王珽珽,樊 謙,廖蓉蓉

(江西師范大學(xué)體育學(xué)院,江西南昌330027)

0 前 言

男子3 000m障礙跑是國際田聯(lián)開展的傳統(tǒng)項目,我國早就開始了這項運(yùn)動,但競技水平不高。本文應(yīng)用數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)建模等方法,對2002～2009年間世界男子高級組和初級組前8名成績、中國前3名成績進(jìn)行分析量化,對2010～2013年男子3 000m障礙跑成績發(fā)展的可能方向進(jìn)行預(yù)測與分析,從而揭示世界男子3 000m障礙跑發(fā)展現(xiàn)狀、我國選手與世界高水平運(yùn)動員之間的差距及我國在該項目的發(fā)展現(xiàn)狀,并為提高我國男子3 000m障礙跑運(yùn)動技術(shù)水平提供理論與實踐依據(jù)。

經(jīng)Internet用本文關(guān)鍵字檢索中國知網(wǎng)、國家圖書館和萬方數(shù)據(jù)庫,未見用本研究方法對“世界男子3 000m障礙跑成績發(fā)展態(tài)勢分析”方面的報道。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

2002～2009年世界田徑賽男子年度排名前8的3 000m障礙跑運(yùn)動員的成績;2002～2009年中國男子排名前3名運(yùn)動員的成績。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法。通過Internet檢索 IAAF網(wǎng)站和中國田徑協(xié)會官方網(wǎng)站,獲取從2002至2009年期間的世界田徑賽男子前8名成績以及中國前3名3 000m障礙跑成績,同時在江西師范大學(xué)圖書館查閱《統(tǒng)計預(yù)測和決策》、《中國體育年鑒》、《田徑高級教程》、《體育科學(xué)研究方法》、《運(yùn)動訓(xùn)練學(xué)》等專著,為該研究提供理論支持。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計。對收集的原始數(shù)據(jù)分析,用 Excel2007對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理[1],并對統(tǒng)計結(jié)果進(jìn)行分析。

1.2.3 數(shù)學(xué)建模法。以2002～2009年參加世界田徑賽男子前8名和中國男子前3名的3 000m障礙跑成績?yōu)榛A(chǔ),運(yùn)用數(shù)學(xué)建模的方法,對2010～2013年男子3 000m障礙跑成績發(fā)展水平進(jìn)行預(yù)測與分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 我國國內(nèi)頂尖選手成績與世界高級組選手成績態(tài)勢分析

表1 2002～2009年我國國內(nèi)頂尖選手與世界高級組男子3 000m障礙跑成績一覽表(min,s)

圖1 2002年～2009年我國選手與世界高級組男子3 000m障礙跑成績態(tài)勢圖

由表1結(jié)合圖1成績變化曲線可見:世界男子3 000m障礙跑成績發(fā)展總體呈現(xiàn)平穩(wěn)的態(tài)勢。第1名成績、世界前3名和前8名成績曲線在2002-2009年之間呈現(xiàn)出“走平的態(tài)勢”,大致呈“水平線”的特點(diǎn)。說明世界男子3 000m障礙跑已經(jīng)達(dá)到了很高的水平,且呈現(xiàn)出成績波動小、穩(wěn)定性很好的特點(diǎn),但從世界3 000m障礙跑成績的三條曲線的走勢來看,成績往上提升和下降的空間都已很小了。

至于我國方面,從圖1可見,我國的兩條曲線明顯在世界的三條曲線下方較遠(yuǎn)的位置,說明我國選手在該項目上的水平較世界水平落后,且差距較大。再者,我國男子3 000m障礙跑第1名和前3名成績走勢非常相似,呈現(xiàn)出“兩波峰,一谷底”的特點(diǎn),這與世界的三條曲線大致呈“水平線”的特點(diǎn)相比較,我國選手的運(yùn)動成績波動較大,體現(xiàn)出穩(wěn)定性差的劣勢。這充分說明我國男子3 000m障礙跑項目開展時間雖早,訓(xùn)練時間較長,但水平一直較低,且成績的穩(wěn)定性差,與世界高水平運(yùn)動員有較大的差距。同時,我們也可從曲線發(fā)展的趨勢看出,我國在該項目上的水平有明顯的上揚(yáng)態(tài)勢,且提升的空間較大,但也要清楚地看到提高速度緩慢。因此,在訓(xùn)練過程中最為關(guān)鍵的是在提高成績穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上,以科學(xué)化訓(xùn)練指導(dǎo),穩(wěn)步提高成績,快速提升我國選手在該項目上競爭實力。

2.2 國內(nèi)頂尖選手成績與世界初級組選手成績態(tài)勢分析

表2 2004～2009年我國選手與世界初級組男子3 000m障礙跑成績一覽表(min,s)

