基于“互聯(lián)網(wǎng)+體育科研”的排球項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理平臺(tái)構(gòu)建與應(yīng)用

陳貞祥，趙德峰，任 雪，張恒農(nóng)，劉書強(qiáng)，侯 彬，李建新

社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步使得人類逐步進(jìn)入信息化、網(wǎng)絡(luò)化社會(huì)；大數(shù)據(jù)時(shí)代悄然到來，以其獨(dú)特方式影響著現(xiàn)代體育的形態(tài)和發(fā)展。 各類應(yīng)用軟件和各種計(jì)算工具不斷被應(yīng)用在體育領(lǐng)域， 移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)、平板電腦、手機(jī)和PC 都具備大量的數(shù)據(jù)處理與采集技術(shù)，體育項(xiàng)目訓(xùn)練和比賽逐步數(shù)據(jù)化，其中產(chǎn)生數(shù)據(jù)的類型和規(guī)模不斷增加， 海量數(shù)據(jù)處理成為體育科研面臨的客觀問題。 傳統(tǒng)分散的體育數(shù)據(jù)管理已經(jīng)不能滿足日益發(fā)展的體育科研需求，數(shù)據(jù)指導(dǎo)科學(xué)訓(xùn)練的作用無法最大程度地體現(xiàn)， 同時(shí)海量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生、采集、存儲(chǔ)和可視化給體育發(fā)展帶來前所未有的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。 及時(shí)和準(zhǔn)確地對(duì)科研數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、 匯總分析和融合處理對(duì)于進(jìn)一步提升運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力、 輔助預(yù)防治療運(yùn)動(dòng)損傷和取得優(yōu)異比賽成績(jī)有著積極作用。

國(guó)務(wù)院于2015年7月發(fā)布關(guān)于推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見， 指出互聯(lián)網(wǎng)與各領(lǐng)域的融合發(fā)展具有廣闊的前景和無限的潛力，提出“互聯(lián)網(wǎng)+”與九大領(lǐng)域的深度融合。 互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)深度融合，形成“互聯(lián)網(wǎng)+X”創(chuàng)新發(fā)展模式。國(guó)務(wù)院辦公廳于2019年8月印發(fā)了《體育強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》，明確提出建設(shè)國(guó)家隊(duì)訓(xùn)練大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員基本信息、訓(xùn)練計(jì)劃制定與執(zhí)行、訓(xùn)練過程機(jī)能監(jiān)控、專項(xiàng)測(cè)試、技戰(zhàn)術(shù)診斷與分析、傷病康復(fù)、心理訓(xùn)練等數(shù)據(jù)的規(guī)范與管理，科學(xué)分析、指導(dǎo)訓(xùn)練參賽工作。我國(guó)三大球改革已進(jìn)入了深水區(qū)， 但仍與世界先進(jìn)水平存在全方位的差距，原因有很多，其中我國(guó)長(zhǎng)時(shí)間大運(yùn)動(dòng)量封閉訓(xùn)練與大數(shù)據(jù)科學(xué)助力訓(xùn)練比賽不足的矛盾凸顯。

在2020年新年賀詞中，習(xí)近平總書記回顧了中國(guó)女排“感動(dòng)中國(guó)2019”，中國(guó)女排精神及其相關(guān)研究空前高漲， 排球項(xiàng)目具有較好的時(shí)代代表性。 再者， 排球是三大球之一， 屬于技戰(zhàn)能隔網(wǎng)對(duì)抗類項(xiàng)群，技戰(zhàn)術(shù)在體育科研中占有較大比重，其技戰(zhàn)術(shù)分析國(guó)際化水平較高，能較好進(jìn)行程序化和可視化，且涉及心理、營(yíng)養(yǎng)、體能康復(fù)、機(jī)能監(jiān)控等數(shù)據(jù)內(nèi)容。故選擇排球項(xiàng)目具有時(shí)代價(jià)值、 改革需求和典型代表性，能為其他項(xiàng)目“互聯(lián)網(wǎng)+”數(shù)據(jù)平臺(tái)的搭建提供模式和參考，起到拋磚引玉的效果。

因此，本研究緊密圍繞上海排球項(xiàng)目“訓(xùn)科醫(yī)”復(fù)合型團(tuán)隊(duì)工作模式，遵從“互聯(lián)網(wǎng)+”的融合理念，以實(shí)用和解決問題為導(dǎo)向， 自主構(gòu)建并開發(fā)了集教練員、科研人員、醫(yī)務(wù)人員、管理人員和運(yùn)動(dòng)員多主體應(yīng)用為一體的“互聯(lián)網(wǎng)+體育科研”數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。通過整合運(yùn)動(dòng)員基本信息、訓(xùn)練數(shù)據(jù)、體能數(shù)據(jù)、機(jī)能數(shù)據(jù)、營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)和比賽數(shù)據(jù)七大數(shù)據(jù)模塊資源，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)查詢、匯總分析、競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告、智能預(yù)測(cè)、制勝規(guī)律探究和精準(zhǔn)選材等功能。平臺(tái)的建設(shè)將有助于提高科研數(shù)據(jù)管理工作的效率， 并進(jìn)一步為促進(jìn)科學(xué)化訓(xùn)練和比賽提供更為高效的大數(shù)據(jù)融合分析探索，將是踐行國(guó)家“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)計(jì)劃和《體育強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》的重要舉措和應(yīng)用典范。

