轮椅竞速１００ｍ速度特征和速度分配的研究

程其练　王　飏　周美芳　裘　艺　熊和平

摘 要：通过对国内优秀男女轮椅竞速运动员进行的100 m测试和获取的数据，初步探明了100 m的总体竞速特征；并采用聚类分析对100 m全程进行阶段划分；用偏相关分析对阶段速度、全程平均速度的关系进行研究；制定了不同成绩下阶段速度分配表为训练提供模式目标。结论：轮椅竞速100 m的总体速度特征为全程速度处于上升期；100 m全程有三个明显阶段：起动段、起动加速段、加速段；各阶段速度对总成绩都有很大程度的影响；基于样本数据下的速度分配表在实践中有应用价值。

关键词：轮椅；100 m；竞速；特征；分配

中图分类号：G822.13

文献标识码：A

文章编号：1007-3612(2008)08-1147-03

A Study on Speed Character and Distribution for 100m Wheelchair

CHENG Qi-Lian1, WANG Yang2, ZHOU Mei-Fang1, QIU Yi3, XIONG He-Pin4

(1.College of Physical Education, Jiangxi Normal University, Nanchang 330046, Jiangxi China; 2.College of Physical Education,

Huazhong Normal University, Wuhan 430079, Hubei China;

3.Jiangxi Institute of Sports Science, Nanchang 330006, Jiangxi China;

4.Department of Physical Education, China University of Geoscience, Wuhan 430074, Hubei China)

Abstract:The speed characters are initially explored for 100m as a whole on the basis of 100m tests for elite domestic men and women wheelchair athletes; the phases are partitioned for whole race by classifying analysis; the relationship is studied among each phase speed and the average speed in whole race in the use of partial correlated analysis; the distribution table of each phase speed for different race performance is set down to provide the mode target in trainning. Conclusions: the speed characters for 100m as a whole show that speed is in continuously enhanced phase; there is a apparent partition by three phases in 100m race: start phase, start-accelerated phase, accelerated phase; there are high influence on race performance for speed of each phase; there is a applicable value in practice for speed distribution table made in virtue of quantity of sample data.

Key words: wheelchair; 100m; race; characters; distribution

残奥会上轮椅竞速是参赛者最多、参赛国家最多、竞赛最激烈的一项残疾人标志性项目。短距离轮椅竞速项目是国家残奥队在2008年北京残奥会上突破的重点，深化对短距离项目的科学研究，可以促进对这类项目专项运动特征和规律的了解，对训练和比赛起到积极的指导作用。研究100 m全程中的速度表现形式，揭示出和运动员专项能力及器械特性相符的竞速规律，确定全程速度分配模式，对认识轮椅竞速100 m这一结合人与器械的运动项目特点和指导训练实践有重要价值。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象 国家轮椅竞速队现役的10名男运动员和9名女运动员，其基本情况见表1。残奥项目没有运动员水平等级划分，因此，国家队运动员基本包括了国内最高水平的选手，测试对象全部采用美国顶峰牌进口轮椅。

1.2 研究方法

1.2.1 测试法 在国家队基地田径场的一个固定跑道上对每个队员轮次进行100 m测试，测试时间为2008年3月国家队备战北京残奥会的准备期阶段。考虑残疾运动员的身体恢复特点，测试前24 h内避免激烈运动，保证运动员有最佳的体能状态进行测试。测试前要求充分活动开，做拉伸15 min，后在轮椅上做15～20 min的中速热身活动，活动期间还安排3～5个短时间的出发模拟，以提高神经肌肉的传导与肌纤维的募集，并体会快速用力的感觉。测试中要求运动员尽全力完成100 m测试，教练员配套相应的措施来激励运动员。以测试表现的速度特征近似作为运动员大赛中的速度特征。

1.2.2 录像拍摄 测试前预先在100 m跑道地面每10 m设立分段标志点，在跑道旁采用车载DV摄像机跟踪拍摄，测试时要求摄像机和轮椅前轮轴并行且结合分段标志点以记录轮椅通过分段标志点的时间。

1.2.3 数据采集 录像经过DV摄像机采集到电脑，并用试用版Kwon运动分析软件按场记录轮椅前轮轴通过跑道每个分段标志点的时间点，以计算每10 m的分段时间(s)和分段平均速度(m/s)，时间精度为0.02 s。

1.2.4 数据分析 相关数据的统计计算采用SPSS15.0进行。分析的内容包括：男女运动员分段速度变化规律；全程阶段划分；阶段速度对全程平均速度的作用和影响；目标成绩下阶段速度分配表的制定和应用。

