人工智能背景下中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員精準(zhǔn)訓(xùn)練的策略研究

【中圖分類(lèi)號(hào)】G822 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-2813（2025）20-0021-03

[Abstract] The middleand long distance running events haveextremely highrequirements for athletes'physiological limits andtechnical economy.Precision training is thecore path to maximize individual potentialand minimizetheriskof sports injuries.Its traditionaltrainingsystemmainlyconsistsofendurancerunningtrainingatdiferentspeeds，technicalmovement training to improve gait，specializedstrength training to enhance muscle groups，and stretchingand relaxation training to promote recovery.The integrationof artificial inteligence technology provides technicalsupport for precise training.This article constructs a precise training strategy framework：optimizing endurance loads with physiological monitoring equipment; analyzing running technique posture via dynamic capture devices; enhancing the effectivenessof specialized force deployment by using force measurement equipment; guiding the regeneration process ofthe body based on the restoration evaluationequipment.Theresearch providesasystematicbasisand practical pathforconstructingascientific， efficient， and personalized inteligent training systems for middle and long distance running.

[Keywords] Artificial inteligence;Middleandlong distance running; Precision training; Improve gait; Wearable devices

以人工智能為核心的新一輪科技革命正深刻重塑體育科學(xué)領(lǐng)域，成為精準(zhǔn)訓(xùn)練模式演進(jìn)的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。精準(zhǔn)訓(xùn)練是指依據(jù)運(yùn)動(dòng)員個(gè)體實(shí)時(shí)生理、生物力學(xué)及心理特征，制訂并動(dòng)態(tài)優(yōu)化訓(xùn)練方案的科學(xué)范式。中長(zhǎng)跑項(xiàng)目因其對(duì)生理耐力、技術(shù)經(jīng)濟(jì)性與恢復(fù)質(zhì)量的高度依賴，本身涉及海量多維度數(shù)據(jù)。人工智能技術(shù)恰能對(duì)這些復(fù)雜數(shù)據(jù)進(jìn)行精確量化與深度解析，從而揭示訓(xùn)練負(fù)荷、技術(shù)動(dòng)作與機(jī)體恢復(fù)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)。鑒于此，該文系統(tǒng)梳理適用于中長(zhǎng)跑的關(guān)鍵人工智能技術(shù)與設(shè)備，并構(gòu)建涵蓋耐力、技術(shù)、力量與恢復(fù)的精準(zhǔn)訓(xùn)練策略框架，旨在為該項(xiàng)目訓(xùn)練方法智能化升級(jí)提供理論參考與實(shí)踐指引。

1中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練內(nèi)容

1.1不同配速的耐力跑步訓(xùn)練

中長(zhǎng)跑是一種中距離與長(zhǎng)距離相結(jié)合的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，它以有氧耐力為基礎(chǔ)，以發(fā)展運(yùn)動(dòng)員的速度、力量、柔韌性和協(xié)調(diào)性等身體素質(zhì)為主要內(nèi)容的體能項(xiàng)目[1]。不同配速的耐力跑步訓(xùn)練是傳統(tǒng)訓(xùn)練體系的核心，其內(nèi)容涵蓋長(zhǎng)距離慢跑、乳酸門(mén)檻跑及高強(qiáng)度間歇跑3種基本形式。長(zhǎng)距離慢跑指以較低強(qiáng)度完成長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)性跑步，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度通常維持在最大心率的 65% 279% 區(qū)間。乳酸門(mén)檻跑是一種以乳酸閾值配速進(jìn)行的持續(xù)性訓(xùn)練，能使運(yùn)動(dòng)員身體保持在一種可控且具有挑戰(zhàn)性的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。高強(qiáng)度間歇跑由多次高強(qiáng)度、短時(shí)間的沖刺與短暫恢復(fù)期交替構(gòu)成，其沖刺階段運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度接近或達(dá)到運(yùn)動(dòng)員最大攝氧量水平[2]

1.2改善步態(tài)的技術(shù)動(dòng)作訓(xùn)練

改善步態(tài)的技術(shù)動(dòng)作訓(xùn)練構(gòu)成一套專(zhuān)門(mén)練習(xí)體系，主要由高抬腿與后踢腿練習(xí)、小步跑與車(chē)輪跑練習(xí)以及上坡跑與下坡跑練習(xí)組成。高抬腿與后踢腿練習(xí)作為一種動(dòng)態(tài)技術(shù)動(dòng)作，核心在于強(qiáng)調(diào)大腿主動(dòng)上抬與小腿折疊。小步跑與車(chē)輪跑練習(xí)涉及高頻率、小步幅快速移動(dòng)和模仿車(chē)輪滾動(dòng)的循環(huán)送髖動(dòng)作。上坡跑與下坡跑練習(xí)是在具有一定坡度的自然或人造斜面上進(jìn)行的跑動(dòng)訓(xùn)練，前者要求運(yùn)動(dòng)員克服重力做功，后者涉及身體在下行坡度上的控制能力。