1 平臺(tái)的設(shè)計(jì)需求

長(zhǎng)期以來，國(guó)內(nèi)運(yùn)動(dòng)隊(duì)的科研、訓(xùn)練和醫(yī)務(wù)人員在訓(xùn)練和比賽期間采集的大量有價(jià)值的數(shù)據(jù)往往是碎片化的， 相互之間較難形成數(shù)據(jù)的匯總和融合分析。 實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，已有數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)和處理方式已然不能滿足學(xué)科間綜合攻關(guān)的需求， 迫切需要一個(gè)高效的大數(shù)據(jù)平臺(tái)出現(xiàn)，具體主要表現(xiàn)為：一是科研人員通過實(shí)驗(yàn)室采集的不同學(xué)科的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是孤立的， 難以長(zhǎng)期追蹤一名運(yùn)動(dòng)員或一個(gè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)的多年訓(xùn)練計(jì)劃或成長(zhǎng)歷程， 進(jìn)而形成高效的科研資料和有價(jià)值的科研成果；二是運(yùn)動(dòng)傷病、康復(fù)的記錄不詳盡， 難以進(jìn)一步將運(yùn)動(dòng)員傷病史與歷史醫(yī)學(xué)檢查等數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，從而做好傷病的預(yù)防、診斷和康復(fù)訓(xùn)練；三是優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的成才規(guī)律無數(shù)據(jù)可尋，難以從數(shù)據(jù)中形成有價(jià)值的科研成果； 四是賽前心理變化、機(jī)能指標(biāo)等時(shí)效性較高的數(shù)據(jù)難以收集；五是難以快速對(duì)重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)隊(duì)或運(yùn)動(dòng)員及其主要對(duì)手的技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)生成多場(chǎng)次的匯總與分析報(bào)告以指導(dǎo)訓(xùn)練和比賽； 六是對(duì)于運(yùn)動(dòng)疲勞較難做到多指標(biāo)聯(lián)合預(yù)警。在計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域，近年來互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)技術(shù)的迅速發(fā)展為該平臺(tái)的構(gòu)建提供了技術(shù)支撐。

2 體育科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)構(gòu)建的總體思路

2.1 平臺(tái)設(shè)計(jì)目標(biāo)

在我國(guó)體育科研迅猛發(fā)展的新形勢(shì)下， 探索構(gòu)建具有項(xiàng)目特征的“互聯(lián)網(wǎng)+ 體育科研”排球數(shù)據(jù)管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)體育科研數(shù)據(jù)多維管理與融合分析，是助力科學(xué)訓(xùn)練的必經(jīng)之路。基于大數(shù)據(jù)和“互聯(lián)網(wǎng)+”理念及相關(guān)技術(shù)，結(jié)合體育科研工作特點(diǎn)，以“實(shí)驗(yàn)室服務(wù)競(jìng)技運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目”和“復(fù)合型團(tuán)隊(duì)工作需求”為主線，在充分考慮“互聯(lián)網(wǎng)+”未來發(fā)展前景的基礎(chǔ)上，構(gòu)建以實(shí)用性和融合性為特色的“互聯(lián)網(wǎng)+ 體育科研”數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。平臺(tái)開發(fā)的實(shí)用性指是以構(gòu)建運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目最需要的核心科研數(shù)據(jù)為出發(fā)點(diǎn)， 以為復(fù)合型團(tuán)隊(duì)解決關(guān)鍵問題提供數(shù)據(jù)支撐為導(dǎo)向。 融合性指匯總的各實(shí)驗(yàn)室科研數(shù)據(jù)、 訓(xùn)練與比賽數(shù)據(jù)在平臺(tái)內(nèi)能根據(jù)各方需要被融合使用， 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)各模塊數(shù)據(jù)間融合分析和可視化輸出的功能。 本文構(gòu)建的平臺(tái)，能提供7個(gè)數(shù)據(jù)模塊的快速查詢、實(shí)時(shí)分析和處理，挖掘數(shù)據(jù)的潛在價(jià)值，提升體育科研人員科技支撐和科研攻關(guān)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性， 助力競(jìng)技體育科學(xué)化訓(xùn)練，從而為教練員制定訓(xùn)練計(jì)劃、比賽決策提供技術(shù)支撐， 并為其他運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)平臺(tái)的構(gòu)建提供經(jīng)驗(yàn)。

