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        運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺構(gòu)建與應(yīng)用

        2022-05-27 01:12:44石磊徐春霞
        當(dāng)代體育科技 2022年12期
        關(guān)鍵詞:服務(wù)能力

        石磊 徐春霞

        (1.山東體育學(xué)院 山東濟(jì)南 250102;2.山東中醫(yī)藥大學(xué) 山東濟(jì)南 250355)

        數(shù)字化訓(xùn)練已成為體育強(qiáng)國科技攻關(guān)研究的熱點。研究結(jié)合筆者科技助力國家舉重隊備戰(zhàn)東京奧運(yùn)會訓(xùn)練實踐,采用科學(xué)評估手段以及個性化的評估方法,整合訓(xùn)練指標(biāo)數(shù)據(jù),實現(xiàn)對選手的競技能力變化的動態(tài)數(shù)據(jù)等進(jìn)行智能監(jiān)測,通過AI智能模型進(jìn)行智能分析,為選手備戰(zhàn)提供智能評估和動態(tài)監(jiān)測,解決訓(xùn)練過程難掌握、訓(xùn)練數(shù)據(jù)難管理、訓(xùn)練負(fù)荷難把控等問題。

        1 目標(biāo)建構(gòu)

        運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺建構(gòu)基于微服務(wù)架構(gòu)設(shè)計,采用云計算、容器化、微服務(wù)化、大數(shù)據(jù)分析挖掘技術(shù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),針對選手訓(xùn)練管理應(yīng)用需求,進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、定制、評估、挖掘、應(yīng)用,充分整合運(yùn)用現(xiàn)代科技建設(shè)成果,提煉可共享復(fù)用的通用工具、組件、服務(wù)等,沉淀通用數(shù)據(jù)服務(wù)能力,為運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資源、工具組件、算法模型、數(shù)據(jù)應(yīng)用的效能,產(chǎn)生高價值訓(xùn)練數(shù)據(jù)體系,綜合運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析和可視化技術(shù)展現(xiàn)運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺各類數(shù)據(jù)指標(biāo),助力國家隊高水平教練員統(tǒng)籌訓(xùn)練需求、把控訓(xùn)練過程、分析評估訓(xùn)練成效[1]。為訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺提供統(tǒng)一的微服務(wù)運(yùn)行管控能力,有力推動運(yùn)動訓(xùn)練數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化、服務(wù)精準(zhǔn)化、應(yīng)用組件化、監(jiān)控智能化的運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系構(gòu)建。

        1.1 實現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)自動采集

        通過建設(shè)訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺,利用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)手段,實現(xiàn)對動作智能捕捉系統(tǒng)數(shù)據(jù)、各類穿戴運(yùn)動設(shè)備數(shù)據(jù)、視頻數(shù)據(jù)等各項訓(xùn)練相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、資源引接匯聚,整合訓(xùn)練及備戰(zhàn)過程中與運(yùn)動員相關(guān)的所有數(shù)據(jù)信息,實現(xiàn)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)的自動化和智能化采集。

        1.2 輔助訓(xùn)練過程科學(xué)研究

        通過建設(shè)運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺,通過容器、微服務(wù)等技術(shù)對現(xiàn)有建設(shè)成果進(jìn)行能力解構(gòu),通過平臺使能創(chuàng)新構(gòu)建服務(wù)能力,實現(xiàn)智慧應(yīng)用創(chuàng)新,沉淀通用數(shù)據(jù)服務(wù)能力,實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)共享共用;對訓(xùn)練計劃實施過程各項數(shù)據(jù)采集及挖掘分析及可視化展現(xiàn),提供大數(shù)據(jù)分析挖掘及人工智能開放平臺、提供大數(shù)據(jù)計算能力、大數(shù)據(jù)治理能力、數(shù)據(jù)共享服務(wù)能力、平臺使能創(chuàng)新能力、人工智能服務(wù)能力、訓(xùn)練監(jiān)測數(shù)據(jù)可視化等能力,為訓(xùn)練相關(guān)技術(shù)科研提供輔助支撐。

        1.3 提升科技助力能力水平

        通過構(gòu)建運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺,提供云計算、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等先進(jìn)技術(shù),提供分類、聚類、回歸等數(shù)據(jù)挖掘算法,對訓(xùn)練相關(guān)各項指標(biāo)數(shù)據(jù)分析挖掘、智能感知、智能分析、智能預(yù)測等手段,提供科學(xué)研究及科學(xué)技術(shù)服務(wù)的大數(shù)據(jù)和人工智能應(yīng)用訓(xùn)練模型,全面提升科技助力能力水平。

