鄭念軍　蔡成法　劉廣勝　欒凱

摘 要：采用文獻資料、專家訪談、探索性研究、經(jīng)驗總結(jié)等研究方法，從訓練、科技和管理的角度闡述建立數(shù)字化競技實力平臺的必要性。從設(shè)計理念、系統(tǒng)架構(gòu)、主要內(nèi)容、功能作用、應用示范與模式等方面，介紹了數(shù)字化競技實力平臺的構(gòu)建與初步應用情況，進而提出了未來發(fā)展方向和預期效果。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化;競技實力平臺;研制;應用

中圖分類號：G811.6? 文獻標識碼：A? 文章編號：1009-9840（2020）06-0001-07

Development and application of digital competitive strength platform

ZHENG Nianjun1， CAI Chengfa1， LIU Guangsheng1， LUAN Kai2

（1.Shandong Institute of Sport Science， Jinan 250102， Shandong， China; 2. Wuxi Paoba Intelligent Technology Co.， Ltd.， Wuxi 214028， Jiangsu， China）

Abstract：This paper discusses the necessity of establishing a digital competitive strength platform from the perspectives of training， technology and management with the methods of literature review， expert interview， exploration research and experience summary. It introduces the construction and application of the platform in terms of the platform connotation， organization structure， implementation process， main content， function and preliminary application， and then puts forward the future development direction and expected effect.

Key words： digitization;competitive strength platform; development; application

收稿日期：2020-08-10

作者簡介：鄭念軍（1968- ），男，博士，研究員，研究方向體能訓練。

運動訓練的過程就是不斷提高運動員競技能力的過程，亦即使其具備相當?shù)膶嵙Γ缓笸ㄟ^參賽，在比賽中發(fā)揮出來。大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、云計算等數(shù)字技術(shù)的突破和融合發(fā)展，深刻改變了人們的工作、生活與思維模式，為我們深入認識運動訓練規(guī)律，加快推進訓練過程的數(shù)據(jù)化、客觀化和精細化提供了有利條件。運動訓練的未來發(fā)展方向，就是體能、技能和心能的有機整合和協(xié)調(diào)發(fā)展，從而實現(xiàn)運動員競技實力的全面提升，這需要實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的快速獲取，構(gòu)建數(shù)據(jù)的集合，做好數(shù)據(jù)信息的實時分析和批量處理，為此，我們提出了數(shù)字化競技實力平臺的建設(shè)工作。

一切訓練活動都是圍繞著提高運動員競技能力組織進行的。平臺的建立正是以運動員的競技能力構(gòu)成要素（心體技）為核心，以負荷和恢復關(guān)系呈現(xiàn)以及運動員競技狀態(tài)診斷、分析為主要功能，基于“訓科醫(yī)管一體化”的模式，提出了“訓科醫(yī)管反（興奮劑）”的框架設(shè)計。平臺的建立也充分借鑒和吸收了國外運動員數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺SmartBase一些有益經(jīng)驗和做法。

1 數(shù)字化競技實力平臺建立的必要性

1.1 平臺建立是當代科學化訓練發(fā)展的必然趨勢

科學訓練的主線是圍繞負荷-疲勞-適應規(guī)律進行的，傳統(tǒng)的小體量數(shù)據(jù)分析猶如盲人摸象，難以把握數(shù)據(jù)全貌，缺少橫向的比對與縱向的追蹤。表現(xiàn)在運動訓練過程中，對于運動員訓練負荷、疲勞程度、運動表現(xiàn)、損傷風險等因素，無法做到精確地量化和綜合分析，致使教練員、科研人員不能及時診斷、評估和監(jiān)控訓練過程及運動員競技能力狀況。隨著科技的發(fā)展和對訓練規(guī)律的不斷認識[1]，科學訓練理念和訓練方法手段不斷更新和升級，相對“獨立”或“封閉”的訓練模式已經(jīng)無法達到科學化訓練的要求[2]。全新的“數(shù)字化+”訓練模式已成為當代科學化訓練發(fā)展的必然趨勢。而數(shù)字化競技實力平臺建設(shè)，便是加快推進運動訓練的數(shù)據(jù)化、客觀化和精細化，不斷提高科學化訓練水平和運動員競技實力的一項重要舉措。