1.3增強(qiáng)肌群的專(zhuān)項(xiàng)力量訓(xùn)練

增強(qiáng)肌群的專(zhuān)項(xiàng)力量訓(xùn)練是一套綜合性練習(xí)體系，包含核心肌群穩(wěn)定性訓(xùn)練、下肢復(fù)合動(dòng)作訓(xùn)練與增強(qiáng)式跳躍訓(xùn)練。核心肌群穩(wěn)定性訓(xùn)練主要針對(duì)軀干的深、淺層肌肉群，旨在提升身體中軸靜態(tài)姿態(tài)保持與動(dòng)態(tài)姿態(tài)控制能力。下肢復(fù)合動(dòng)作訓(xùn)練指調(diào)動(dòng)髖、膝、踝等多關(guān)節(jié)肌群協(xié)同發(fā)力的負(fù)重或自重練習(xí)，其動(dòng)作模式以深蹲、硬拉等基礎(chǔ)力量形式為主[3]。增強(qiáng)式跳躍訓(xùn)練由快速爆發(fā)性跳躍動(dòng)作構(gòu)成，核心在于訓(xùn)練肌肉在瞬間完成從離心到向心的快速收縮轉(zhuǎn)換。

1.4促進(jìn)恢復(fù)的拉伸放松訓(xùn)練

促進(jìn)恢復(fù)的拉伸放松訓(xùn)練是一套綜合性身體恢復(fù)手段，包含跑后關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練、主要肌群靜態(tài)拉伸及泡沫軸筋膜放松。跑后關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練是一種針對(duì)主要運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的低強(qiáng)度動(dòng)態(tài)練習(xí)，內(nèi)容包括對(duì)髖、踝等關(guān)節(jié)進(jìn)行有控制的擺動(dòng)與環(huán)繞[4]。主要肌群靜態(tài)拉伸指將股四頭肌、胭繩肌等核心肌群牽拉至一定限度并保持該姿勢(shì)靜止的練習(xí)。泡沫軸筋膜放松屬于一種自我筋膜施壓技術(shù)，訓(xùn)練者利用自身體重與泡沫軸等工具對(duì)目標(biāo)肌肉進(jìn)行緩慢滾動(dòng)按壓。

2賦能中長(zhǎng)跑精準(zhǔn)訓(xùn)練的人工智能設(shè)備

2.1可穿戴式生理監(jiān)測(cè)設(shè)備

可穿戴式生理監(jiān)測(cè)設(shè)備主要包括集成GPS與光電心率傳感器的智能手表，以及能夠測(cè)算跑步功率的足莢。這類(lèi)設(shè)備集成的傳感器用于監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度、力量、動(dòng)作軌跡等，實(shí)時(shí)分析動(dòng)作質(zhì)量和體能狀態(tài)，提供個(gè)性化建議[5]，其內(nèi)置算法則對(duì)海量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與建模。運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練全程佩戴，可即時(shí)獲取運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度與訓(xùn)練負(fù)荷的量化評(píng)估，并接收基于生理數(shù)據(jù)模型的疲勞判斷及傷病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警。

2.2視覺(jué)化動(dòng)態(tài)捕捉設(shè)備

視覺(jué)化動(dòng)態(tài)捕捉設(shè)備主要有高速運(yùn)動(dòng)分析相機(jī)與智能運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)。其技術(shù)以計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法為核心，可實(shí)時(shí)處理采集到的運(yùn)動(dòng)員跑動(dòng)影像，自動(dòng)識(shí)別并追蹤人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)。該系統(tǒng)部署于訓(xùn)練現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)多角度捕捉運(yùn)動(dòng)員動(dòng)態(tài)姿態(tài)，由人工智能模型對(duì)步態(tài)進(jìn)行生物力學(xué)分析。分析結(jié)果以量化報(bào)告形式呈現(xiàn)，包含觸地時(shí)間、垂直振幅等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，能直觀揭示技術(shù)動(dòng)作的非對(duì)稱(chēng)性與潛在損傷風(fēng)險(xiǎn)，為跑姿精細(xì)化調(diào)整提供支持。

