摘要：本研究通過分析七人制橄欖球項目及比賽特點(diǎn)，基于全球定位系統(tǒng)（GPS）在七人制橄欖球運(yùn)動中的應(yīng)用現(xiàn)狀，結(jié)合內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控內(nèi)容，分析心率、跑動速度、相對距離、速度變化率和每分鐘球員負(fù)荷等指標(biāo)內(nèi)容，旨在為教練員和科研人員提供數(shù)據(jù)參考；同時結(jié)合GPS技術(shù)與外部負(fù)荷指標(biāo)、生理生化指標(biāo)等內(nèi)容，以豐富訓(xùn)練監(jiān)控體系，完善運(yùn)動員個性化訓(xùn)練方案，在降低運(yùn)動員損傷風(fēng)險、提高運(yùn)動表現(xiàn)等方面提供幫助。

關(guān)鍵詞：全球定位系統(tǒng)" 七人制橄欖球" 內(nèi)部負(fù)荷

中圖分類號：G804 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8902-（2024）-24-079-3-JF

七人制橄欖球運(yùn)動起源于英格蘭，比賽人數(shù)為7人，同時沿用15人制橄欖球項目的比賽規(guī)則與場地，于2016年成為里約奧運(yùn)會項目。由于高強(qiáng)度的身體對抗及項目需求，導(dǎo)致該項目需要具備其他球類項目運(yùn)動員的重復(fù)沖刺能力，又需要搏擊、格斗類的身體對抗能力，這對運(yùn)動員的靈敏、速度、耐力、力量等素質(zhì)提出很高的要求。本研究基于全球定位系統(tǒng)在七人制橄欖球項目中的應(yīng)用，通過訓(xùn)練監(jiān)控中內(nèi)部負(fù)荷的特點(diǎn)，分析全球定位系統(tǒng)中內(nèi)部負(fù)荷常用指標(biāo)的定義、意義及實踐應(yīng)用，目的在于幫助教練員及科研人員豐富日常訓(xùn)練監(jiān)控體系，針對負(fù)荷變化設(shè)計個性化訓(xùn)練方案，同時為運(yùn)動員降低損傷風(fēng)險、提高運(yùn)動表現(xiàn)提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

1、七人制橄欖球項目素質(zhì)及比賽特征

從形態(tài)學(xué)特征分析，七人制橄欖球項目運(yùn)動員不同位置間的形態(tài)差異較小，國際級男子運(yùn)動員身高在179—185cm，體重在86.0—97.7kg，體脂百分比在11.3%—12.1%。國際級女子運(yùn)動員身高在166—169cm，體重在65.8—70.0kg，體脂百分比在19.3%—21.5%。而我國男子運(yùn)動員身高、體重與國外優(yōu)秀運(yùn)動員差異不大，但體脂百分比高于國外優(yōu)秀運(yùn)動員。根據(jù)比賽分析，國際級男子運(yùn)動員跑動距離為1402—1715m，跑動強(qiáng)度為96—120m/min；女子運(yùn)動員跑動距離為1468—1642m，跑動強(qiáng)度為95—103m/min，兩者無顯著差異。但在對我國女子七人制橄欖球運(yùn)動員比賽負(fù)荷分析中發(fā)現(xiàn)，我國女子橄欖球運(yùn)動員賽中跑動距離為1191.67±162.46m，與國際級女子橄欖球運(yùn)動員存在一定差異，同時分析結(jié)果也受限于設(shè)備型號、對手強(qiáng)弱、位置特征等因素影響。我國某省女子橄欖球運(yùn)動員賽后運(yùn)動員血乳酸結(jié)果為12.46±3.81mmol/L，且前后鋒運(yùn)動員有明顯差異；世界優(yōu)秀男子運(yùn)動員七人制橄欖球賽后血乳酸平均值為11.7±3.7mmol/L，表明該項目雖然比賽時間長，但仍以糖酵解系統(tǒng)供能為主。

