田径5000米运动员专项身体素质的估测方法和系统

摘要

本发明涉及运动员身体素质估测技术领域，尤其涉及一种田径5000米运动员专项身体素质的估测方法和系统。本发明分别测量运动员的身体指标，然后通过该身体指标进行估测运动员的专项身体素质，其使用的系统包括用于采集运动员身体指标的信息采集子系统、用于处理信息采集子系统采集到的信息得到估测结果的信息分析子系统，所述信息采集子系统包括身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪，其分别与所述信息分析子系统连接，信息分析子系统进行数据分析后估测运动员的专项身体素质，该系统结构科学，使用方便，可以快速对运动员的专项身体素质进行估测。

说明书

技术领域

本发明涉及运动员身体素质估测技术领域，特别是涉及一种田径5000米运动员专项身体素质的估测方法和系统。

背景技术

运动员的身体素质包括力量、速度、耐力、柔韧、灵敏等基本运动能力，这些能力是由运动员的形态结构、机体水平、能量物质储备及其他代谢水平等决定，而对于运动员在某一运动项目上的能力，可以通过与该专项有密切联系的专门性的身体练习有关，找出与该项目有密切联系的专门性的身体练习，不仅可以用于指导运动员进行针对性训练，也有利于选拔运动员、预测运动员的成绩。

对于田径5000米项目，男子5000米跑世界纪录为12分37秒35，女子5000米跑世界纪录为14分24秒53，完成该项目不仅耗时，也非常消耗运动员的体力，因此，如何利用耗时较短的运动项目，估测运动员5000米长跑的专项身体素质，对于提高运动员的能力、选拔运动员都有极大的积极意义。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，而提供一种田径5000米运动员专项身体素质的估测方法和系统，该方法利用因子分析找到与该项目相关的指标，通过测量该指标，估测运动员的专项身体素质，该系统结构科学，使用方便，可以快速对运动员的专项身体素质进行估测。

本发明的技术方案为：

一种田径5000米运动员专项身体素质的估测方法，分别测量运动员的身体指标，包括身高X₁、完成50米短跑的时间X₈、完成100米短跑的时间X₅、完成100米短跑后的脉搏次数X₆、30秒仰卧起坐次数X₁₃，根据各指标的权重系数，按照Y=0.501X₁-0.003X₈+0.254X₁₃+0.051X₅+0.196X₆，计算得出田径5000米运动员专项身体素质的评分。

测试完成50米短跑的时间X₈前，运动员应休息至恢复正常状态。

测试完成100米短跑的时间X₅与完成100米短跑后的脉搏次数X₆前，运动员应休息至恢复正常状态。

测试30秒仰卧起坐次数X₁₃前，运动员应休息至恢复正常状态。

一种田径5000米运动员专项身体素质的估测系统，包括用于采集运动员身体指标的信息采集子系统、用于处理信息采集子系统采集到的信息得到估测结果的信息分析子系统，所述信息采集子系统包括身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪，所述身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪分别与所述信息分析子系统连接。

所述信息分析子系统包括芯片、存储器、数据接收模块、评价模块，所述芯片分别与所述存储器、数据接收模块、评价模块电连接。

所述评价模块设置有显示屏。

所述数据接收模块设置有无线接收器或数据线接口。

所述身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪分别与所述信息分析子系统无线连接。

本发明的有益效果是：本发明的田径5000米运动员专项身体素质估测的方法分别测量运动员的身体指标，然后通过该身体指标进行估测运动员的专项身体素质，其使用的系统包括用于采集运动员身体指标的信息采集子系统、用于处理信息采集子系统采集到的信息得到估测结果的信息分析子系统，所述信息采集子系统包括身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪，所述身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪分别与所述信息分析子系统连接，信息分析子系统进行数据分析后估测运动员的专项身体素质，该系统结构科学，使用方便，可以快速对运动员的专项身体素质进行估测。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围限制于此。