1.2 平臺建設(shè)是實施科技助力競技體育的客觀需要

當前，科技助力競技體育已成為體育界的共識。隨著數(shù)字化訓練理念和智能測試技術(shù)的發(fā)展，科技助力已全面進入到信息化、數(shù)據(jù)化時代[3]。體能、機能、技能、心理、傷病、疲勞、形態(tài)等數(shù)據(jù)對訓練訓練的支撐作用越來越大，數(shù)據(jù)的積累也越來越龐大。但在具體操作中，智能化、數(shù)字化訓練器材研發(fā)力薄弱，兼容性不高，訓練監(jiān)控數(shù)據(jù)收集過程復雜，數(shù)據(jù)丟失、數(shù)據(jù)碎片化、數(shù)據(jù)割裂等問題，導致相關(guān)數(shù)據(jù)存儲、管理與使用效率下降，使得訓練監(jiān)控不夠科學和精準，影響了科技助力的實施效果。在推動科技助力賽事備戰(zhàn)工作的進程中，科學構(gòu)建數(shù)字化監(jiān)控體系、充分發(fā)揮大數(shù)據(jù)的作用則成為推動科技助力競技體育的重要手段。數(shù)字化競技實力平臺通過 API 集成和自動化數(shù)據(jù)收集，將原本分散在各種設(shè)備（如Omegawave、Gymaware等）以及專項教練、體能教練、科研人員、醫(yī)務人員、反興奮劑人員等的各項數(shù)據(jù)進行匯總、存儲、統(tǒng)計、分析和可視化呈現(xiàn)，通過多重數(shù)據(jù)綜合查看，全方位監(jiān)控運動訓練，有效提高科技助力競技體育水平。

1.3 平臺建設(shè)是管理人員有效把控訓練質(zhì)量的重要途徑

在傳統(tǒng)運動訓練中，教練員、科研人員、醫(yī)務人員等根據(jù)分工，各自分析、整理相關(guān)數(shù)據(jù)，最后生成報告匯報給管理人員。由于相關(guān)訓練監(jiān)控數(shù)據(jù)和記錄在一定程度上的格式不統(tǒng)一、信息不對稱、數(shù)據(jù)管理不系統(tǒng)，造成了查詢不便捷、儲存不方便、分析不直觀、數(shù)據(jù)不透明等問題。這既耗費了教練員、科研人員和醫(yī)務人員的大量精力，也使得管理人員不能有效把控訓練質(zhì)量及監(jiān)控訓練效果，不僅效率不高，而且在協(xié)作過程中環(huán)節(jié)過多，易出錯，影響整體訓練計劃的安排和執(zhí)行。而數(shù)字化競技實力平臺，可以解放大量的人力資源，同時提高了訓練中數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)的效率，管理成本得到大大節(jié)約。多方面緊密協(xié)作有助于相關(guān)人員及時反饋運動員競技狀態(tài)，并對其進行針對性指導和調(diào)整。運動訓練全程都處在數(shù)據(jù)化管理中，提高了管理人員對訓練質(zhì)量的把控。

2 數(shù)字化競技實力平臺的設(shè)計理念

2.1 訓練資源數(shù)字化的智能推送

數(shù)字化是指將許多復雜多變的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢远攘康臄?shù)字、數(shù)據(jù)，然后再以這些數(shù)字、數(shù)據(jù)建立起適當?shù)臄?shù)字化模型的過程[4]。而數(shù)字化競技實力平臺主要是通過數(shù)字網(wǎng)絡媒體，建立網(wǎng)站、手機移動端，將運動員競技實力相關(guān)的主要信息資源和訓練數(shù)據(jù)，通過API 集成、自動化采集、線下數(shù)據(jù)收集、云端存儲、數(shù)據(jù)分析、可視化呈現(xiàn)等方法，為管理人員、教練員、科研人員、醫(yī)務人員和運動員等人群科學構(gòu)建數(shù)字化訓練監(jiān)控服務體系，同時，也為運動員競技狀態(tài)的診斷、分析和評價提供了現(xiàn)代化的工具，幫助教練實現(xiàn)從經(jīng)驗訓練走向基于數(shù)據(jù)支撐的智能化訓練。

2.2 訓練效果的可視化呈現(xiàn)

平臺的建立是基于大量訓練數(shù)據(jù)的深度分析，通過錄入、查看、編輯源庫數(shù)據(jù)、并行分析引擎等手段，將運動員日常訓練中負荷安排、疲勞恢復、適應規(guī)律、計劃安排、成績和傷病管理等數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)和趨勢波動同步到云端，通過建立網(wǎng)站和手機移動端，實時觀察各個運動員以及訓練隊的訓練效能情況，減少了對“人”的實時觀察，實現(xiàn)了針對訓練“效果”的監(jiān)控，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成圖形或圖像進行更為直觀的呈現(xiàn)，并實現(xiàn)信息的交互式處理。

2.3 科研對訓練的有效介入

數(shù)字化競技實力平臺可以將時間跨度大、維度復雜、存儲分散的海量數(shù)據(jù)，按照身體素質(zhì)、訓練目標、訓練計劃、負荷安排、疲勞統(tǒng)計、適應規(guī)律、傷病情況等方面，進行分類存儲管理和集成應用，便于科研保障人員對數(shù)據(jù)信息進行梳理、整合、分析和挖掘。通過平臺的統(tǒng)計分析和科研策略模塊，科研保障人員可以提供有效信息反饋給教練，科學調(diào)配每天的訓練量和提供適當?shù)母深A，從而提高訓練的精細化程度。