2.3交互式力量測(cè)量設(shè)備

交互式力量測(cè)量設(shè)備主要涵蓋智能力量訓(xùn)練器械及基于速度的訓(xùn)練（VelocityBasedTraining，VBT）測(cè)量設(shè)備。其技術(shù)運(yùn)用內(nèi)置的力學(xué)與位移傳感器捕捉動(dòng)作數(shù)據(jù)，再由算法模型實(shí)時(shí)解析運(yùn)動(dòng)員的力量、速度與功率輸出。運(yùn)動(dòng)員執(zhí)行力量訓(xùn)練時(shí)，設(shè)備會(huì)量化每次動(dòng)作完成質(zhì)量并評(píng)估神經(jīng)肌肉疲勞狀態(tài)，這種客觀數(shù)據(jù)反饋可輔助其精確調(diào)整訓(xùn)練負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)對(duì)力量增長(zhǎng)與恢復(fù)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)管理。

2.4集成化的恢復(fù)評(píng)估設(shè)備

集成化恢復(fù)評(píng)估設(shè)備主要包括智能恢復(fù)監(jiān)測(cè)指環(huán)與智能脈沖按摩設(shè)備。其技術(shù)運(yùn)用多維傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)心率變異性（HeartRateVariability，HRV）、體溫等生理信號(hào)，并由算法模型綜合分析以評(píng)估自主神經(jīng)系統(tǒng)狀態(tài)。運(yùn)動(dòng)員在睡眠或休息時(shí)使用該設(shè)備，可生成量化的恢復(fù)指數(shù)與就緒度評(píng)分，這些客觀數(shù)據(jù)能直觀揭示身體的應(yīng)激與恢復(fù)水平，為調(diào)整訓(xùn)練強(qiáng)度、實(shí)施精準(zhǔn)恢復(fù)干預(yù)提供科學(xué)依據(jù)。

3人工智能賦能中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員精準(zhǔn)訓(xùn)練的策略

3.1借助生理監(jiān)測(cè)設(shè)備，優(yōu)化耐力訓(xùn)練負(fù)荷

執(zhí)行長(zhǎng)距離慢跑訓(xùn)練，需通過(guò)GPS心率手表預(yù)設(shè)最大心率 65%～79% 的精確目標(biāo)區(qū)間。訓(xùn)練期間，運(yùn)動(dòng)員依據(jù)手表反饋的實(shí)時(shí)心率主動(dòng)調(diào)節(jié)配速，確保心率值不偏離預(yù)設(shè)范圍。同時(shí)，利用其步瀕監(jiān)測(cè)功能，根據(jù)實(shí)時(shí)節(jié)拍器或警報(bào)，將步頻穩(wěn)定在每分鐘180步。訓(xùn)練后，還需分析心率漂移數(shù)據(jù)，將后半程心率增幅控制在5% 以內(nèi)。

實(shí)施乳酸閾跑訓(xùn)練，主要以運(yùn)動(dòng)功率計(jì)作為調(diào)控工具。訓(xùn)練方案需預(yù)設(shè)功能性閾值功率 95%～105% 。訓(xùn)練中，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)持續(xù)關(guān)注實(shí)時(shí)功率數(shù)據(jù)，主動(dòng)調(diào)整發(fā)力模式以維持輸出穩(wěn)定。以心率手表作為輔助監(jiān)控，確保心率不高于最大心率的 92% ，防止強(qiáng)度失控。同時(shí)，應(yīng)力求將平均觸地時(shí)間控制在 220ms 以內(nèi)，維持高效跑姿。

高強(qiáng)度間歇跑的精準(zhǔn)化執(zhí)行，需運(yùn)用GPS手表設(shè)定明確的沖刺配速目標(biāo)，如在每個(gè)重復(fù)跑次中達(dá)到每公里 3min30 s的配速。訓(xùn)練時(shí)，借助運(yùn)動(dòng)功率計(jì)監(jiān)測(cè)功率輸出，以量化神經(jīng)肌肉募集水平。還需實(shí)時(shí)關(guān)注垂直振幅數(shù)據(jù)，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)將其控制在 8.0cm 以內(nèi)，防止因疲勞導(dǎo)致的技術(shù)變形與能量浪費(fèi)。

3.2通過(guò)動(dòng)態(tài)捕捉設(shè)備，解析跑動(dòng)技術(shù)姿態(tài)

