李戈 申晉波

(1.山西體育職業(yè)學(xué)院 山西太原 030006;2.太原工業(yè)學(xué)院 山西太原 030008)

籃球作為一項(xiàng)深受人們喜愛的體育運(yùn)動(dòng)，早在20世紀(jì)40年代就被列為世界奧運(yùn)會(huì)比賽項(xiàng)目，籃球還是世界綜合性錦標(biāo)賽比賽項(xiàng)目?；@球運(yùn)動(dòng)不僅有利于改善運(yùn)動(dòng)員的心肺功能，同時(shí)也能鍛煉運(yùn)動(dòng)員的意志品質(zhì)以及團(tuán)隊(duì)精神，是一項(xiàng)促進(jìn)健康的基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)。有氧耐力訓(xùn)練是籃球運(yùn)動(dòng)員日常訓(xùn)練項(xiàng)目之一，主要目的是提高籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力，但是因有氧訓(xùn)練心源性猝死事件偶有發(fā)生，給籃球運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目蒙上陰影，所以部分體校已經(jīng)將有氧耐力訓(xùn)練取消。在此背景下，探索科學(xué)、合理、安全、有效的有氧耐力訓(xùn)練方案，讓體育學(xué)科為籃球運(yùn)動(dòng)開展保駕護(hù)航，是非常有意義的。在有氧耐力訓(xùn)練過程中，運(yùn)動(dòng)員心源性猝死的主要原因是訓(xùn)練強(qiáng)度過大，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)員心率負(fù)荷過高。運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中訓(xùn)練強(qiáng)度非常關(guān)鍵，訓(xùn)練強(qiáng)度過小，則負(fù)荷強(qiáng)度就會(huì)降低，籃球運(yùn)動(dòng)員的機(jī)能得不到有效刺激，從而無法達(dá)到理想的有氧耐力訓(xùn)練效果；反之如果訓(xùn)練強(qiáng)度過大，則籃球運(yùn)動(dòng)員機(jī)體難以承受訓(xùn)練負(fù)荷，從而會(huì)對籃球運(yùn)動(dòng)員身體健康造成反作用，甚至?xí)霈F(xiàn)意外事故。因此，有必要對籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測，根據(jù)預(yù)測結(jié)果確定籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練強(qiáng)度。但是，現(xiàn)行的預(yù)測方法在實(shí)際應(yīng)用中不僅預(yù)測結(jié)果相對誤差比較大，而且預(yù)測時(shí)間比較長，無法達(dá)到預(yù)期的預(yù)測效果，為此提出籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測方法。

1 籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

籃球運(yùn)動(dòng)員心率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)是心率負(fù)荷預(yù)測的首要步驟，故利用遙測心率儀采集到籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率數(shù)據(jù)［1］。根據(jù)心率負(fù)荷預(yù)測需求，此次采用型號(hào)為KHFAH-A5F88遙測心率儀作為數(shù)據(jù)采集器，遙測心率儀主要由智慧心率遙測訓(xùn)練系統(tǒng)和心率腕表兩部分組成，根據(jù)實(shí)際情況對遙測心率儀各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)定。為了保證心率數(shù)據(jù)信息采集的全面性，此次針對數(shù)據(jù)采集設(shè)定了一套有氧耐力訓(xùn)練方案［2］。在正式訓(xùn)練之前，對籃球運(yùn)動(dòng)員安靜心率進(jìn)行測定?；@球運(yùn)動(dòng)員佩戴心率腕表，身體處于靜態(tài)，其計(jì)算公式為：

式中，s表示籃球運(yùn)動(dòng)員安靜心率，即基礎(chǔ)心率；t表示籃球運(yùn)動(dòng)員心跳時(shí)間；n表示籃球運(yùn)動(dòng)員心跳次數(shù)［3］。測量到運(yùn)動(dòng)員安靜心率后，對籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行身體脫梅指標(biāo)測定，脫梅是指人體的能量代謝量，籃球運(yùn)動(dòng)員靜坐10 s，10 s后做上下跳動(dòng)動(dòng)作，跳動(dòng)幅度不能低于30 cm，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為5 min，在該過程中讀取心率腕表上顯示的即刻心率，根據(jù)數(shù)據(jù)計(jì)算出籃球運(yùn)動(dòng)員脫梅值，其計(jì)算公式為：