2.2 平臺(tái)整體架構(gòu)

科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)整體架構(gòu)是由基礎(chǔ)設(shè)施層、數(shù)據(jù)中心層和展現(xiàn)層三部分組成的（圖1）。 基礎(chǔ)設(shè)施層主要包括平臺(tái)建設(shè)所需的服務(wù)器、 存儲(chǔ)設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、操作系統(tǒng)等基礎(chǔ)設(shè)施；數(shù)據(jù)中心層包括數(shù)據(jù)集成管理、數(shù)據(jù)處理與整合和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)3 項(xiàng)內(nèi)容，由10個(gè)功能塊構(gòu)成；展現(xiàn)層是面向教練員、科研人員、醫(yī)務(wù)人員、管理人員和運(yùn)動(dòng)員的系統(tǒng)建設(shè)與功能呈現(xiàn)，具有數(shù)據(jù)查詢、匯總分析、競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告、智能預(yù)測(cè)、制勝規(guī)律探究、精準(zhǔn)選材與冠軍模型數(shù)據(jù)積累等功能。

圖1 平臺(tái)整體架構(gòu)功能模塊Figure1 Functional block structure diagram of the overall platform architecture

2.3 物理執(zhí)行架構(gòu)

平臺(tái)采用了Apache Tomcat 6.0 應(yīng)用服務(wù)器以完成物理執(zhí)行構(gòu)架，所有終端通過Web 瀏覽器（Microsoft Internet Explorer）進(jìn)行系統(tǒng)訪問。 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)通過SQL Server 數(shù)據(jù)庫和NoSQL 數(shù)據(jù)庫完成存儲(chǔ)，附件內(nèi)容存儲(chǔ)到服務(wù)器。 系統(tǒng)的穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)的安全性是大數(shù)據(jù)發(fā)展中日益凸顯的兩大難題，為解決這兩個(gè)難題， 平臺(tái)選用成熟的阿里云服務(wù)器以降低成本和增強(qiáng)安全性， 云服務(wù)器為12 核48 GiB 大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)增強(qiáng)型，系統(tǒng)盤為500 GB SSD 云盤，數(shù)據(jù)盤為1 200 GB SSD 云盤，操作系統(tǒng)為Windows Server 2019 數(shù)據(jù)中心型64 位中文版、48 GiB 內(nèi)存、100 Mbps固定帶寬。

2.4 軟件開發(fā)

平臺(tái)開發(fā)采用了Java 語言編程，通過系統(tǒng)的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化，達(dá)到管理的信息化、規(guī)范化。 選用Spring Framework 2.5.6 作為主體框架， 頁面展示以jquery-ui 10.1 為基礎(chǔ)框架， 同時(shí)以Spring 框架構(gòu)建Web 應(yīng)用程序的全功能MVC（Model-View-Controller） 模塊， 實(shí)現(xiàn)MVC 的軟件模式。 以Controller 類為核心，將所有對(duì)象連接為統(tǒng)一整體。 DAO（Data Access Object）類組件實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)訪問及業(yè)務(wù)模型， 較多地通過合成方式被控制器使用， 最后以JSP 技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)展示?？蒲袛?shù)據(jù)管理平臺(tái)主要包括Controller 類、DAO 類、Service 類、Model 類 和Util 類5 種組件，是一個(gè)門戶全面展示各系統(tǒng)功能的平臺(tái)。

3 平臺(tái)數(shù)據(jù)模塊的構(gòu)建與應(yīng)用

根據(jù)平臺(tái)的總體架構(gòu)， 數(shù)據(jù)中心層的建設(shè)主要包含3 項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容： 數(shù)據(jù)資源集成、 數(shù)據(jù)處理與整合、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。通過整合運(yùn)動(dòng)生理生化、運(yùn)動(dòng)心理、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)等多學(xué)科實(shí)驗(yàn)室的數(shù)據(jù)， 形成體育科研數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)集中、統(tǒng)一、規(guī)范的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理，深入探索科研數(shù)據(jù)的利用方法， 構(gòu)建以排球項(xiàng)目特征為基礎(chǔ)的體育科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)。

3.1 數(shù)據(jù)資源的集成管理

數(shù)據(jù)資源的全面性、準(zhǔn)確性和有效性是平臺(tái)構(gòu)建的基礎(chǔ)，而數(shù)據(jù)采集策略制定是數(shù)據(jù)資源快速、準(zhǔn)確集成的關(guān)鍵影響因素。 競(jìng)技能力由不同表現(xiàn)形式和不同作用的體能、技術(shù)能力、戰(zhàn)術(shù)能力、心理能力以及知識(shí)能力構(gòu)成，任何運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目或運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技能力都是由這5個(gè)要素構(gòu)成的， 都應(yīng)該從這5個(gè)方面去認(rèn)識(shí)、發(fā)展和評(píng)價(jià)。 平臺(tái)圍繞競(jìng)技能力5個(gè)核心要素，將實(shí)驗(yàn)室核心數(shù)據(jù)和排球復(fù)合型團(tuán)隊(duì)采集的訓(xùn)練及比賽數(shù)據(jù)分類篩選后， 通過計(jì)算機(jī)編程模式優(yōu)化，根據(jù)內(nèi)容屬性劃歸到不同模塊中?？蒲袛?shù)據(jù)管理平臺(tái)由基本信息、訓(xùn)練數(shù)據(jù)、體能數(shù)據(jù)、機(jī)能數(shù)據(jù)、營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)和比賽數(shù)據(jù)7個(gè)核心模塊組成（圖2）。