实施例一。

本实施例通过因子分析法得出与田径5000米项目有关的影响因子，再找出该影响因子的代表指标，从而利用该代表指标表征运动员在田径5000米项目上的运动能力。

首先，根据田径5000米特点和相关领域专家的意见，确定14个指标进行测量：X₁：身高(cm)、X₂：体重(kg)、X₃：身高体重比、X₄：未运动时脉搏(次/min)、X₅：100米时间(s)、X₆：100米运动后脉搏(次/min)、X₇：助跑摸高十次平均值(m)、X₈：50米时间(s)、X₉：6m*16移动时间(s)、X₁₀：20秒深蹲次数(次)、X₁₁：立定三级蛙跳两次平均值(m)、X₁₂：立定原地起跳双手摸高五次平均值(m)、X₁₃：30秒仰卧起坐(次)、X₁₄：30秒俯卧撑(次)。选取一定数量的运动员进行测试，测试结果如表1。

表1 5000米长跑前17名运动员各项指标测试数据。

利用SPSS软件对上表的数据进行分析，经过KMO检验、Bartlett球形检验得出，KMO=0.505，Sig.=0.000<0.01，说明可以做进一步因子分析。经因子分析后，可以得到解释的总方差（如表2所示）。

表2 解释的总方差。

可见，与田径5000米长跑项目有关的身体素质指标有5个，可以用这个5个指标对运动员田径5000米长跑项目的能力进行估测。进一步，设定提取方法为主成份提取，得出14个测试指标对应5个身体素质指标的成分矩阵（如表3所示）。

表3 成份矩阵。

对表3的成分矩阵进行旋转得到旋转成分矩阵（如表4所示）。

表4 旋转成份矩阵。

根据表4可以得出，分别反应5个身体素质指标的测试指标为：

1、第一主因子：X₁：身高(cm)、X₂：体重(kg)、X₃：身高体重比、X₇：助跑摸高十次平均值(m)、X₉：6m*16移动(s)、X₁₂：立定原地起跳双手摸高五次平均值(m)。

第一主因子反映了柔韧性素质，柔韧性因子的贡献率为31.689%。

柔韧素质是指人体关节在不同方向上运动能力以及肌肉、韧带等软组织的伸展能力。柔韧素质是田径运动员的基础素质之一，它是指跨关节的肌肉、肌腱、韧带等软组织的伸展能力及弹性，即关节活动幅度和范围的大小。系统地提高或保持柔韧素质，对于加大技术动作幅度、提高运动成绩和预防运动伤害具有重要作用，是田径运动训练过程中必不可少的组成部分。田径运动员的柔韧素质分为一般柔韧素质和专门柔韧素质。一般柔韧素质是指适应于一般身体、技术、战术等训练所需要的柔韧素质。由于田径运动各个项目或各个动作都对人体主要关节部位活动范围有不同程度的要求，所以常常将人体最主要关节的活动能力视为一般 柔韧素质。专门柔韧素质是指专项运动所需的特殊柔韧素质。它是掌握和提高专项运动技术不可缺少的重要条件之一。平时训练过程中，运动员一般通过拉退、压腿、高抬腿等来提升韧带柔韧性。

2、第二主因子：X₈：50米(s)、X₁₀：20秒深蹲次数(次)。

第二主因子反映了速度素质，速度因子的贡献率为14.518%。

速度素质反映的是人体或身体某部位的快速运动能力。主要包括对外界快速刺激反应能力、快速完成动作的能力和快速通过某段距离的能力。从现有资料来看，2005 年以后的世界级田径比赛中（2005年以前也存在但趋势不甚明显），运动员从起跑到途中跑都保持在一个较高的跑速，而且伴随突然加速变速等途中跑的战术运用，另外终点冲刺的距离也在不断延长，这就要求运动员必须有一定的高速奔跑能力——速度素质。与世界级优秀中长跑运动员相比，北京市中长跑队运动员的速度素质相对较差，因此认为提高其运动成绩的一个重要方面，就是切实提高速度素质。同样，我国男子中长跑项目要求达到世界先进水平，也需从提高速度素质着手，并且在选材方面予以重视，在训练过程中加大速度训练所占的比重。同时，由于田径运动员成绩就取决于速度的快慢，并且随着运动员身体素质的不断提高，所以速度素质对运动员的要求越来越高。

3、第三主因子：X₄：未运动时脉搏(次/min)、X₁₃：30秒仰卧起坐(次)、X₁₄：30秒俯卧撑(次)。

第三主因子反映了力量素质，力量因子的贡献率为13.798%。

力量素质是指人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力，是运动员专项技术掌握和晚上的基础和保障，是运动员不可缺少的专项身体素质。身体素质的发展水平在竞技能力结构中起着重要甚至是决定性的作用，而力量素质作为人体运动的基本素质，它直接影响着运动员和体育爱好者技术的掌握。因此，加强对力量素质训练效果的研究，无疑对于提高运动员的竞技能力和运动成绩以及体育爱好者锻炼效果起着举足轻重的作用。