圖2 2004年～2009年我國選手與世界初級組男子3 000m障礙跑成績態(tài)勢圖

由表2結(jié)合圖2成績變化曲線可見:世界初級組第1名成績、前3名和前8名平均成績曲線在2004～2009年之間呈現(xiàn)“三波峰,三谷底”的變化特點(diǎn),世界初級組男子3 000m障礙跑成績發(fā)展總體呈現(xiàn)下降的態(tài)勢,但進(jìn)一步走低的趨勢不大。說明世界初級組男子3 000m障礙跑的競技水平也達(dá)到了較高的水平,且呈現(xiàn)出成績的波動小、穩(wěn)定性好的特點(diǎn),但從世界初級組3 000m障礙跑成績的三條曲線的走勢來看,成績往上提升與走低的空間都很小,但與我國相比較,從圖1可見,我國的成績穩(wěn)定性同樣不如世界初級組選手,而且我國頂尖選手的兩條曲線明顯在世界初級組選手三條曲線下方的位置,這進(jìn)一步說明我國國內(nèi)頂尖選手的水平較世界初級組水平還要落后,我國在3 000m障礙跑項目上的發(fā)展水平較緩慢,也說明我國在該項目上的訓(xùn)練手段不是很先進(jìn),當(dāng)然也不排除其他原因的可能。但從圖中的曲線走勢可知,差距至2007年開始在逐漸地縮小,且有進(jìn)一步縮小的趨勢。

2.3 2010～2013年世界與中國頂尖男子3 000m障礙跑成績發(fā)展態(tài)勢分析

2.3.1 預(yù)測方法的選擇。體育成績預(yù)測根據(jù)其特征采用時間序列預(yù)測方法。時間序列預(yù)測方法可分為:自回歸法、移動平均法、指數(shù)平滑法、季節(jié)指數(shù)法、Markov鏈法等。移動平均法具有使用簡單、容易理解等優(yōu)點(diǎn),但它們的預(yù)測精度比較低;而指數(shù)平滑法利用平滑平均數(shù)可以將數(shù)據(jù)序列的數(shù)量差異抽象化的原理,對歷史的統(tǒng)計數(shù)據(jù)進(jìn)行加權(quán)修勻,使修勻后的數(shù)據(jù)信息排除異常數(shù)據(jù)的影響,從而顯示出預(yù)測對象變動的基本趨勢。它具有兩個顯著特點(diǎn):①充分利用全部歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)信息;②遵循“重近輕遠(yuǎn)”的原則,使時間序列所包含的歷史規(guī)律性能顯著地體現(xiàn)出來,預(yù)測精度較高,故筆者認(rèn)為應(yīng)選用指數(shù)平滑法進(jìn)行中短期成績發(fā)展趨勢預(yù)測。

2.3.2 指數(shù)平滑法預(yù)測模型的建立。指數(shù)平滑法根據(jù)平滑次數(shù)不同分為:一次指數(shù)平滑法、二次指數(shù)平滑法和三次指數(shù)平滑法等,若數(shù)據(jù)點(diǎn)序列的分布呈線性趨勢,用二次指數(shù)平滑法進(jìn)行預(yù)測,若數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布帶有曲率,用三次指數(shù)平滑法預(yù)測出的結(jié)果更精確。

2.3.2.1 世界高級組男子成績預(yù)測模型的建立。分析圖1:發(fā)現(xiàn)世界高級組男子時間序列曲線大致呈線性的趨勢,因此,利用二次指數(shù)平滑法來擬合比較合適。二次指數(shù)平滑法要對原始的實際數(shù)據(jù)計算2次指數(shù)平滑值,然后得出預(yù)測公式[2]。

以2002～2009年世界高級組男子3 000m障礙跑成績作為觀測值建模,對2010～2013年世界高級組男子3 000m障礙跑項目的前8名成績分別進(jìn)行預(yù)測。

①確定初始值 St(1)、S1(2):該例時間序列數(shù)據(jù)小于10項,為能準(zhǔn)確的反應(yīng)數(shù)據(jù)的變化,減小誤差,故取整個時列中的8個數(shù)據(jù)的平均值為初始值:St(1)=S1(2)=(7m58s09+…+7m58s85)/8=7m58s71。

②α的選擇,α的取值0.1～0.9,當(dāng)時間數(shù)列相對平穩(wěn)時,可取較大的α;當(dāng)時間數(shù)列波動較大時,應(yīng)取較小的α,以不忽略遠(yuǎn)期實際值的影響,結(jié)合曲線可得,α應(yīng)為0.2。

③計算預(yù)測值α當(dāng)=0.2時 a2009=8m00s50 b2009=7.66E-07,

二次指數(shù)平滑的預(yù)測模型是:￣Y 2012=8m00s50+7.66E-07T;

表3 2010～2013年世界高級組男子3000m障礙跑第一名預(yù)測成績計算表(=0.2)