圖2 科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)七大核心模塊Figure2 Diagram of "Seven Core Modules" of the scientific research data management platform

基本信息模塊是數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的基礎(chǔ)，運(yùn)動(dòng)員編碼和運(yùn)動(dòng)隊(duì)編碼具有唯一性，并貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)。 通過Excel 模板導(dǎo)入或錄入運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)隊(duì)的信息，收集和整理運(yùn)動(dòng)員基本情況，建立不同運(yùn)動(dòng)隊(duì)及運(yùn)動(dòng)員的詳細(xì)檔案，并可及時(shí)變更信息。 本模塊還可記錄運(yùn)動(dòng)員的傷病治療過程，掌握傷病對(duì)其他測(cè)試數(shù)據(jù)的影響，尤其是康復(fù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)與體能訓(xùn)練數(shù)據(jù)相互參考評(píng)價(jià)分析。 運(yùn)動(dòng)員傷病信息包括：傷病起因、治療手段、評(píng)估、現(xiàn)狀和用藥等，建立不同階段可追蹤的詳細(xì)檔案，可快速形成詳盡的病例和用藥記錄表為運(yùn)動(dòng)員就醫(yī)和康復(fù)訓(xùn)練提供指導(dǎo)，助力實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)員“一人一檔案”的用藥和傷病管理（圖3）。

圖3 基本信息模塊效果Figure3 Renderings of the basic information modules

訓(xùn)練數(shù)據(jù)模塊可系統(tǒng)梳理和記錄運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)隊(duì)技術(shù)訓(xùn)練數(shù)據(jù)和訓(xùn)練計(jì)劃執(zhí)行負(fù)荷數(shù)據(jù)。 將教練員統(tǒng)計(jì)的技術(shù)訓(xùn)練效果進(jìn)行梳理， 以及將排球比賽時(shí)應(yīng)用Data Volley 4 軟件統(tǒng)計(jì)的技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行導(dǎo)出，再以模板形式讀取后上傳到該模塊，進(jìn)而對(duì)訓(xùn)練效果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和與比賽效果比較， 可反映訓(xùn)練課的完成質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)員技術(shù)水平的動(dòng)態(tài)變化。同時(shí)，越來越多的便攜式可穿戴設(shè)備能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練負(fù)荷情況， 可通過模板制作導(dǎo)入的方式或通過關(guān)鍵信息輸入的方式收集到平臺(tái)進(jìn)行匯總。目前，與可穿戴設(shè)備公司溝通實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接口的共享是實(shí)現(xiàn)平臺(tái)更加智能化的關(guān)鍵因素和難點(diǎn)之一。

運(yùn)動(dòng)員具有良好的基礎(chǔ)體能和專項(xiàng)身體素質(zhì)，對(duì)有效提高快節(jié)奏和強(qiáng)對(duì)抗比賽中的技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用具有積極的促進(jìn)作用，并對(duì)比賽結(jié)果有重要影響。本模塊通過收集和整理運(yùn)動(dòng)員基礎(chǔ)體能數(shù)據(jù)、 排球?qū)ｍ?xiàng)身體素質(zhì)測(cè)試數(shù)據(jù)、測(cè)力臺(tái)測(cè)試數(shù)據(jù)、Isomed 測(cè)試和FMS 及Y 平衡功能性測(cè)試數(shù)據(jù)， 建立相關(guān)檔案，為教練制定基礎(chǔ)體能與專項(xiàng)體能訓(xùn)練計(jì)劃、 康復(fù)體能計(jì)劃和評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員體能訓(xùn)練效果提供參考。

構(gòu)建的機(jī)能數(shù)據(jù)模塊可收集運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能數(shù)據(jù)，與運(yùn)動(dòng)生理生化實(shí)驗(yàn)室的功能對(duì)接，建立相關(guān)檔案。目前，該模塊功能開發(fā)和效果實(shí)現(xiàn)主要圍繞運(yùn)動(dòng)生化和生理實(shí)驗(yàn)室測(cè)試數(shù)據(jù)展開。 根據(jù)測(cè)試目的和周期不同， 劃分為重點(diǎn)訓(xùn)練課和階段訓(xùn)練機(jī)能測(cè)試與評(píng)定兩部分，包括睪酮、皮質(zhì)醇、血色素、肌酸激酶、尿素氮、最大攝氧量和無氧功率等指標(biāo)。