2、全球定位系統(tǒng)技術(shù)概述

全球定位系統(tǒng)（GPS）是以訓(xùn)練內(nèi)容監(jiān)控為導(dǎo)向，可根據(jù)教練員不同階段任務(wù)需求，針對性選取訓(xùn)練指標(biāo)并分析運(yùn)動員內(nèi)部及外部負(fù)荷，評判當(dāng)前運(yùn)動員訓(xùn)練狀態(tài)及訓(xùn)練效果，監(jiān)控運(yùn)動員神經(jīng)肌肉疲勞程度，為下一階段訓(xùn)練提供數(shù)據(jù)支撐的智能化可穿戴設(shè)備。全球定位系統(tǒng)由衛(wèi)星、接收系統(tǒng)、地面信號裝置構(gòu)成，其工作原理即根據(jù)衛(wèi)星實時位置作為起點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交匯的方法，確定待測點(diǎn)的位置。它不僅可以提供坐標(biāo)顯示，還可以展示跑步距離、跑步速度、左右變向次數(shù)、加速減速速度等一系列數(shù)據(jù)。

GPS技術(shù)通過衛(wèi)星信號的多普勒效應(yīng)測量球員的速度和位置變化，提供了精確的運(yùn)動數(shù)據(jù)，這對于分析球員的表現(xiàn)至關(guān)重要。針對于心率等負(fù)荷識別，可對過高負(fù)荷或疲勞恢復(fù)能力進(jìn)行評估，從而采取預(yù)防措施減少受傷風(fēng)險。GPS技術(shù)最初用于測量基本的運(yùn)動需求，如覆蓋的距離、速度和加速度/減速度，但如今已經(jīng)發(fā)展到可以捕捉碰撞和搶斷、運(yùn)動員負(fù)荷和代謝功率等。

針對于全球定位系統(tǒng)監(jiān)控指標(biāo)的信效度檢驗結(jié)果，目前大多學(xué)者認(rèn)為全球定位系統(tǒng)在速度監(jiān)控中存在一定的誤差，測量準(zhǔn)度與速度的快慢呈反比。與此同時，在直線加速及多方向移動的效果檢驗中，高速多方向移動的準(zhǔn)確性低于直線加速。雖然該系統(tǒng)存在一定的誤差，但仍廣泛應(yīng)用于不同團(tuán)隊及個人項目，協(xié)助教練員分析運(yùn)動員運(yùn)動表現(xiàn)及負(fù)荷管理。

3、負(fù)荷監(jiān)控概述

運(yùn)動負(fù)荷是指為獲取所需的訓(xùn)練反應(yīng)所被輸入的變量，由若干不同層次的部分構(gòu)成，包含訓(xùn)練及比賽過程中的身體運(yùn)動與訓(xùn)練手段及外界心理刺激。第八屆歐洲體育科學(xué)會首次提出外部、內(nèi)部負(fù)荷兩種負(fù)荷結(jié)構(gòu)，截止目前其已大量運(yùn)用到競技體育當(dāng)中。外部負(fù)荷是指外部的各種因素對人體施加的刺激，依據(jù)訓(xùn)練計劃及比賽內(nèi)容施加給運(yùn)動員身體活動的物理過程，由數(shù)量及質(zhì)量所決定，因此外部負(fù)荷的測量取決于訓(xùn)練的性質(zhì)，如所受外部阻力、跑步距離等等，通常由訓(xùn)練量來表示。內(nèi)部負(fù)荷是指外界刺激所引起的個體所表現(xiàn)出來的機(jī)能狀況反應(yīng)程度，決定著運(yùn)動員的訓(xùn)練效果。內(nèi)部負(fù)荷受當(dāng)前身體狀態(tài)所制約，如當(dāng)機(jī)體疲勞時，同樣的負(fù)荷刺激會產(chǎn)生較大的生理反應(yīng)，如心率、血乳酸、心率變異性等，通常由訓(xùn)練強(qiáng)度來表示。