執(zhí)行高抬腿與后踢腿練習(xí)時(shí)，在訓(xùn)練場(chǎng)部署智能運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，可對(duì)技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行實(shí)時(shí)解析。高抬腿練習(xí)時(shí)，系統(tǒng)設(shè)定大腿上拾的峰值角度，運(yùn)動(dòng)員需將髖關(guān)節(jié)屈曲角度穩(wěn)定在 90^° 以上。在后踢腿練習(xí)中，系統(tǒng)追蹤并量化腳跟與臀部的最近距離，運(yùn)動(dòng)員則需根據(jù)反饋將此距離控制在 15cm 以內(nèi)。系統(tǒng)亦監(jiān)測(cè)軀干垂直穩(wěn)定性，確保身體中軸晃動(dòng)幅度較小，以糾正姿態(tài)代償。

運(yùn)用智能運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)，可對(duì)小步跑與車(chē)輪跑練習(xí)進(jìn)行精細(xì)化調(diào)控。執(zhí)行小步跑時(shí)，系統(tǒng)可設(shè)定明確的步頻目標(biāo)，運(yùn)動(dòng)員據(jù)此將步頻提升并穩(wěn)定在每分鐘200步以上。在車(chē)輪跑練習(xí)中，系統(tǒng)分析足部落地點(diǎn)與身體重心的相對(duì)位置，運(yùn)動(dòng)員需將水平落足點(diǎn)控制在重心投影點(diǎn)之后 5cm 內(nèi)。系統(tǒng)亦持續(xù)監(jiān)測(cè)觸地時(shí)間，運(yùn)動(dòng)員需根據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋，將平均觸地時(shí)間縮短至180ms 以下。

在坡道訓(xùn)練場(chǎng)地部署高速運(yùn)動(dòng)分析相機(jī)，可對(duì)上坡跑與下坡跑的技術(shù)細(xì)節(jié)進(jìn)行捕捉與解析。上坡跑時(shí)，相機(jī)重點(diǎn)分析軀干姿態(tài)，運(yùn)動(dòng)員需使身體中軸與坡道表面保持近乎垂直。下坡跑階段，系統(tǒng)捕捉并量化觸地瞬間的膝關(guān)節(jié)角度，運(yùn)動(dòng)員需維持該角度在 165^° 以上，以有效緩沖沖擊。系統(tǒng)同時(shí)計(jì)算實(shí)時(shí)步頻，運(yùn)動(dòng)員需將下坡跑的步頻穩(wěn)定在每分鐘185步以上，以優(yōu)化落地方式。

3.3利用力量測(cè)量設(shè)備，強(qiáng)化專(zhuān)項(xiàng)發(fā)力效果

核心肌群穩(wěn)定性訓(xùn)練可利用集成力學(xué)傳感器的智能平板進(jìn)行。運(yùn)動(dòng)員完成支撐類(lèi)動(dòng)作時(shí)，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)重心晃動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員需將壓力中心位移軌跡的總長(zhǎng)度控制在 80mm 以內(nèi)。系統(tǒng)同時(shí)分析兩側(cè)負(fù)重均衡性，運(yùn)動(dòng)員需控制力量輸出的差異，使兩側(cè)力量輸出相對(duì)均衡。執(zhí)行抗旋轉(zhuǎn)動(dòng)作時(shí)，智能力械反饋實(shí)時(shí)拉力，運(yùn)動(dòng)員需將等長(zhǎng)收縮的力量波動(dòng)幅度控制在目標(biāo)值的±3% 以內(nèi)。

下肢復(fù)合動(dòng)作訓(xùn)練可引入VBT測(cè)量設(shè)備。執(zhí)行深蹲等動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員根據(jù)實(shí)時(shí)速度反饋，將向心收縮階段的平均杠鈴速度維持在 0.75m/s 以上。同時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算峰值功率，運(yùn)動(dòng)員需確保其輸出不低于 1500W 。為確保技術(shù)規(guī)范，還需監(jiān)測(cè)杠鈴運(yùn)動(dòng)軌跡，將其垂直位移路徑與身體中軸線的水平偏差控制在 3cm 以內(nèi)。

增強(qiáng)式跳躍訓(xùn)練可使用智能測(cè)力臺(tái)或跳躍測(cè)量墊。執(zhí)行落體跳等動(dòng)作時(shí)，運(yùn)動(dòng)員依據(jù)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)反饋，將觸地時(shí)間嚴(yán)格控制在 200ms 以內(nèi)。同時(shí)，系統(tǒng)量化垂直起跳高度，運(yùn)動(dòng)員需確保每次跳躍高度不低于 40cm 。基于這兩項(xiàng)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)計(jì)算并呈現(xiàn)反應(yīng)力量指數(shù)（RSI），運(yùn)動(dòng)員需將此綜合指標(biāo)穩(wěn)定在2.5以上。