營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)模塊的構(gòu)建是為收集和整理運(yùn)動(dòng)員營(yíng)養(yǎng)情況， 通過將運(yùn)動(dòng)員膳食調(diào)查結(jié)果和體成分結(jié)果進(jìn)行匯總，建立相關(guān)檔案，通過接入Actigraph 等便攜式儀器測(cè)試運(yùn)動(dòng)員能量消耗， 為運(yùn)動(dòng)員精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)和調(diào)控體重提供數(shù)據(jù)支撐。

在現(xiàn)代競(jìng)技體育對(duì)抗性項(xiàng)目中， 比賽技戰(zhàn)術(shù)分析具有極其重要的地位，是制勝的核心因素，其作用不僅包括制定正確的戰(zhàn)略戰(zhàn)術(shù)， 而且對(duì)運(yùn)動(dòng)員比賽心理的穩(wěn)定性也有著極為重要的作用。 不同項(xiàng)目具有各自的技戰(zhàn)術(shù)特征， 比賽數(shù)據(jù)模塊主要圍繞排球技戰(zhàn)術(shù)數(shù)據(jù)進(jìn)行構(gòu)建， 將日常耗時(shí)較多的重復(fù)性比賽對(duì)手分析工作程序化，提高效率。模塊包括排球運(yùn)動(dòng)員技術(shù)特點(diǎn)、主要對(duì)手的技戰(zhàn)術(shù)打法特點(diǎn)（圖4）和賽季數(shù)據(jù)管理三部分， 比賽視頻以mp4 格式上傳， 最終形成運(yùn)動(dòng)員技術(shù)和運(yùn)動(dòng)隊(duì)詳細(xì)技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計(jì)資料。目前平臺(tái)數(shù)據(jù)是以模板讀取導(dǎo)入收集為主，程序化手動(dòng)錄入編輯修改為輔， 滿足了提升工作效果的需求，但尚存在視頻上傳和下載速度慢的難點(diǎn)。

圖4 主要對(duì)手技戰(zhàn)術(shù)打法特點(diǎn)分析效果Figure4 Analysis renderings of main opponents' technical and tactical playing methods

為更好實(shí)現(xiàn)收集、歸納和分析運(yùn)動(dòng)員心理數(shù)據(jù)，建立相關(guān)數(shù)據(jù)檔案和分析輸出， 模塊預(yù)錄入運(yùn)動(dòng)員競(jìng)賽焦慮特質(zhì)、運(yùn)動(dòng)員中樞疲勞、運(yùn)動(dòng)員人格特質(zhì)和運(yùn)動(dòng)員心理韌性等經(jīng)典的心理問卷， 并構(gòu)建了可添加功能，對(duì)不同運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行問卷調(diào)查，達(dá)到實(shí)時(shí)進(jìn)行心理調(diào)查和心理狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。

3.2 數(shù)據(jù)處理與整合

基本信息模塊是平臺(tái)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)模式優(yōu)化， 其原則是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)模板的全面靈活且可擴(kuò)展，充分考慮數(shù)據(jù)收集和管理效率，便于數(shù)據(jù)篩選、查詢、匯總、可視化和建立相互聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)每個(gè)運(yùn)動(dòng)隊(duì)或運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)的唯一性和可追溯性。 因此，平臺(tái)數(shù)據(jù)處理與整合主要從優(yōu)化數(shù)據(jù)的輸入格式、優(yōu)化數(shù)據(jù)分析的模式和優(yōu)化數(shù)據(jù)可視化制作模式三方面實(shí)施。

3.3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)

Hadoop 分布式文件系統(tǒng)、基于分布式文件系統(tǒng)的NoSQL 數(shù)據(jù)庫、 分布式數(shù)據(jù)庫HBase、GoodData、對(duì)象存儲(chǔ)系統(tǒng)等都是目前常用的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)平臺(tái)，適合捕捉和存儲(chǔ)海量數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高效存儲(chǔ)管理，搭建擴(kuò)展性強(qiáng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)架構(gòu)。 針對(duì)體育科研領(lǐng)域機(jī)能狀態(tài)、訓(xùn)練負(fù)荷、體能等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，以及心理報(bào)告、 圖片和比賽視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式， 對(duì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行組織與存儲(chǔ)，滿足體育科研的應(yīng)用需求。SQL Server 數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)能力和管理能力更強(qiáng)，是全球重要的數(shù)據(jù)庫，在許多領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。 本平臺(tái)采用SQL Server 數(shù)據(jù)庫進(jìn)行結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)； 而NoSQL 是一種非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，具有高效的開發(fā)效率、強(qiáng)大的擴(kuò)展能力和靈活的數(shù)據(jù)模型，用以存儲(chǔ)報(bào)告、圖片和視頻等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