式中，MET表示籃球運(yùn)動(dòng)員機(jī)能脫梅值；F表示運(yùn)動(dòng)過程中平均心率；H表示籃球運(yùn)動(dòng)員跳躍高度［4］。完成運(yùn)動(dòng)員脫梅測定后，當(dāng)籃球運(yùn)動(dòng)員心率下降到80 bpm以下時(shí)，開始正式有氧耐力訓(xùn)練［5］。訓(xùn)練分三級(jí)，第一級(jí)訓(xùn)練為500 m長跑，運(yùn)動(dòng)員慢跑500 m，跑步速度不能超過1.5 m/s，也不能低于0.5 m/s，記錄運(yùn)動(dòng)員500 m有氧慢跑訓(xùn)練過程中心率數(shù)據(jù)；運(yùn)動(dòng)員停止運(yùn)動(dòng)5 min，5 min后開始二級(jí)有氧訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)內(nèi)容為1 000 m快跑，跑步速度要比第一級(jí)有氧訓(xùn)練快至少50%，然后停止運(yùn)動(dòng)，10 min后開始三級(jí)訓(xùn)練，三級(jí)訓(xùn)練為5 000 m有氧長跑，跑步速度要比第二級(jí)有氧訓(xùn)練慢20%左右，通過逐漸增加運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，使籃球運(yùn)動(dòng)員體溫逐漸升高，心率從安靜狀態(tài)逐漸加快，整個(gè)運(yùn)動(dòng)時(shí)長控制在20～30 min［6］。在以上整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，記錄籃球運(yùn)動(dòng)員心率數(shù)據(jù)以及呼吸速率，將數(shù)據(jù)上傳到計(jì)算機(jī)上，用于后續(xù)心率負(fù)荷線性回歸分析預(yù)測。

2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

在上述基礎(chǔ)上，對采集到的數(shù)據(jù)預(yù)處理，確定各項(xiàng)籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)。首先，根據(jù)記錄到的數(shù)據(jù)估算出籃球運(yùn)動(dòng)員心率儲(chǔ)備值，其計(jì)算公式為：

式中，SRF表示籃球運(yùn)動(dòng)員心率儲(chǔ)備值；u表示測試過程中籃球運(yùn)動(dòng)員最大心率值；k表示運(yùn)動(dòng)員年齡［7］。

其次，根據(jù)籃球運(yùn)動(dòng)員最大心率值估算出靶心率，其計(jì)算公式為：

式中，THR表示籃球運(yùn)動(dòng)員靶心率；p表示籃球運(yùn)動(dòng)員心率參考值，通常情況下男性籃球運(yùn)動(dòng)員心率參考值為240次/min，女性籃球運(yùn)動(dòng)員心率參考值為220次/min；g表示籃球運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)過程中單位時(shí)間內(nèi)最多呼吸次數(shù)［8］。

最后，根據(jù)籃球運(yùn)動(dòng)員年齡和最小訓(xùn)練心率計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員有氧心率閾值，其計(jì)算公式為：

式中，OKL表示籃球運(yùn)動(dòng)員有氧心率閾值；d表示籃球運(yùn)動(dòng)員最小訓(xùn)練心率［9］。

通過以上計(jì)算得到各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)，考慮到各項(xiàng)指標(biāo)量綱不同，為了保證預(yù)測結(jié)果的準(zhǔn)確性，對運(yùn)動(dòng)員心率數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，其用公式表示為：

式中，x表示標(biāo)準(zhǔn)化處理后的籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)數(shù)據(jù)；表示原始數(shù)據(jù)；xmin表示心率負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)數(shù)據(jù)最小值；xmax表示心率負(fù)荷預(yù)測指標(biāo)數(shù)據(jù)最大值［10］。通過對數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，消除預(yù)測指標(biāo)數(shù)據(jù)量綱，將數(shù)據(jù)規(guī)范到區(qū)間0～1之間，以此完成對數(shù)據(jù)預(yù)處理。

3 心率負(fù)荷線性回歸分析預(yù)測

各項(xiàng)預(yù)測指標(biāo)與運(yùn)動(dòng)員心率負(fù)荷呈一定的線性關(guān)系，故采用線性回歸分析法對籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷分析預(yù)測，將預(yù)處理后的各項(xiàng)指標(biāo)代入心率負(fù)荷回歸方程，計(jì)算心率負(fù)荷值：

式中，y表示籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷值；b表示常數(shù)項(xiàng)；v1、v2、v3、v4分別為各項(xiàng)預(yù)測指標(biāo)回歸系數(shù)，通常情況下，4個(gè)回歸系數(shù)取值為108.14、0.514、0.264、0.341。以上計(jì)算得到的運(yùn)動(dòng)員心率負(fù)荷為理論值，考慮到理論與實(shí)際存在一定的差距，為了保證預(yù)測精度，采用經(jīng)驗(yàn)系數(shù)法對預(yù)測值進(jìn)行誤差修正，其用公式表示為：