4、全球定位系統(tǒng)在七人制橄欖球內(nèi)部負(fù)荷中的研究

4.1、比賽心率

心率是常見內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)之一，可以反應(yīng)運(yùn)動員機(jī)能狀態(tài)、訓(xùn)練適應(yīng)、疲勞恢復(fù)及強(qiáng)度反饋。GPS技術(shù)在心率監(jiān)控中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在運(yùn)動訓(xùn)練和健康管理領(lǐng)域。雖然GPS本身并不直接測量心率，但它可以與心率監(jiān)測設(shè)備結(jié)合使用，GPS可以追蹤運(yùn)動者的位置、速度和距離，而心率監(jiān)測設(shè)備可以測量心率。結(jié)合這兩項數(shù)據(jù)，教練和運(yùn)動員可以更準(zhǔn)確地監(jiān)控運(yùn)動強(qiáng)度，確保訓(xùn)練在適宜的心率區(qū)間內(nèi)進(jìn)行，有助于預(yù)防過度訓(xùn)練和優(yōu)化恢復(fù)時間，同時確保運(yùn)動員在訓(xùn)練中獲得最佳刺激。如表1所示，依據(jù)運(yùn)動強(qiáng)度通常將心率等級分為6個區(qū)間。對全國七人制橄欖球錦標(biāo)賽女子比賽強(qiáng)度整體分析，優(yōu)秀運(yùn)動員在74.2%的比賽時間內(nèi)心率在80%HRmax以上，下半場大強(qiáng)度心率區(qū)間時間高于上半場；同時在不同位置比較中，后鋒最大心率要高于前鋒。國外應(yīng)用全球定位系統(tǒng)對男子、女子橄欖球比賽進(jìn)行監(jiān)控發(fā)現(xiàn)，男子上下半場心率區(qū)間分別為86.6%±2.0%HRmax、88.6%±3.0%HRmax，而女子運(yùn)動員則略低于男子運(yùn)動員，但無顯著差異。通過對比國內(nèi)外優(yōu)秀女子運(yùn)動員發(fā)現(xiàn)，國內(nèi)運(yùn)動員處于最大強(qiáng)度心率區(qū)間的時間低于國外運(yùn)動員且具有顯著性差異。從數(shù)據(jù)得知，通過心率監(jiān)控運(yùn)動員比賽及訓(xùn)練強(qiáng)度已被廣泛應(yīng)用于橄欖球項目，并且可以客觀反映出運(yùn)動員在場上的疲勞情況及負(fù)荷強(qiáng)度，為教練員的訓(xùn)練計劃設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考，從而最大程度提高運(yùn)動員的競技表現(xiàn)。

4.2、跑動速度

七人制橄欖球是一項同場對抗類項目，包含激烈的碰撞對抗、變向、加速及步行等生理活動方式，通常應(yīng)用時間—運(yùn)動分析來量化運(yùn)動員在比賽及訓(xùn)練中的內(nèi)部負(fù)荷及運(yùn)動模式。

在七人制橄欖球項目比賽中，全球定位系統(tǒng)提供了六種范圍的速度區(qū)間以便于分析不同的強(qiáng)度負(fù)荷，如表2所示。區(qū)域1表示最低的運(yùn)動速度及最低的生理消耗，在橄欖球比賽中，高強(qiáng)度跑動常對應(yīng)的閾值為5m/s及以上，而區(qū)域6則代表最高運(yùn)動強(qiáng)度。分析國外高水平橄欖球運(yùn)動員5場比賽后發(fā)現(xiàn)，后衛(wèi)及前鋒兩類運(yùn)動員在比賽區(qū)間的總距離無顯著性差異，由于不同位置的比賽任務(wù)不同，后衛(wèi)比賽期間的最高跑步速度及平均速度均高于前鋒，同時后衛(wèi)在區(qū)域6的時間—運(yùn)動分析中的沖刺次數(shù)、沖刺總時長、沖刺總距離顯著高于前鋒。同時，由于疲勞的增加，同一運(yùn)動員下半場的比賽負(fù)荷強(qiáng)度低于上半場，其表現(xiàn)在最大速度降低、加速跑能力下降、高速跑動的距離減少等方面。