4 排球項(xiàng)目科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)展現(xiàn)層的功能建設(shè)

結(jié)合體育科研工作特點(diǎn)，以“運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室服務(wù)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目”和“復(fù)合型團(tuán)隊(duì)工作模式需求”服務(wù)排球項(xiàng)目科研工作為主線，根據(jù)各方主體的工作需求，數(shù)據(jù)管理平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢、匯總分析、競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告、智能預(yù)測(cè)、制勝規(guī)律分析、精準(zhǔn)選材與冠軍模型數(shù)據(jù)積累六大功能。

4.1 數(shù)據(jù)查詢

查詢系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)員查詢、指標(biāo)查詢、常用數(shù)據(jù)導(dǎo)出和附件下載等。 具有權(quán)限的用戶可以結(jié)合工作需要， 通過科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)查詢科研團(tuán)隊(duì)成員上傳的數(shù)據(jù)庫資源， 查詢運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)隊(duì)特定時(shí)間內(nèi)各項(xiàng)指標(biāo)， 掌握運(yùn)動(dòng)員或運(yùn)動(dòng)隊(duì)身體負(fù)荷和競(jìng)技表現(xiàn)等情況，便于管理人員、科研人員、教練員和隊(duì)醫(yī)及時(shí)采取相應(yīng)策略； 查詢重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員關(guān)鍵場(chǎng)次發(fā)揮情況，可更好地了解對(duì)手；另外工作人員外出時(shí)，可通過手機(jī)、PC 等終端迅速查詢相關(guān)資料， 提高工作效率。

4.2 匯總分析

體育數(shù)據(jù)可視化已經(jīng)成為信息可視化領(lǐng)域的重要研究和應(yīng)用方向， 是分析單個(gè)運(yùn)動(dòng)員、 多個(gè)運(yùn)動(dòng)員、運(yùn)動(dòng)員之間相互協(xié)作的高效方法。平臺(tái)匯總分析包括測(cè)試項(xiàng)目匯總分析、運(yùn)動(dòng)員匯總分析、運(yùn)動(dòng)隊(duì)匯總分析3 項(xiàng)內(nèi)容。 測(cè)試項(xiàng)目匯總分析是不同維度數(shù)據(jù)的基本統(tǒng)計(jì)，包括各類數(shù)據(jù)的總體測(cè)試情況、各項(xiàng)指標(biāo)發(fā)展態(tài)勢(shì)等。 運(yùn)動(dòng)員匯總分析是指運(yùn)動(dòng)員不同維度指標(biāo)的變化， 通過運(yùn)動(dòng)員相同或不同訓(xùn)練負(fù)荷下機(jī)能指標(biāo)變化分析其機(jī)體適應(yīng)性。 運(yùn)動(dòng)隊(duì)匯總是基于對(duì)整個(gè)賽季、 某個(gè)階段或某場(chǎng)比賽或者比賽中某個(gè)比分段，或基于某個(gè)訓(xùn)練階段的匯總分析，有利于掌握運(yùn)動(dòng)隊(duì)訓(xùn)練或比賽進(jìn)程的整體變化趨勢(shì)。此外， 平臺(tái)預(yù)設(shè)程序可以匯總后輸出日?？蒲泄ぷ髦休^為常用、制作較為繁瑣、耗時(shí)較長(zhǎng)的數(shù)據(jù)，并對(duì)接到各大模塊中。 除了以時(shí)間段進(jìn)行數(shù)據(jù)匯總統(tǒng)計(jì)分析，并自動(dòng)生成柱狀圖或折線圖，直觀反映運(yùn)動(dòng)員各種數(shù)據(jù)以外， 還可以通過統(tǒng)計(jì)圖對(duì)比分析掌握訓(xùn)練負(fù)荷調(diào)整、營(yíng)養(yǎng)調(diào)控、心理訓(xùn)練等手段對(duì)運(yùn)動(dòng)員的影響。