3.4基于恢復(fù)評(píng)估設(shè)備，指導(dǎo)機(jī)體再生過(guò)程

跑后關(guān)節(jié)活動(dòng)度訓(xùn)練的執(zhí)行依據(jù)智能恢復(fù)監(jiān)測(cè)指環(huán)的每日就緒度評(píng)分進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員就緒度評(píng)分低于70，或靜息心率較周均值高出5次 /min 時(shí)，其低強(qiáng)度關(guān)節(jié)活動(dòng)練習(xí)時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)至 15min ，以在不增加機(jī)體應(yīng)激的前提下促進(jìn)關(guān)節(jié)滑液分泌與循環(huán)。

主要肌群靜態(tài)拉伸方案依據(jù)智能恢復(fù)監(jiān)測(cè)指環(huán)的HRV數(shù)據(jù)調(diào)整。當(dāng)運(yùn)動(dòng)員夜間HRV值低于 40ms ，表明機(jī)體承受較大生理負(fù)荷，此時(shí)針對(duì)核心肌群的靜態(tài)拉伸單次保持時(shí)間延長(zhǎng)至 30s. 。拉伸結(jié)束后，再對(duì)這些重點(diǎn)肌群使用強(qiáng)度為 50Hz 的智能脈沖按摩設(shè)備進(jìn)行干預(yù)。

泡沫軸筋膜放松的實(shí)施策略與智能恢復(fù)監(jiān)測(cè)指環(huán)的睡眠數(shù)據(jù)直接關(guān)聯(lián)。若運(yùn)動(dòng)員夜間睡眠評(píng)分低于75分，表明機(jī)體恢復(fù)不充分，其針對(duì)小腿三頭肌、臀大肌等部位的泡沫軸滾動(dòng)放松時(shí)間則從常規(guī)時(shí)長(zhǎng)延長(zhǎng)至90s。對(duì)于滾動(dòng)中發(fā)現(xiàn)的特定激痛點(diǎn)，還可使用頻率為30Hz 的智能脈沖按摩設(shè)備進(jìn)行深度干預(yù)。

4結(jié)語(yǔ)

人工智能技術(shù)的深度融合，正深刻變革著中長(zhǎng)跑項(xiàng)目的傳統(tǒng)訓(xùn)練范式，使訓(xùn)練過(guò)程從依賴主觀經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)向基于客觀數(shù)據(jù)的科學(xué)決策，為運(yùn)動(dòng)員實(shí)現(xiàn)個(gè)體化、高效能與低損傷的訓(xùn)練目標(biāo)提供了前所未有的技術(shù)支持。實(shí)現(xiàn)這一變革的關(guān)鍵在于構(gòu)建訓(xùn)練負(fù)荷與生理恢復(fù)的閉環(huán)調(diào)控，對(duì)跑動(dòng)姿態(tài)進(jìn)行生物力學(xué)量化診斷，并推動(dòng)專(zhuān)項(xiàng)力量訓(xùn)練的精準(zhǔn)化與高效化?；诖?，系統(tǒng)梳理了人工智能賦能下的精準(zhǔn)訓(xùn)練策略，為我國(guó)中長(zhǎng)跑項(xiàng)目探索和建立一套科學(xué)、高效的智能化訓(xùn)練方法提供了理論參考與實(shí)踐路徑。

參考文獻(xiàn)

[1]李偉杰.黑龍江省高校中長(zhǎng)跑訓(xùn)練現(xiàn)狀研究[D].哈爾濱：哈爾濱師范大學(xué)，2023.

[2]許毅梟，高炳宏，趙永才，等.高溫環(huán)境下混合預(yù)冷對(duì)男性中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員體溫調(diào)節(jié)和有氧耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的影響[J].體育科學(xué)，2020，40（4）：42-49，89.

[3]母應(yīng)秀，唐橋.青少年中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員下肢關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度與動(dòng)態(tài)平衡能力的相關(guān)性研究[J].中國(guó)體育科技，2021，57（8）：36-43.

[4]馬靖斌.組合訓(xùn)練法在高校陽(yáng)光組中長(zhǎng)跑運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中的應(yīng)用研究[D]武漢：武漢體育學(xué)院，2023

[5]張秀麗，姚思齊，周陽(yáng)，等.人工智能助推學(xué)校體育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的應(yīng)用場(chǎng)景及關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題闡釋[J]體育學(xué)研究，2025，39（2）：11-20.