在一項針對高水平七人制橄欖球項目女子運(yùn)動員五場比賽跑動分析中發(fā)現(xiàn)，球員在全場跑動過程中，62.9%的時間分布在區(qū)間1—2，28%的時間分布在區(qū)域3—4，9.1%的時間分布在區(qū)間5—6。同時該研究發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員在比賽中的工作休息比為1∶0.4，即每跑步1分鐘就會有0.4分鐘的低強(qiáng)度活動，數(shù)據(jù)結(jié)果遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于15人制橄欖球運(yùn)動，這表明七人制橄欖球項目與15人制橄欖球項目相比，具備更高的跑步要求。不同水平、性別的運(yùn)動員也存在差異，在比賽中男性運(yùn)動員相比女性運(yùn)動員覆蓋了更大的相對距離，更高的速度（超過12.6km/h和18.0km/h的距離）以及更大的最大速度。同時在整場比賽中男性運(yùn)動員高強(qiáng)度跑動距離為190.3m，女性運(yùn)動員為129.9m，國際級高水平運(yùn)動員賽中最大速度為29.5km/h，而省/州級運(yùn)動員賽中最大速度為25.3km/h。GPS技術(shù)通過衛(wèi)星信號的多普勒效應(yīng)測量球員的速度和位置變化，提供了精確的運(yùn)動數(shù)據(jù)，這對于分析球員的表現(xiàn)至關(guān)重要。同時通過比較后衛(wèi)和前鋒的運(yùn)動數(shù)據(jù)，GPS揭示了不同位置球員在比賽期間的生理需求差異，這對于制定針對性的訓(xùn)練計劃和戰(zhàn)術(shù)安排提供了借鑒。

4.3、相對距離

相對距離（m/min）是指每分鐘內(nèi)運(yùn)動員所覆蓋的距離，反映了運(yùn)動員的運(yùn)動強(qiáng)度和耐力水平，由運(yùn)動員整場跑動的總距離（m）除以比賽持續(xù)時間（min）。研究發(fā)現(xiàn)，男性和女性運(yùn)動員在相對距離上存在差異。男性運(yùn)動員的相對距離范圍為78.6—121.4m/min，而女性運(yùn)動員的相對距離范圍為85.8—116.0m/min，男性運(yùn)動員的相對距離（108.5m/min）顯著高于女性運(yùn)動員的相對距離（100.3m/min）。除不同性別外，不同水平運(yùn)動員在比賽中的相對距離也存在差異，國際級高水平運(yùn)動員每場比賽相對距離為78.6—121.4m/min，省/州級運(yùn)動員每場比賽相對距離為81.4—112.1m/min，高水平青少年球員每場比賽相對距離為90—112.9m/min。此外，比賽的上半場相對距離也要大于下半場的相對距離。

4.4、速度變化率

速度變化率是運(yùn)動員在場上加減速的速度變化，即每秒速度的變化量，通常以m/s2來表示，速度變化率的強(qiáng)度如表3所示。加速度反映了運(yùn)動員在短時間內(nèi)增加速度的能力，通過分析加速度，可以評估運(yùn)動員的爆發(fā)力和速度耐力。減速度反映了運(yùn)動員在高速運(yùn)動中肌肉離心制動及改變方向的能力，這對于需要快速反應(yīng)和敏捷性的橄欖球項目非常重要。運(yùn)動員加/減速的次數(shù)可以評價運(yùn)動員場上的外部負(fù)荷，但監(jiān)控加/減速的強(qiáng)度，可以反映運(yùn)動員在特定運(yùn)動階段所承受的負(fù)荷。通過監(jiān)控加速度和減速度，教練可以識別運(yùn)動員是否在進(jìn)行過多的高強(qiáng)度運(yùn)動，從而及時調(diào)整訓(xùn)練計劃，避免過度負(fù)荷和潛在的損傷。

