合泳運動員成績離散程度

2.3 世界游泳錦標賽男子400m個人混合泳運動員的成績發(fā)展態(tài)勢分析

2.3.1 世界游泳錦標賽男子400m個人混合泳成績發(fā)展趨勢分析。由表1可知，男子400m個人混合泳成績的平均遞進系數(shù)為-0.520 4，表明男子400m個人混合泳成績整體發(fā)展呈提高趨勢，但與其它3個項目相比，提高幅度最小。其中第3屆、第6屆成績的遞進系數(shù)為-3.608 3、-2.225 8，第14屆、第18屆遞進系數(shù)為1.469 1、0.807 6，這幾屆比賽成績的遞進系數(shù)絕對值相對較大，表明這4屆比賽與前一屆比賽成績相比變化較大。

2.3.2 世界游泳錦標賽男子400m個人混合泳運動員的成績變化特征分析。由圖3可知，第1屆至第18屆世錦賽男子400m個人混合泳成績整體上呈現(xiàn)出曲折提高的趨勢，在第17屆取得了歷屆世錦賽最佳成績，第2屆成績最差，差值為26.67s。相比于第1屆世錦賽，第2屆男子400m混合泳整體成績出現(xiàn)小幅下滑；之后第3屆至第13屆成績大幅提高；于第14屆成績出現(xiàn)較大程度的下降后，整體處于小范圍內(nèi)浮動的狀態(tài)。由成績整體的變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，歷屆世錦賽男子400m混合泳前3名平均成績與第1名較為接近，在第13屆與第15屆比賽中，前3名平均成績與第1名差距僅為0.13s、0.44s，而前8名平均成績則差距較大。通過對歷屆世錦賽的成績回顧發(fā)現(xiàn)，在菲爾普斯、羅切特等混合泳名將退役后，先后出現(xiàn)了萩野公介、卡利時、瀨戶大也等年輕泳將，且美國選手卡利時在第17屆世錦賽中也游出了4min05s90的好成績并打破了賽會紀錄，使得400m混合泳比賽仍然具有較強的競爭性，同時這幾位運動員在200m個人混合泳項目的比賽中也有出色的發(fā)揮。

通過對歷屆世錦賽成績的標準差比較可以發(fā)現(xiàn)第2、5、6、8、9、13、15、16、18屆比賽中前8名成績的標準差相對較小，但結(jié)合圖3可見，第2、8、9、18屆標準差之所以較小主要由于前幾名運動員成績均出現(xiàn)了不同幅度的下降，因此并不能代表反映競爭的激烈情況；第5、6屆比賽整體成績均處于提高階段；在第13屆世錦賽后前8名成績在小范圍內(nèi)起伏，且前3名與第1名之間的差距也在不斷縮小，表明這幾屆比賽競爭相對激烈。

圖3 世界游泳錦標賽男子400m個人混合泳成績變化曲線圖圖

2.4 世界游泳錦標賽女子400m個人混合泳運動員的成績發(fā)展態(tài)勢分析

2.4.1 世界游泳錦標賽女子400m個人混合泳成績發(fā)展趨勢分析。通過表1可見，女子400m個人混合泳成績的遞進系數(shù)均值為-0.616 8，表明女子400m個人混合泳成績的整體發(fā)展呈現(xiàn)提高趨勢。其中第2屆、第3屆、第13屆成績的遞進系數(shù)為-1.724 7、-3.402 1、-2.706 4，可知這三屆比賽與前一屆比賽成績的變化較大。而縱觀歷屆世錦賽，女子400m個人混合泳成績的遞進系數(shù)值正值均沒有超過0.5的現(xiàn)象出現(xiàn)，表明歷屆世錦賽女子400m個人混合泳整體發(fā)展較好，成績未出現(xiàn)大幅度的倒退。