根據(jù)上述方法預(yù)測,得出2010～2013年世界高級組男子3 000m障礙跑預(yù)測成績數(shù)據(jù)表4。

表4 2010～2013年世界高級組男子3 000m障礙跑預(yù)測成績

2.3.2.2 我國頂尖選手和世界初級組男子成績預(yù)測模型的建立。分析圖2:發(fā)現(xiàn)我國選手和世界初級組選手的時間序列曲線帶有曲率的特點(diǎn),因此,利用三次指數(shù)平滑法來擬合較合適。三次指數(shù)平滑法[2]:是二次平滑基礎(chǔ)上的再次平滑,要對原始的實際數(shù)據(jù)計算3次的指數(shù)平滑值,其原理與前文的二次指數(shù)平滑相似,其預(yù)測公式如下:

以2004～2009年世界初級組和2002～2009年中國頂尖選手男子3 000m障礙跑成績分別作為觀測值建模,對2010～2013年世界成績進(jìn)行預(yù)測和中國3 000m障礙跑項目的前3名成績分別進(jìn)行預(yù)測。

①確定初始值St(1)、St(2)和 St(3):該例時間序列數(shù)據(jù)小于10項,為能準(zhǔn)確的反應(yīng)數(shù)據(jù)的變化,減小誤差,故取整時間序列中數(shù)據(jù)的平均值為初始值:St(1)=St(2)=St(3)=(8m05s52+…+8:20.58)/8=8:08.81。

②依據(jù)曲線的特征,α取值為0.2。

③計算預(yù)測值α當(dāng)=0.2時 a2009=8m25s13,b2009=-7.52E-06,c2009= -1.30E-07T2

三次指數(shù)平滑的預(yù)測模型是:

具體預(yù)測成績計算表詳見表5。

表5 2010～2013年我國頂尖男子3 000m障礙跑第一名預(yù)測成績計算表(=0.2)

根據(jù)上述方法預(yù)測,分別得出2010～2013年世界初級組及中國頂尖選手3 000m障礙跑預(yù)測成績數(shù)據(jù)表6。

2.4 我國優(yōu)秀男子3 000m障礙跑選手與世界優(yōu)秀選手成績發(fā)展趨勢比較

結(jié)合表4和表6,繪制我國優(yōu)秀選手與世界優(yōu)秀選手發(fā)展態(tài)勢對比圖,如下圖 3所示。從圖3中看出,我國男子3 000m障礙跑未來的水平雖有所進(jìn)步,但還是在世界初級水平之下,不過經(jīng)過科學(xué)的訓(xùn)練有望達(dá)到世界初級組水平。其二,世界高級組選手成績曲線雖均呈逐年略向下的態(tài)勢,但下降的空間很小且在中國曲線上方較遠(yuǎn)的位置,充分說明我國與世界高水平選手的差距之大。其三,我國第1名和前3名平均成績兩條線相隔較遠(yuǎn),體現(xiàn)出后備力量不足,而世界高級組和初級組第1名曲線和前3名平均成績曲線雖有略向下的態(tài)勢,但兩者的相對位置很近,這就給中國鑄就了一道強(qiáng)大的屏障,說明我國選手在相當(dāng)長的時間內(nèi)是很難達(dá)到世界高級水平的,但我們也可以清楚地看到我國的第1名、前3名平均成績預(yù)測曲線有明顯上揚(yáng)的趨勢,表明差距將有進(jìn)一步縮小趨勢。

表6 2010～2013年世界、中國男子3 000m障礙跑預(yù)測成績

圖3 2010～2013年世界、中國男子3 000m障礙跑成績預(yù)測圖

3 結(jié) 論

3.1 國際田聯(lián)自開展男子3 000m障礙跑項目以來,運(yùn)動成績提高很快且維持在一定的水平上,世界男子3 000m障礙跑成績總體水平高于中國男子3 000m障礙跑水平,但中國男子3 000m障礙跑水平呈總體穩(wěn)步向上發(fā)展的態(tài)勢,這將進(jìn)一步縮小與世界高水平的差距。

3.2 世界3 000m障礙跑選手的前3名運(yùn)動員成績同步起落較小,而我國前3名運(yùn)動員成績呈現(xiàn)同步起落較大的特征,反映出我國男子3000m障礙跑成績穩(wěn)定性差的不利現(xiàn)狀。

3.3 我國與世界男子3 000m障礙跑的運(yùn)動技術(shù)水平差距明顯。至2007年開始,這種差距在縮小,但我國該項運(yùn)動技術(shù)水平還處于世界初級水平之下,這種已開展了幾十年的傳統(tǒng)項目的現(xiàn)狀令人堪憂。

3.4 通過數(shù)學(xué)模型預(yù)測,2010～2013年男子3 000m障礙跑成績呈逐年緩慢提升的態(tài)勢,中國與世界的差距將縮小,但世界前8水平接近,中國前3水平則相差較遠(yuǎn),表現(xiàn)出中國后備力量的不足,要突破該屏障,我們?nèi)匀蝗沃氐肋h(yuǎn)。

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