        2 總體設(shè)計

        運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺依托山東體育學(xué)院運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)中心服務(wù)平臺,進(jìn)行運(yùn)動大數(shù)據(jù)構(gòu)建與科技助力服務(wù),開展運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)分析評估,實現(xiàn)對選手的信息管理和數(shù)據(jù)管理。平臺基于運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析開展應(yīng)用創(chuàng)新,通過大數(shù)據(jù)平臺服務(wù)門戶提供公共信息查詢、業(yè)務(wù)信息主題及目錄檢索,以及對各類數(shù)據(jù)服務(wù)、報表信息的展現(xiàn),建立運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺,統(tǒng)籌實現(xiàn)“數(shù)據(jù)資源集約化、大數(shù)據(jù)治理快捷化、我國選手信息全息數(shù)字化、備戰(zhàn)過程監(jiān)控智能化、訓(xùn)練計劃科學(xué)精細(xì)合理化、訓(xùn)練管理自動化、傷病預(yù)測預(yù)防準(zhǔn)確高效化、訓(xùn)練數(shù)據(jù)監(jiān)控可視化”的總目標(biāo)[2]。

        2.1 平臺建構(gòu)

        運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺主要包括云基礎(chǔ)支撐平臺、運(yùn)動員信息管理、運(yùn)動訓(xùn)練管理、運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動大數(shù)據(jù)建設(shè)、運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析、大數(shù)據(jù)分析及創(chuàng)新應(yīng)用。

        2.1.1 大數(shù)據(jù)支撐平臺

        大數(shù)據(jù)支撐平臺采用“大平臺+大數(shù)據(jù)+輕應(yīng)用+微服務(wù)”為設(shè)計思路,以容器、微服務(wù)技術(shù)路線構(gòu)建大數(shù)據(jù)應(yīng)用支撐平臺,通過微服務(wù)化架構(gòu)設(shè)計,沉淀通用服務(wù)能力,為運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用提供數(shù)據(jù)資源、工具組件、算法模型、數(shù)據(jù)應(yīng)用的效能,通過微服務(wù)管控運(yùn)營有效支撐應(yīng)用,為運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用提供“模塊化、組件化、智能化”服務(wù),通過“匯數(shù)據(jù)”實現(xiàn)運(yùn)動訓(xùn)練各類數(shù)據(jù)的統(tǒng)一,通過“聚服務(wù)”實現(xiàn)平臺一體化,通過“輕應(yīng)用”實現(xiàn)平臺支持運(yùn)動監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用共享服務(wù)輕量化,以微服務(wù)開發(fā)框架實現(xiàn)了運(yùn)動監(jiān)控業(yè)務(wù)應(yīng)用靈活性和便捷性[3,7]。大數(shù)據(jù)支撐平臺通過采集治理各類數(shù)據(jù)后,利用大數(shù)據(jù)分析,挖掘模型及算法,有效地發(fā)現(xiàn)挖掘系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)價值,實現(xiàn)運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)價值能力釋放。大數(shù)據(jù)支撐平臺為運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺建設(shè)提供統(tǒng)一資源服務(wù)和數(shù)據(jù)服務(wù)、通用工具和應(yīng)用組件等能力,為運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)平臺提供統(tǒng)一的微服務(wù)運(yùn)行管控能力,有力推動運(yùn)動訓(xùn)練數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)化、服務(wù)精準(zhǔn)化、應(yīng)用組件化、監(jiān)控智能化的運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)應(yīng)用體系建設(shè)。

        2.1.2 基礎(chǔ)信息管理

        精英選手基礎(chǔ)信息管理模塊,通過對精英選手基礎(chǔ)信息的及時采集、實時更新與集中存儲管理,通過從選材、訓(xùn)練、輸送、安置等一系列職業(yè)周期的跟蹤記錄,實現(xiàn)對運(yùn)動員生活職業(yè)周期的全過程管理,內(nèi)容見表1。

        2.1.3 訓(xùn)練信息管理

        選手訓(xùn)練管理以年度訓(xùn)練計劃和周訓(xùn)練計劃為周期,按照準(zhǔn)備期、競賽期、過渡期統(tǒng)籌實現(xiàn)訓(xùn)練計劃的制定、訓(xùn)練的檢查、訓(xùn)練的診斷及訓(xùn)練結(jié)果的數(shù)據(jù)采集與分析,具體內(nèi)容見表2。

        表2 精英選手訓(xùn)練計劃信息管理

        2.1.4 監(jiān)控數(shù)據(jù)采集

        運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)對運(yùn)動心肺功能測試數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動心電圖采集、血乳酸采集、表面肌電采集、三維測力臺數(shù)據(jù)采集、運(yùn)動形狀智能捕捉暨快速動作診斷數(shù)據(jù)采集、可穿戴技術(shù)實時數(shù)據(jù)采集,具體內(nèi)容見表3。

