張冰 趙雯婷

摘要：本文首先對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)中能量消耗計(jì)算模型簡(jiǎn)要概述，然后分析人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗問題，最后從控制走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率、控制走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間、選擇合適的營養(yǎng)補(bǔ)充方式等方面闡述人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥策略。

關(guān)鍵詞：人體走跑運(yùn)動(dòng);能量消耗計(jì)算;運(yùn)動(dòng)減肥

引言：如今肥胖問題成為社會(huì)各界人員普遍需要面對(duì)的問題，由于工作和生活壓力很多人員的膳食習(xí)慣并不健康，年輕時(shí)人們憑借身體強(qiáng)大的代謝能力可以預(yù)防肥胖癥，但是一旦步入中年肥胖癥幾率必然逐漸升高。而肥胖癥會(huì)引發(fā)諸多疾病，醫(yī)院中大約有30%左右的患者存在肥胖癥，因此人們想通過運(yùn)動(dòng)減肥的方式消耗身體脂肪和能量，以達(dá)到控制肥胖癥的目的。

一、人體走跑運(yùn)動(dòng)能量消耗模型計(jì)算

（一）能量消耗模型構(gòu)建

本文主要選擇20歲青年大學(xué)生、10～15歲青少年學(xué)生、30～50歲中年志愿者共100例作為研究對(duì)象，總計(jì)男性人群55例、女性人群45例，通過氣體代謝測(cè)試實(shí)驗(yàn)（研究對(duì)象直接在跑步機(jī)上以4～8km/h的速度做走跑運(yùn)行，總共持續(xù)5分鐘）獲取研究對(duì)象的能量消耗、步頻、心率、呼吸商等信息。實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)之后需要進(jìn)行篩選，將其中不合理的異常數(shù)據(jù)剔除，然后再按照性別對(duì)研究對(duì)象的能量消耗、步頻、心率、呼吸商等信息進(jìn)行EXCEL數(shù)據(jù)分析，最后基于能量消耗、步頻、心率之間的關(guān)系選擇最佳步頻，這樣即可得到男女能量消耗模型。根據(jù)模型可以計(jì)算出走跑運(yùn)動(dòng)固定持續(xù)時(shí)間下的預(yù)計(jì)能量消耗情況，將跑運(yùn)動(dòng)固定持續(xù)時(shí)間下的真實(shí)能量消耗情況與預(yù)計(jì)能量消耗能量對(duì)比即可得到各個(gè)時(shí)間點(diǎn)下的運(yùn)動(dòng)動(dòng)能量消耗計(jì)算誤差，正常來說運(yùn)動(dòng)剛開始時(shí)誤差最大，運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間越長能量消耗誤差最小。

（二）走跑運(yùn)動(dòng)中能量消耗模型

公式（1）中各指標(biāo)意義如下：E的含義為人體走跑運(yùn)動(dòng)中的能量消耗情況如下，單位為kcal;F的含義為步頻，單位為l/min;f（Fti）指的是單位能耗，單位為kcal/min/kg;W的含義為為人體體重，單位為kg;n的含義為人體走跑運(yùn)動(dòng)中步頻變化可以分為n個(gè)階段;t的含義為步頻持續(xù)時(shí)間;i的含義為第n段步頻。

但是以上公式?jīng)]有考慮到年齡對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)中的能量消耗的影響，因此必須在公式（1）中加入修正系數(shù)K，這樣才能縮小人體走跑運(yùn)動(dòng)中的能量消耗模型的誤差。當(dāng)研究對(duì)象為20歲青年大學(xué)生時(shí)K值取1.0、當(dāng)研究對(duì)象為10～15歲青少年學(xué)生時(shí)K值取1.1、當(dāng)研究對(duì)象為30～50歲中年志愿者時(shí)K值取0.8。

二、人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗問題

（一）人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗步頻函數(shù)

人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗過程中心率和步頻在不斷變化，運(yùn)動(dòng)5分鐘后人體的心率才會(huì)趨于穩(wěn)定，總體來說人體的心率會(huì)先隨著步頻的穩(wěn)定而逐漸升高再隨著步頻的穩(wěn)定而逐漸下降，因此必須先了解心率與步頻的關(guān)系才能制定能夠達(dá)到脂肪消耗效果的運(yùn)動(dòng)減肥方案。