3 數(shù)字化競技實力平臺的系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 組織架構(gòu)

數(shù)字化競技實力平臺由基礎(chǔ)業(yè)務模塊、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)模塊、平臺管理模塊、科研策略模塊、統(tǒng)計分析模塊、數(shù)據(jù)采集模塊6大模塊組成。將運動員的數(shù)據(jù)從“科訓醫(yī)管反（反興奮劑）”等部門統(tǒng)一匯總和保存到平臺數(shù)據(jù)庫中，并根據(jù)不同的指標項和分析方法，形成綜合信息庫。通過線上線下、互聯(lián)互通相結(jié)合的方式，逐步形成訓練前、訓練中、訓練后的全方位閉環(huán)。隨著大數(shù)據(jù)的不斷積累、分析和應用，能夠為教練員提供科學、精準的訓練建議，有效診斷和評估運動員競技實力發(fā)展狀況，也能為科學化訓練的開展和推廣，提供全面的大數(shù)據(jù)分析和決策支撐[5]。

3.2 網(wǎng)絡拓撲架構(gòu)

數(shù)字化競技實力平臺將相關(guān)數(shù)據(jù)權(quán)限進行了嚴格分類。在應用交互層，基于科研內(nèi)容、角色和級別，不同用戶可以靈活設(shè)定查看運動項目類別、具體運動員數(shù)據(jù)范圍。在基礎(chǔ)網(wǎng)絡部分，采用物理隔離，內(nèi)外網(wǎng)隔離開，保障系統(tǒng)的數(shù)據(jù)安全，有效避免了從外部侵害平臺數(shù)據(jù)的危險。所有數(shù)字化流程及相關(guān)數(shù)據(jù)全過程加密防破解。采用HTTPS數(shù)據(jù)加密通道，讀寫雙向校驗;采用強密碼算法，滿足大數(shù)據(jù)安全標準要求;采用人員登錄驗證，全過程數(shù)據(jù)日志記錄;采用國產(chǎn)服務器和操作系統(tǒng)部署，能夠完美兼容國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫。

3.3 系統(tǒng)軟件數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

數(shù)字化競技實力平臺系統(tǒng)是一套運動員數(shù)據(jù)一站式管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了訓練數(shù)據(jù)、體能數(shù)據(jù)、傷病數(shù)據(jù)、成績管理、科研策略、負荷數(shù)據(jù)、生理生化數(shù)據(jù)、恢復數(shù)據(jù)、反興奮劑和心理狀態(tài)等眾多數(shù)據(jù)的標準化采集。實現(xiàn)了科研人員、教練員、隊醫(yī)、管理人員、運動員數(shù)據(jù)在同一平臺無縫共享，并輕松設(shè)置各個角色的操作管理權(quán)限。該系統(tǒng)軟件可與任何數(shù)據(jù)庫整合，支持CSV、Excel、XML格式數(shù)據(jù)上傳，通過全平臺管理，整合數(shù)據(jù)類型，根據(jù)訓練需求，了解每日訓練狀態(tài)，出具每周訓練報告。

4 數(shù)字化競技實力平臺主要內(nèi)容

主要包括運動員基本信息（包括運動成績）、心智、體能、技戰(zhàn)術(shù)、負荷恢復、傷病管理和反興奮劑工作7個板塊。

在內(nèi)容設(shè)置方面，主要從運動員這一維度考慮，影響其運動成績的因素主要包括以上7個方面，本平臺最終目標將實現(xiàn)7類數(shù)據(jù)的全面采集，并進一步嘗試構(gòu)建其內(nèi)在復雜邏輯關(guān)系。運動員通過手機自動上傳RPE、自我狀態(tài)評價、睡眠質(zhì)量、壓力感覺、肌肉酸痛度、疲勞感覺、訓練反饋等信息;教練員通過網(wǎng)絡媒介及時上傳訓練計劃，審核考勤信息，提出訓練評價，發(fā)布訓練管理公告等工作;科研醫(yī)務人員通過實地測試、診斷，借助智能測試器材，自動和手動上傳相關(guān)測試數(shù)據(jù)，及時分析、評價和反饋運動員競技實力狀態(tài)等;領(lǐng)隊等管理人員實時上傳相關(guān)基本信息、比賽成績，全面了解運動員。7項內(nèi)容由教練員、科研、隊醫(yī)、管理等不同崗位進行操作，但結(jié)果實現(xiàn)數(shù)據(jù)權(quán)限內(nèi)共享，可以有效促進各崗位之間的交流，發(fā)現(xiàn)各領(lǐng)域的變化規(guī)律，不斷提高數(shù)字化訓練監(jiān)控水平。