4、第四主因子：X₆：100米(s)、X₁₁：立定三级蛙跳两次平均值(m)。

第四主因子反映了弹跳素质，弹跳因子的贡献率为13.455%。

弹跳素质是全身力量、跑动速度、反应速度、身体协调性、灵活性的综合体现。弹跳素质对田径运动员越来越重要，其直接关系到长跑运动员跑步过程中步伐的大小以及每个步伐之间时间间隔的长短，步伐越大、步伐时间间隔越短，速度就越快，成绩就越好。

5、第五主因子：X₆：完成100米短跑后的脉搏(次/min)。

第五主因子反映了耐力素质，耐力因子的贡献率为10.096%。

耐力素质是指有机体在较长时间内，保持特定强度负荷或动作质量的能力。耐力素质主要反映田径运动员进行比赛时间长短的能力，在男子田径5000米中，一般运动员所需时间大概为20分钟左右，在这段时间内运动员要在超越一般机体能力极限的情况下进行前进，这个过程对运动员体力消耗也非常大，同时心跳加快，心脏压力增大。所以这个过程对心跳强度要求比较高，这也正是耐力素质的体现。

根据对所有测试指标进行相关性分析，使用公式进行计算得出各专项身体素质代表指标，其中，为类内指标间相关系数，n为类内指标个数，最大的作为类内之间的代表指标。从而得出5种影响因子的代表指标（如表5所示）。

根据各指标所在专项素质因子经过旋转后的特征值与各因子旋转后的特征值之和的比值来确定各专项素质因子的代表指标的权重系数。计算得出，各主因子代表指标的权重系数如表5所示：

表5 各主因子代表指标和各指标权重系数。

因此，可得到田径5000米运动员专项身体素质的估测公式为：

Y=0.501X₁-0.003X₈+0.254X₁₃+0.051X₅+0.196X₆

根据该结论，本实施例的田径5000米运动员专项身体素质的估测方法，

分别测量运动员的身体指标，包括身高X₁、完成50米短跑的时间X₈、完成100米短跑的时间X₅、完成100米短跑后的脉搏次数X₆、30秒仰卧起坐次数X₁₃，根据上述估测公式，计算得到田径5000米运动员专项身体素质的评分，进一步的，可以将评分转化为百分制，并将之分为优秀、良好、中等、及格、差五个级别，从而便于对运动员的能力有直观的了解。

为了保证测试的数据尽量准确，应该在测试完成50米短跑的时间X₈前、测试完成100米短跑的时间X₅与完成100米短跑后的脉搏次数X₆前、测试30秒仰卧起坐次数X₁₃前，运动员均应休息至恢复正常状态。

实施例二。

本实施例提供田径5000米运动员专项身体素质的估测系统，其包括用于采集运动员身体指标的信息采集子系统、用于处理信息采集子系统采集到的信息得到估测结果的信息分析子系统，信息采集子系统包括身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪，身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪分别与信息分析子系统连接。该系统通过信息采集子系统对运动员的身体指标进行采集，采集后通过信息分析子系统进行处理，然后输出估测结果。该系统结构科学，使用方便，可以快速对运动员的专项身体素质进行估测。对于本实施例的身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪可以为使用尺子、秒表等工具结合运动场地直接测量，也可以为专用的测试仪器。

进一步的，信息分析子系统包括芯片、存储器、数据接收模块、评价模块，芯片分别与存储器、数据接收模块、评价模块电连接，芯片中写有软件，芯片对数据接收模块、评价模块进行控制。

进一步的，为了便于输出估测结果，评价模块设置有显示屏，估测结果在显示器上输出，也可以通过喇叭或打印机输出。

数据接收模块设置有无线接收器或数据线接口，为了使用方便，本实施例的身高测试仪、仰卧起坐测试仪、50米跑测试仪、100米跑测试仪、脉搏测试仪分别与信息分析子系统无线连接。信息采集子系统采集到的数据直接通过无线方式发送至信息分析子系统进行处理。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。