4.5、每分鐘球員負(fù)荷

每分鐘球員負(fù)荷（player load per minute）是評價運(yùn)動員在每分鐘比賽中所承受的總負(fù)荷指標(biāo)，它通過收集運(yùn)動員在訓(xùn)練及比賽中的總距離、速度、加速度、減速度、沖擊次數(shù)和方向變化次數(shù)等指標(biāo)除以比賽或訓(xùn)練時間（分鐘），計算出每分鐘球員負(fù)荷。通過監(jiān)測每分鐘負(fù)荷，教練可以更好地管理球員的訓(xùn)練強(qiáng)度，避免過度訓(xùn)練和減少傷病風(fēng)險；同時教練也可以為不同位置的球員制定個性化的訓(xùn)練計劃，以滿足他們在比賽中的具體需求。

5、結(jié)束語

本研究基于全球定位系統(tǒng)設(shè)備在七人制橄欖球項目的應(yīng)用，通過訓(xùn)練監(jiān)控中的內(nèi)部負(fù)荷特點(diǎn)，分析比賽心率、跑動速度、相對距離、速度變化率、每分鐘球員負(fù)荷五個指標(biāo)的意義及作用。針對這些指標(biāo)的應(yīng)用，教練員可根據(jù)急性負(fù)荷與慢性負(fù)荷的比值來了解運(yùn)動員當(dāng)前疲勞情況。同時，可結(jié)合外部負(fù)荷如跑步距離、變向次數(shù)、加減速次數(shù)等，或結(jié)合生理生化指標(biāo)、主觀疲勞量表等豐富該項目監(jiān)控體系及內(nèi)容，為制定運(yùn)動員個性化訓(xùn)練方案與實施系統(tǒng)化的方法來發(fā)展位置特定的訓(xùn)練計劃提供參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]Suarez-Arrones L， Nu?ez F J， Portillo J， et al. Match Running Performance and Exercise Intensity In Elite Female Rugby Sevens[J]. Journal of Strength amp; Conditioning Research， 2012，26（7）.

[2]黃筱君，繆律，虞麗娟，等.七人制橄欖球運(yùn)動生物學(xué)特征研究進(jìn)展[J].成都體育學(xué)院學(xué)報，2021，47（05）.

[3]趙亮，鄭念軍，盧曉輝，等.我國優(yōu)秀女子7人制橄欖球運(yùn)動員比賽跑動能力研究[J].體育科學(xué)，2017，37（04）.

[4]孫朋，孫濤.女子7人制橄欖球比賽運(yùn)動負(fù)荷特征研究[J].浙江體育科學(xué)，2019，41（04）.

[5]李星煒.基于GPS運(yùn)動跟蹤系統(tǒng)的校園足球負(fù)荷特征研究[D].南京：南京體育學(xué)院，2018（02）.

[6]張婭琦.女子足球運(yùn)動員運(yùn)動負(fù)荷多維評價實例研究[D].上海：上海體育學(xué)院，2023.

[7]McLellan C P， Lovell D I， Gass G C. Performance Analysis of Elite Rugby League Match Play Using Global Positioning Systems[J].Journal of Strength amp; Conditioning Research，2011，25（6）.

[8]Clarke A C， Anson J， Pyne D. Physiologically based GPS speed zones for evaluating running demands in Women's Rugby Sevens[J]. Journal of Sports Sciences，2015，33（11）.

[9]張杰.七人制橄欖球比賽中個體突破行為的應(yīng)用研究[J].南京體育學(xué)院學(xué)報（自然科學(xué)版），2016，15（06）.

[10]曾書濃，汪軍.中國女子英式7人制橄欖球運(yùn)動員的比賽負(fù)荷特征[C]//中國體育科學(xué)學(xué)會.第十三屆全國體育科學(xué)大會論文摘要集——專題報告（運(yùn)動生理與生物化學(xué)分會）.Beijing Sport University，2023.

作者簡介：王旭（1990-），男，漢族，河北保定人，碩士，講師，研究方向：體能訓(xùn)練；

馬天擇（1990-），男，漢族，河北行唐人，碩士，講師，研究方向：體能訓(xùn)練；

崔月彬（1989-），女，漢族，北京人，本科，一級教師，研究方向：體育與健康。