5 數(shù)字化競技實力平臺主要作用

通過數(shù)字化競技實力平臺的應用，一是教練員和科研人員可以對訓練過程進行及時的監(jiān)控和指導;二是可以診斷、評估運動員競技能力的發(fā)展狀況;三是為訓練主管部門提供抓手。

超級管理員：配置賬號，調(diào)整平臺模塊和技術(shù)參數(shù)，維護平臺系統(tǒng)正常運行。

管理人員：可以全面了解訓科醫(yī)管反（興奮劑）方面的全面信息，提高管理效率。

教練員：通過發(fā)布和修訂訓練計劃，有效監(jiān)督運動員訓練計劃的執(zhí)行情況。

科研人員和體能教練：能夠全面了解運動員體能訓練、身體機能、膳食營養(yǎng)、疲勞恢復、心理等方面的數(shù)據(jù)，科學監(jiān)控運動員身體機能的變化情況。

醫(yī)務人員：創(chuàng)建運動員傷病管理檔案，分析運動員傷病的發(fā)生和恢復狀況，有效控制傷病發(fā)生的風險。

運動員：可通過移動端，接收訓練計劃，便捷提交訓練日記，完成日常疲勞和健康狀況的反饋。

6 應用示范與模式

目前，數(shù)字化競技實力平臺已經(jīng)在山東省部分優(yōu)秀運動隊試點上線。經(jīng)過不斷優(yōu)化和調(diào)整，目前平臺已實現(xiàn)運動員健康問卷、訓練負荷自動上傳及負荷監(jiān)控、疲勞恢復監(jiān)控、生理生化監(jiān)控、神經(jīng)狀態(tài)監(jiān)控、體能評價、傷病管理等功能。教練員端完成了訓練計劃的自動發(fā)布以及電子訓練日記的實時審核功能?？蒲腥藛T端實現(xiàn)周起始狀態(tài)分析報告自動生成和定時推送功能。

6.1 教練員應用服務

教練員應用服務主要包括：添加分組、添加運動員、填寫基本信息、填寫體能指標、配置訓練方案、安排訓練計劃、查看隊員狀態(tài)、調(diào)整訓練方案等。具體應用中，科研人員通過測試、收集、錄入、分析相關(guān)數(shù)據(jù)，及時把監(jiān)控結(jié)果和訓練建議反饋給教練員。教練根據(jù)科研人員和運動員給出的反饋意見和訓練效果，以及對運動員RPE、負荷狀態(tài)、恢復狀態(tài)的分析結(jié)果，科學配置訓練方案，調(diào)整階段訓練計劃。通過后臺自動化分析，運動員能夠?qū)崟r查看訓練計劃，通過手機移動端自動上傳RPE、健康問卷等數(shù)據(jù)，及時反饋訓練結(jié)果。

6.2 科研人員應用服務

科研人員的應用服務主要是基于平臺數(shù)據(jù)的不斷積累，根據(jù)研究和訓練需要，隨時提取關(guān)注的運動員數(shù)據(jù)，應用于訓練狀態(tài)分析、科學指導訓練實踐的過程。在具體應用服務中，每周定時出具涵蓋訓練負荷數(shù)字化監(jiān)控、健康問卷數(shù)字化監(jiān)控、生理生化數(shù)字化分析、傷病狀態(tài)分析、CMJ數(shù)據(jù)分析、Omegavave數(shù)據(jù)分析、訓練計劃匹配建議等內(nèi)容的周起始狀態(tài)分析報告，及時推送到相關(guān)教練員手中，通過多維度的數(shù)據(jù)查看和精細化的統(tǒng)計分析，全方位監(jiān)控運動員訓練狀態(tài)。

7 未來發(fā)展和預期效果

1）基于大數(shù)據(jù)分析思維，建立基于訓練數(shù)據(jù)不斷學習和成長的智能化平臺系統(tǒng)，構(gòu)建具有深度學習功能的智能化平臺。

2）基于全過程的運動員的身體機能、負荷變化、傷病等多維度數(shù)據(jù)深度學習，建立運動員競技狀態(tài)的診斷、評估系統(tǒng)，對運動員傷病風險作出預測。

3）建立高水平運動員訓練方案和訓練策略數(shù)據(jù)庫，為教練和科研人員提供智能化的訓練分析指導和建議。

4）基于大數(shù)據(jù)分析，從數(shù)字化到數(shù)據(jù)驅(qū)動，建立高水平運動員競技能力模型，為運動員選材和精細化培養(yǎng)提供數(shù)據(jù)參考。

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