4.3 競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告

馬特維也夫認(rèn)為，“競(jìng)技狀態(tài)” 是在一個(gè)大的訓(xùn)練周期（全年或半年）中為獲得最佳運(yùn)動(dòng)成績(jī)所做的最佳準(zhǔn)備程度狀態(tài)，呈現(xiàn)周期性變化。 張衛(wèi)強(qiáng)等認(rèn)為競(jìng)技狀態(tài)應(yīng)包括時(shí)間維度、 水平維度和內(nèi)容維度三方面，因此，競(jìng)技狀態(tài)的評(píng)價(jià)應(yīng)該包括生理生化指標(biāo)評(píng)價(jià)、運(yùn)動(dòng)成績(jī)?cè)u(píng)價(jià)和應(yīng)對(duì)水平評(píng)價(jià)三方面?？蒲袛?shù)據(jù)管理平臺(tái)通過完整匯總多學(xué)科、 多實(shí)驗(yàn)室的多次測(cè)試數(shù)據(jù)和訓(xùn)練數(shù)據(jù)，可以從時(shí)間維度、水平維度和內(nèi)容維度對(duì)運(yùn)動(dòng)員的競(jìng)技狀態(tài)進(jìn)行高效率評(píng)價(jià)。通過在訓(xùn)練上量期、調(diào)整期和賽前準(zhǔn)備期3個(gè)時(shí)期生成的涵蓋生化數(shù)據(jù)、心理數(shù)據(jù)、訓(xùn)練數(shù)據(jù)的競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告，依此評(píng)價(jià)每位運(yùn)動(dòng)員的綜合狀態(tài)，為通過訓(xùn)練、營(yíng)養(yǎng)、心理調(diào)節(jié)和管理等手段，幫助運(yùn)動(dòng)員盡快恢復(fù)至最佳競(jìng)技狀態(tài)提供科學(xué)依據(jù)， 并以鏈接形式推送至相關(guān)人員。

4.4 智能預(yù)測(cè)

隨著大數(shù)據(jù)運(yùn)算的產(chǎn)生以及數(shù)據(jù)獲得能力和手段的提高，兩種事物相關(guān)性的建立變得相對(duì)便捷，大量數(shù)據(jù)的采集和技術(shù)應(yīng)用也幫助人們對(duì)事物發(fā)展的規(guī)律進(jìn)行有效預(yù)測(cè)。 結(jié)合機(jī)器學(xué)習(xí)和人工智能等手段， 平臺(tái)可以根據(jù)以往數(shù)據(jù)集對(duì)未來行為做出預(yù)測(cè)，既有助于解析對(duì)手的策略，也能夠?qū)η蜿?duì)內(nèi)部的不安定因素做出預(yù)判。 科研數(shù)據(jù)管理平臺(tái)通過分析各項(xiàng)測(cè)試指標(biāo)， 根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)正常區(qū)間進(jìn)行訓(xùn)練強(qiáng)度預(yù)警、身體機(jī)能指標(biāo)預(yù)警、精神疲勞預(yù)警、營(yíng)養(yǎng)素缺乏預(yù)警和傷病預(yù)警等。在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練過程中，各項(xiàng)指標(biāo)是相互影響的，長(zhǎng)期大負(fù)荷訓(xùn)練會(huì)引起運(yùn)動(dòng)疲勞，但疲勞累積有一定的過程， 通過匯總運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練負(fù)荷和身體機(jī)能指標(biāo)，可以對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞進(jìn)行預(yù)警。

4.5 項(xiàng)目制勝規(guī)律探究

制勝規(guī)律是指在競(jìng)賽規(guī)則的限定內(nèi)，教練員、運(yùn)動(dòng)員在競(jìng)賽中戰(zhàn)勝對(duì)手， 爭(zhēng)取優(yōu)異運(yùn)動(dòng)成績(jī)所必須遵循的客觀規(guī)律。 排球?qū)偌紤?zhàn)能主導(dǎo)類隔網(wǎng)對(duì)抗性項(xiàng)群， 技戰(zhàn)術(shù)特征的研究對(duì)于比賽備戰(zhàn)和指導(dǎo)訓(xùn)練均具有重要意義。 杜寧等以中國(guó)女排職業(yè)聯(lián)賽2017—2018 賽季排名前八名球隊(duì)的技戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)為研究對(duì)象，對(duì)排球競(jìng)技過程中得分比重最大的發(fā)球、一攻、防反3 項(xiàng)競(jìng)技單元表現(xiàn)進(jìn)行診斷和分析，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)中國(guó)女排職業(yè)隊(duì)發(fā)球、一攻和防反的特征規(guī)律。數(shù)據(jù)管理平臺(tái)通過匯總運(yùn)動(dòng)隊(duì)近期比賽技戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)特點(diǎn)，推測(cè)其技戰(zhàn)術(shù)特征規(guī)律，探究項(xiàng)目制勝規(guī)律特點(diǎn)。通過平臺(tái)，教練員根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果并結(jié)合對(duì)手實(shí)際情況，決策訓(xùn)練和比賽。

此外，該模塊還可通過構(gòu)建雙曲線圖形，分析身體機(jī)能與技戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)之間的關(guān)系（圖5）。 運(yùn)動(dòng)員睪酮水平在350～610 ng/dL 范圍內(nèi)波動(dòng)，隊(duì)內(nèi)訓(xùn)練賽一攻成功率在60%～66%，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員睪酮水平處于下限時(shí)，一攻成功率也處于較低水平，兩者表現(xiàn)出一定的關(guān)聯(lián)性。 由此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)賽前運(yùn)動(dòng)員睪酮水平較低時(shí)，推測(cè)運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技狀態(tài)處于相對(duì)低水平，可通過營(yíng)養(yǎng)、睡眠調(diào)控和調(diào)整訓(xùn)練等， 使運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能指標(biāo)恢復(fù)至相應(yīng)水平， 保障運(yùn)動(dòng)員以良好競(jìng)技狀態(tài)參加比賽和訓(xùn)練。