        表3 運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)采集一覽表

        2.1.5 監(jiān)控數(shù)據(jù)整合

        運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)建設(shè)主要包含訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)資源的整合、訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)治理及訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析建模[4],具體內(nèi)容見表4。

        表4 運(yùn)動監(jiān)控數(shù)據(jù)構(gòu)建

        2.2 監(jiān)控數(shù)據(jù)分析

        運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)分析主要包括心肺機(jī)能、心電圖、血乳酸、表面肌電、三維測力臺、可穿戴設(shè)備方面的數(shù)據(jù)解析與評估,主要針對選手周期內(nèi)訓(xùn)練的運(yùn)動心肺大數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練的運(yùn)動心電圖大數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練的血乳酸大數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練的表面肌電大數(shù)據(jù)分析、訓(xùn)練的三維測力臺大數(shù)據(jù)分析、運(yùn)動員周期內(nèi)訓(xùn)練的可穿戴設(shè)備大數(shù)據(jù)分析以及精英選手畫像。

        2.3 監(jiān)控數(shù)據(jù)應(yīng)用

        基于大數(shù)據(jù)支撐平臺為用戶提供應(yīng)用服務(wù)創(chuàng)新構(gòu)建能力,立足于業(yè)務(wù)協(xié)同與聯(lián)動需求,廣泛匯聚各類數(shù)據(jù)資源,構(gòu)建共享創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)體系,整合各項運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控數(shù)據(jù),包括訓(xùn)練計劃、訓(xùn)練等級、訓(xùn)練配套等歷史和當(dāng)前數(shù)據(jù);基于大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)技術(shù),通過數(shù)據(jù)分析挖掘模型、物聯(lián)智能感知、數(shù)據(jù)智能分析、模型智能預(yù)測等手段,采用分類、聚類、回歸等數(shù)據(jù)挖掘算法對采集、匯聚的海量數(shù)據(jù)資源進(jìn)行分析挖掘,生成統(tǒng)計成果;通過大數(shù)據(jù)支撐平臺提供的柱狀圖、餅狀圖、趨勢圖等可視化圖表將各類成果數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀鮮明展示;根據(jù)業(yè)務(wù)需求進(jìn)行數(shù)據(jù)定制,建立數(shù)據(jù)評估指標(biāo)體系,輔助學(xué)院開展體育大數(shù)據(jù)分析及創(chuàng)新應(yīng)用服務(wù)[5,6],助力于競技運(yùn)動訓(xùn)練向精準(zhǔn)化、個性化和智能化發(fā)展,為解決項目的運(yùn)動訓(xùn)練與競賽監(jiān)測、運(yùn)動員潛力評估與傷病預(yù)防、興奮劑預(yù)防以及體育管理決策能力不足等問題提供強(qiáng)力支撐,促進(jìn)體育發(fā)展規(guī)模和效益的有機(jī)統(tǒng)一,助力項目現(xiàn)代化的全面實現(xiàn),具體內(nèi)容表5。

        表5 監(jiān)控數(shù)據(jù)基本應(yīng)用一覽表

        大數(shù)據(jù)分析及創(chuàng)新應(yīng)用提供對各項運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控數(shù)據(jù)加工、清洗、轉(zhuǎn)換、匯總、提升,按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行加工、識別和分類,實現(xiàn)數(shù)據(jù)服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化、統(tǒng)一化,通過建立運(yùn)動訓(xùn)練監(jiān)控大數(shù)據(jù)資源專題庫(應(yīng)用系統(tǒng)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)庫等數(shù)據(jù)庫),實現(xiàn)大數(shù)據(jù)質(zhì)量管理,在確保數(shù)據(jù)質(zhì)量和安全的前提下,為數(shù)據(jù)綜合分析和應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支撐[8]。

        3 結(jié)語

        科研平臺以訓(xùn)練監(jiān)控數(shù)據(jù)為核心,運(yùn)用數(shù)據(jù)采集設(shè)備及軟件,通過智能化模塊鑲嵌,將訓(xùn)練數(shù)據(jù)通過識別、加工、清洗、對標(biāo),進(jìn)行數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)治理、數(shù)據(jù)建模。為我國精英選手奧運(yùn)備戰(zhàn)提供訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)測、狀態(tài)評估、傷病預(yù)警、興奮劑防控等多途徑延展。運(yùn)動監(jiān)控大數(shù)據(jù)中心自2018年開始,先后服務(wù)國家舉重隊、山東省田徑隊、國家女子橄欖球隊、海南國家沖浪隊。形成了項目數(shù)據(jù)采集與分析評估報告,得到項目中心與教練團(tuán)隊認(rèn)可,后續(xù)平臺將根據(jù)多輪使用,進(jìn)一步細(xì)化采集過程,優(yōu)化評估結(jié)果,提供更好的科技服務(wù)。

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