2.4.2 世界游泳錦標賽女子400m個人混合泳運動員的成績變化特征分析。由圖4可知，歷屆世錦賽中女子400m個人混合泳整體成績處于持續(xù)提高的趨勢。在第17屆取得了歷屆世錦賽最佳成績，第1屆成績最差，差值為28.18s。第1屆至第4屆成績處于直線提高階段；第5屆成績有所下降；之后第6屆至第13屆處于發(fā)展式提高階段，并與第14屆后趨于平穩(wěn)。由成績變化曲線可以發(fā)現(xiàn)，第5-9屆、13-18屆世錦賽中，前3名平均成績與第1名成績極為接近，差距在0.66-2.13s之間。另外值得注意的是，匈牙利選手霍蘇蟬聯(lián)了第15至第18屆世錦賽4屆冠軍，成績均穩(wěn)定在4min30s左右。

通過對歷屆世錦賽成績的標準差比較發(fā)現(xiàn)第11、13、14、17屆比賽中前8名成績的標準差相對較小，其余比賽中差距顯著。結(jié)合圖4分析發(fā)現(xiàn)，除第14屆外，其他3屆比賽成績均處于提高階段，因此可以推斷這幾屆比賽競爭相對激烈。第14屆世錦賽后，前8名平均成績曲線在小范圍內(nèi)浮動，而前3名成績較為穩(wěn)定，可以看出女子400m混合泳前8名之間的差距呈現(xiàn)出逐漸擴大的趨勢。

圖4 世界游泳錦標賽女子400m個人混合泳成績變化曲線圖

2.5 第19屆世界游泳錦標賽男女200及400m個人混合泳項目第1名成績灰色預(yù)測分析

我國學者鄧聚龍教授于1982年創(chuàng)立了灰色系統(tǒng)理論。該理論是以“部分信息已知，部分信息未知”的“小數(shù)據(jù)、貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，通過對“部分”已知信息的挖掘，提取出有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為、演化規(guī)律的描述和監(jiān)控[9]。運動訓練是一個龐大、復雜的系統(tǒng)，是由診斷、分析、訓練及比賽等多個元素所構(gòu)成的系統(tǒng)工程，是典型的灰色系統(tǒng)，因此可以使用灰色系統(tǒng)的方法即建立GM(1,1)灰色預(yù)測模型對某一運動項目在下一次比賽中可能達到的成績進行預(yù)測[10]。

以男子200m個人混合泳項目為例，運用3數(shù)據(jù)建模法建立灰色預(yù)測模型對第19屆男子200m個人混合泳第1名成績進行預(yù)測，方法如下：

第1步：選取第16-18屆世錦賽男子200m個人混合泳第1名成績115.81、115.56、116.14s作為原始建模序列，并任取1個數(shù)作為初始值，本例取“0”，即 x(0)(k)=(0，115.81、115.56、116.14)

第7步：采用殘差大小檢驗及后驗差檢驗。殘差大小檢驗是模型精度按點的檢驗，是一種直觀的檢驗[11]。后驗差檢驗屬于統(tǒng)計檢驗，其中均方差比值C越小越好，小概率誤差P越大越好[12]。

本例中平均模擬相對誤差僅為0.159 3%，精度為99.840 7%；經(jīng)后驗差檢驗C=0.003 4<0.35，P=1>0.95。

表3 殘差大小檢驗?zāi)Ｐ驼`差表

第8步：根據(jù)預(yù)測模型求得第19屆世界游泳錦標賽男子200m個人混合泳第1名成績?yōu)?16.167 4s。

按上述步驟，對第19屆游泳世錦賽男女200m、400m個人混合泳成績進行預(yù)測，得到第19屆世錦賽各項混合泳第1名的預(yù)測值。預(yù)測結(jié)果轉(zhuǎn)換為“分”后：男子200m及400m個人混合泳成績分別為1min56s17、4min08s24；女子200及400m個人混合泳成績分別為2min08s30、4min29s85。

如表4所示，各項目的后驗差檢驗結(jié)果均滿足C<0.35,P>0.95,因此預(yù)測精度等級為一級；同時平均模擬相對誤差較小，且各項目精度均大于99%，表明模型較好，精度較高。本文選用了3數(shù)據(jù)建模法建立灰色預(yù)測模型。同其他模型相比3數(shù)據(jù)建模法突破了不少于4個數(shù)據(jù)的限制，其通過摒棄舊的信息縮短了預(yù)測原始序列的時間跨度，在體育預(yù)測中具有更大的使用價值[13]。