圖5 運(yùn)動(dòng)員睪酮水平和一攻成功率雙曲線圖形預(yù)測(cè)身體機(jī)能數(shù)據(jù)及技戰(zhàn)術(shù)表現(xiàn)Figure5 Hyperbolic graph of testosterone level and first attack success rate to predict physical function data and technical and tactical performance charts

4.6 精準(zhǔn)選材與冠軍模型數(shù)據(jù)積累

運(yùn)動(dòng)員選材與培養(yǎng)是國(guó)際競(jìng)技體育成功的重要因素。 無論是基于刻意練習(xí)理論的傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)員選材，還是有組織的跨項(xiàng)選材，均對(duì)不同形式的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員數(shù)據(jù)積累提出了更高要求。 運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)是運(yùn)用科學(xué)的研究方法揭示和總結(jié)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的普遍規(guī)律。具有前沿性的訓(xùn)練實(shí)踐往往領(lǐng)先于既有訓(xùn)練理論，運(yùn)動(dòng)員成長(zhǎng)的過程是訓(xùn)練實(shí)踐的過程， 而選材是對(duì)優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員成才規(guī)律的總結(jié)。 大數(shù)據(jù)技術(shù)所擁有的預(yù)測(cè)與技術(shù)跟蹤功能使原本依靠經(jīng)驗(yàn)判斷的選材變得更加科學(xué)有效，使教練員經(jīng)驗(yàn)選材和科學(xué)選材測(cè)評(píng)有效結(jié)合，達(dá)到實(shí)施精準(zhǔn)選材以提高運(yùn)動(dòng)員成材率， 將有限資源投入到更具發(fā)展?jié)摿Φ倪\(yùn)動(dòng)員身上，降低優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員的培養(yǎng)成本。平臺(tái)的構(gòu)建和應(yīng)用試圖通過長(zhǎng)期跟蹤上海市優(yōu)秀排球運(yùn)動(dòng)員， 甚至全國(guó)優(yōu)秀排球運(yùn)動(dòng)員， 對(duì)運(yùn)動(dòng)效能進(jìn)行多維度角色感知評(píng)價(jià)，進(jìn)而對(duì)運(yùn)動(dòng)員價(jià)值進(jìn)行量化評(píng)估，以期達(dá)到建立優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員冠軍模型的目的， 據(jù)此對(duì)運(yùn)動(dòng)員發(fā)展?jié)摿M(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)選材。

5 結(jié)束語

大數(shù)據(jù)帶來的技術(shù)變革已經(jīng)深入到體育的各個(gè)領(lǐng)域，“互聯(lián)網(wǎng)+” 與體育深度融合的背后是科技發(fā)展的創(chuàng)新。 基于“互聯(lián)網(wǎng)+ 體育科研”的排球項(xiàng)目數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的構(gòu)建與應(yīng)用在數(shù)據(jù)查詢、匯總分析、競(jìng)技狀態(tài)報(bào)告、智能預(yù)測(cè)、制勝規(guī)律探究、精準(zhǔn)選材與冠軍模型數(shù)據(jù)積累方面取得一定的應(yīng)用效果，為“訓(xùn)科醫(yī)” 復(fù)合型團(tuán)隊(duì)提供了數(shù)據(jù)信息互通平臺(tái)和綜合分析工具， 可以提升科技助力效果和科學(xué)化訓(xùn)練水平， 使數(shù)據(jù)的應(yīng)用價(jià)值和科研助力訓(xùn)練的作用更為顯著，成為貫徹落實(shí)《體育強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要》中大數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)建設(shè)的先試者， 為其他體育項(xiàng)目大數(shù)據(jù)管理平臺(tái)的構(gòu)建起到示范作用。 當(dāng)然，正視不足，不斷優(yōu)化平臺(tái)內(nèi)容， 打通測(cè)試設(shè)備與平臺(tái)讀入接口間的共享通道，或自動(dòng)讀取儀器多種格式的報(bào)告數(shù)據(jù)，融入新技術(shù)解決應(yīng)用中遇到的部分?jǐn)?shù)據(jù)關(guān)聯(lián)篩選問題是平臺(tái)進(jìn)一步完善研究的關(guān)鍵點(diǎn)。 探索建立各學(xué)科數(shù)據(jù)之間的聯(lián)系并融合運(yùn)用是平臺(tái)發(fā)展的難點(diǎn)。 在準(zhǔn)確做好數(shù)據(jù)的采集、分析和可視化輸出的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化深度挖掘， 必定能使平臺(tái)成為競(jìng)技體育攻堅(jiān)克難的利器。