4 實(shí)驗(yàn)論證

4.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備與設(shè)計(jì)

以上設(shè)計(jì)的籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測方法在實(shí)際應(yīng)用中效果并未得知，以下將設(shè)計(jì)一組對比實(shí)驗(yàn)，選擇目前最為常用的兩種方法作為對照對象，為了方便后續(xù)實(shí)驗(yàn)陳述，將兩種方法分別用傳統(tǒng)方法1、2表述。選擇10名籃球運(yùn)動(dòng)員作為實(shí)驗(yàn)對象，其中男運(yùn)動(dòng)員與女運(yùn)動(dòng)員各5名，運(yùn)動(dòng)員平均年齡為22歲，平均體重為65 kg，平均身高為1.89 m，運(yùn)動(dòng)員身體健康狀態(tài)良好，利用該文設(shè)計(jì)方法對10名籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測。按照上述流程對籃球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行有氧耐力訓(xùn)練，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并預(yù)測負(fù)荷心率，隨機(jī)選取5名籃球運(yùn)動(dòng)員預(yù)測結(jié)果，如表1所示。

表1 運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測結(jié)果

該文設(shè)計(jì)方法基本可以完成籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測任務(wù)，以下對具體預(yù)測效果進(jìn)行評(píng)定。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

本次實(shí)驗(yàn)選擇相對誤差作為心率負(fù)荷預(yù)測方法第一評(píng)價(jià)指標(biāo)，將籃球運(yùn)動(dòng)員心率負(fù)荷預(yù)測結(jié)果與實(shí)際負(fù)荷值比對，計(jì)算出相對誤差，使用電子表格記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，具體數(shù)據(jù)表2所示。

表2 三種方法預(yù)測相對誤差對比/%

從表2可以看出，3種方法在預(yù)測精度方面表現(xiàn)出明顯的差異，設(shè)計(jì)方法平均相對誤差為0.15%，誤差低于1%，說明設(shè)計(jì)方法預(yù)測結(jié)果基本與籃球運(yùn)動(dòng)員實(shí)際心率負(fù)荷情況一致。與兩種傳統(tǒng)方法相比，設(shè)計(jì)方法預(yù)測誤差比傳統(tǒng)方法1低6.24%，比傳統(tǒng)方法2預(yù)測誤差低7.11%。因此，證明在預(yù)測精度方面設(shè)計(jì)方法優(yōu)于兩種傳統(tǒng)方法。單一的評(píng)價(jià)指標(biāo)不能全面反映預(yù)測效果，故將預(yù)測時(shí)間作為預(yù)測方法第二評(píng)價(jià)指標(biāo)，以采集到的籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率數(shù)據(jù)時(shí)間為開始時(shí)間，以輸出預(yù)測結(jié)果時(shí)間為結(jié)束時(shí)間，統(tǒng)計(jì)預(yù)測時(shí)間數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制三種方法預(yù)測時(shí)間對比圖，如圖1所示。

圖1 三種方法預(yù)測時(shí)間對比圖

從圖1可以看出，3種方法在預(yù)測時(shí)間方面也表現(xiàn)出明顯的差異，設(shè)計(jì)方法平均每個(gè)運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測時(shí)間為1.14 min，傳統(tǒng)方法1平均預(yù)測時(shí)間為5.42 min，傳統(tǒng)方法2平均預(yù)測時(shí)間為7.15 min，兩種傳統(tǒng)方法預(yù)測時(shí)間均遠(yuǎn)長于設(shè)計(jì)方法。因此，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可以證明，無論是在預(yù)測精度方面，還是在預(yù)測速度方面，設(shè)計(jì)方法均表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢，相比較兩種傳統(tǒng)方法更適用于籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練心率負(fù)荷預(yù)測。

5 結(jié)語

心率負(fù)荷是籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練過程中重要的監(jiān)測指標(biāo)，其對籃球運(yùn)動(dòng)員有氧耐力訓(xùn)練方案的設(shè)計(jì)及優(yōu)化具有重要意義，此次結(jié)合實(shí)際需求，采用線性回歸分析理論，設(shè)計(jì)了一種新的預(yù)測方法，有效提高了心率負(fù)荷預(yù)測精度和速度，為實(shí)際預(yù)測工作開展提供了理論支撐，同時(shí)也為該方面研究提供了參考依據(jù)。研究方法目前尚處于初步探索階段，尚未在實(shí)際中得到大量的應(yīng)用與實(shí)踐，在某些方面或許存在不足，今后會(huì)在方法優(yōu)化設(shè)計(jì)方面展開深層次探究，促進(jìn)體育運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練又好又快發(fā)展。