表4 第19屆世界游泳錦標賽男女個人混合泳項目成績預(yù)測表

2.6 中國混合泳主項運動員在歷屆世界游泳錦標賽中的表現(xiàn)及前景展望

在當今新冠疫情的大背景下，各國都受到了不同程度的影響，這尤其對老運動員的心理狀態(tài)提出了較大的考驗，且如何在無大賽舉辦的情況下合理安排訓練周期、保持訓練積極性是當前形勢下必須要考慮的首要問題。縱觀世錦賽歷史，我國運動員都有著不俗的表現(xiàn)。女子混合泳運動員林莉在第6屆世錦賽中表現(xiàn)亮眼,取得女子200m及400m混合泳雙料冠軍;在隨后的第7屆世錦賽中我國選手呂彬、戴國宏分獲女子200m、400m混合泳冠軍；第8屆世錦賽中吳艷艷獲得了女子200m個人混合泳冠軍并獲得400m第4名，而陳妍收獲了400m混合泳金牌和200m混合泳銀牌；此后我國選手齊暉、周雅菲等也都有著不俗的表現(xiàn)，直至第14屆世錦賽我國選手葉詩文再次取得冠軍，可見我國女子混合泳運動員在整個世錦賽歷史上都有著極強的競爭力。

而與女子相比，男子運動員在混合泳項目上的發(fā)展則較為緩慢，在第14屆世錦賽中，黃朝升、王鋮湘分獲400m個人混合泳的第4和第7名，這也是我國男子混合泳運動員首次出現(xiàn)在世錦賽決賽的舞臺上；隨后我國選手汪順在第15屆世錦賽中獲得200m混合泳第4名，此后在第16、17屆世錦賽中均獲得200m個人混合泳銅牌，并于第18屆世錦賽獲得第6名。

我國選手汪順在近年競技狀態(tài)良好，在近3屆世錦賽中均游進了1min57s，在剛剛結(jié)束的2020年全國游泳冠軍賽暨東京奧運會達標賽中更是游出了1min56s27的好成績，該成績與第18屆世錦賽中第1名成績僅差0.13s，可以獲得銀牌；但在400m混合泳方面與當前國際頂尖運動員還有所差距。女子方面葉詩文在經(jīng)歷了一段低谷期后又重整狀態(tài)回歸賽場，在蛙泳、混合泳方面均恢復了較高的競技水平，并在第18屆世錦賽中取得了200m、400m個人混合泳的亞軍。在2020年全國游泳冠軍賽暨東京奧運會達標賽中葉詩文200m個人混合泳成績?yōu)?min11s37，而在400m混合泳項目上發(fā)揮水平不佳。綜上，當前我國男子200m個人混合泳屬于重點奪金項目，而在其它項目上與世界最好成績?nèi)杂兴罹?，本文通過對第19屆世錦賽的成績預(yù)測可以為決策部門、教練員及運動員備戰(zhàn)第19屆世錦賽、制定目標成績提供參考。

3 結(jié) 論

3.1 世錦賽男女200m及400m個人混合泳成績的整體發(fā)展平衡且均呈現(xiàn)提高趨勢，其中女子200m個人混合泳成績提高幅度最大，男子400m個人混合泳成績提高幅度最小。第13屆世錦賽后，男女混合泳項目整體成績均表現(xiàn)出不同幅度的下降。

3.2 世錦賽男女200m及400m個人混合泳成績的變化趨勢不同，其中，男女200m個人混合泳屆內(nèi)競爭逐漸加大，即前8名成績差距逐漸縮小，男子400m個人混合泳次之，女子則相反。

3.3 近年來，我國選手在混合泳項目中國際競爭力較強，與世界頂尖運動員差距不斷縮小，男子200m個人混合泳為第19屆世錦賽重點奪金項目。

3.4 運用GM(1,1)模型預(yù)測了第19屆世錦賽男女個人混合泳項目第1名成績，得到的預(yù)測值男、女200m個人混合泳分別為1min56s17、2min08s30，400m分別為4min08s24、4min29s85。