研究對(duì)象的步頻和心率數(shù)據(jù)可以通過數(shù)據(jù)列[a，b]的形式記錄，然后通過灰色系統(tǒng)建模對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合即可得到步頻函數(shù)的模擬值、相對(duì)誤差和平均相對(duì)誤差。

（二）人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗比率函數(shù)

人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗比率確定之后必須先選擇最大攝氧量函數(shù)和運(yùn)動(dòng)攝氧量函數(shù)，本文采用文獻(xiàn)中的對(duì)應(yīng)函數(shù)。其中最大攝氧量函數(shù)如下：

公式（5）中各指標(biāo)意義如下：f表示人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗最大化模型;E、W、V、Vmax意義同上。

（四）人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗結(jié)果

1.等間距灰色系統(tǒng)計(jì)算

當(dāng)時(shí)間單位為15min、脂肪消耗比率為0.358時(shí)，人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗等間距灰色系統(tǒng)模擬值誤差為0%;當(dāng)時(shí)間單位為15min、脂肪消耗比率為0.425時(shí)，人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗等間距灰色系統(tǒng)模擬值誤差為2.42%，此時(shí)誤差最大。

2.人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗非等間距灰色系統(tǒng)計(jì)算

當(dāng)初始時(shí)間為0且時(shí)間間隔為1min時(shí)，脂肪消耗比率為0.459，人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗非等間距灰色系統(tǒng)模擬值誤差為1.27%，此時(shí)誤差最大。如果運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間為0～240min時(shí)、脂肪消耗比率為0.37時(shí)誤差為9.01%，此時(shí)誤差最大。

3.人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗灰色回歸分析模型計(jì)算

當(dāng)最大攝氧量比率為50%、運(yùn)行持續(xù)時(shí)間為0～240min時(shí)，脂肪消耗比率在0.325～0.880之間，相對(duì)誤差在0～7.7之間，20min時(shí)誤差最大，此時(shí)脂肪消耗比率為0.425。

三、人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥策略

（一）控制走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)的心率

本文通過對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗模型的構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)心率對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)脂肪的消耗具有直接影響，因此心率控制情況對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥具有直接影響。因此，人們?cè)谧吲苓^程中應(yīng)該將心率控制在個(gè)人最大心率的60～80%左右，此時(shí)人們的脂肪消耗效果才能大大最高，減小效果才能達(dá)到最大。為了保證心率的穩(wěn)定性，人們可以使用給一些智能設(shè)備在走跑運(yùn)動(dòng)中對(duì)心率進(jìn)行監(jiān)控，例如心率監(jiān)控手表，這樣即可提高人體走跑運(yùn)動(dòng)的減肥效率。

（二）控制走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間

本文通過對(duì)人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗模型的構(gòu)建和脂肪消耗結(jié)果計(jì)算，發(fā)現(xiàn)當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間在0～20min時(shí)人體走跑運(yùn)動(dòng)的減肥效率逐漸升高，而20min以后人體走跑運(yùn)動(dòng)的減肥效率逐漸降低，因此20min～30min是最佳的走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)間。如果人們走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間達(dá)不到20min，則人體走跑運(yùn)動(dòng)的減肥效率不夠理想，脂肪根據(jù)無法充分消化;如果人們走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)超30min則脂肪消耗效率大大下降，走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間與脂肪消耗效率不成正比，因此只有控制好走跑運(yùn)動(dòng)的持續(xù)時(shí)間才能達(dá)到預(yù)期減肥效果。

（三）選擇合適的營養(yǎng)補(bǔ)充方式

人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪每天大概在2000～2200kcal左右，但是人體正常每天攝入的能量大概在2500～3000kcal左右，因此正常運(yùn)動(dòng)情況下并不能達(dá)到減肥效果。如果人們想要通過走跑運(yùn)動(dòng)減肥，則必須將每天攝入的熱量控制在1500kcal左右，然后選擇合適的碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)進(jìn)行營養(yǎng)補(bǔ)充，最后才能提高走跑運(yùn)動(dòng)中的脂肪燃燒效率，最佳比例為2：1：1。

結(jié)論：綜上所述，人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗模型計(jì)算時(shí)脂肪消耗比率為0.459時(shí)誤差最大，此時(shí)人體走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)間為20min，因此人體走跑運(yùn)動(dòng)減肥脂肪消耗最大時(shí)必須將走跑運(yùn)動(dòng)時(shí)間控制在20min左右。

參考文獻(xiàn)：

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