2 结果与分析

2.1 男女运动员总体速度变化特征 图1和表2显示男女运动员100 m全程速度的变化趋势和统计比较。虽然由于性别和能力不同，男女运动员在每个分段平均速度上都有显著性差异，但是全程速度的变化规律却是一致的，即全程中速度一直处于上升期，这种速度模式和径赛中的100 m跑不同，没有明显的起跑、途中、冲刺的转换点或拐点。

2.2 男女运动员速度变化的阶段划分特征 轮椅竞速100 m的速度变化规律较为单一，即全程都处于上升期，不像径赛项目100 m跑具有专项速度变化特点和相应的技能与体能的变化特征^［1，2］，但是和轮椅竞速100 m的速度变化规律相对应，定义关键性的阶段划分，不仅有利于加深对轮椅竞速100 m竞速规律的认识，而且可以指导运动员打造专项体能的训练实践活动。

聚类分析可将多变量进行归类，本研究中将每10 m的分段速度作为1个变量，将10个分段速度构成的10个变量按R型聚类进行分析，计算过程中变量距离采用向量欧氏2范数距离表示。男女运动员分段速度的聚类分析见图2，图中反映出无论男女运动员，全程中按速度变化特点可划分为3个阶段，第一阶段：0～10 m，本文中定义为起动段，第二阶段：男女间略有区别，男为10～40 m，女为10～30 m，定义为起动加速段，第三阶段：男为40～100 m，女为30～100 m，定义为加速段。为方便研究，本文中统一按照0～10 m、10～40 m、40～100 m来对男女运动员的速度变化进行阶段划分。表3为男女运动员三阶段速度的数据，从三个阶段的平均速度指标来看，男女运动员间每个阶段速度都有显著性差异。

2.3 男女运动员各阶段速度、全程平均速度间的相关特征 在多元相关分析中，变量间的交互影响和作用使得单纯用相关系数来衡量变量间的关系并不合理，这是因为单变量统计分析忽略了其它因素的影响。在研究一个变量对另外一个变量的影响时，需考虑扣除其它变量产生的影响，因此，本研究采用偏相关分析来研究各个阶段速度之间以及各阶段速度对全程平均速度的影响。由于时序的关系，只有前段速度对后段速度产生影响，后段的速度对前面的速度没有影响，即只有“历史”在“未来”中留有痕迹，而“未来”不能对“历史”产生作用，因此，各阶段速度之间以及各阶段速度与全程平均速度间的偏相关系数矩阵设计见表4，表中数据显示了男女运动员各阶段速度、全程平均速度之间的偏相关系数和显著性检验结果。

偏相关分析发现，各阶段速度都会独立地对全程平均速度产生积极作用，偏相关系数和统计检验结果说明各阶段速度与全程平均速度都存在非常显著的高度正相关，因此，专项速度能力中，起动能力、起动加速能力和加速能力对提高成绩而言都是必须的，这也提示：100 m全程中运动员需要具备多种竞速能力。

注：-①：去除第一阶段速度的影响，其余符号意义相类似。上对角阵为男运动员数据，下对角阵为女运动员数据。*P<0.05，**P<0.01。

2.4 三阶段速度分配表的制定和应用 阶段划分的一个目的是在训练实践中确定预计的成绩下各阶段时间需要达到的目标，这也是模式训练法的核心，它使得教练员和运动员在训练实践中有了目标指针和导向。训练中一个关注的问题是要达到预定的成绩，运动员各阶段的时间分配如何，目前对轮椅竞速100m还没有一种可操作的方法，因此本研究制定了各阶段时间和总成绩的对应表以为教练员和运动员科学训练提供一个模型标准。具体的作法是将三阶段的时间平均值作为基点，以±0.4个标准差向上递增和向下递减，便可作出各阶段时间和对应总成绩的一览表（表4），将三阶段时间范围定为平均值±2个标准差以内，是因为此范围内涵盖了95％以上的时间概率。这一参照标准在实践应用和指导训练中具有一定的价值，如国家队重点男子运动员张××，目前最好成绩为14.85 s，三阶段时间分别为3.16 s、4.56 s、7.13 s，对应于表4中的模式标准，如其100 m成绩要实现13.85 s，达到雅典残奥会T54组决赛前三名的水平，那么，三阶段成绩需分别提高0.42 s、0.25 s、0.33 s。同样，对女子运动员董××，目前最好成绩为16.7 s，三阶段时间分别为3.16 s、5.18 s、8.36 s，要达到16.39 s的成绩水平，三阶段成绩需分别提高0.04 s、0.09 s、0.18 s。对国家队的每个运动员都可将目标成绩下的阶段时间需求和目前训练状态下的阶段时间进行比较，发现体能结构上的差异，针对性改善多种速度能力。

3 讨 论

竞速项目的速度特征反映了项目的体能特点，同时也表现出运动员的专项能力，对器械项目而言，也可体现出运动器械的动力性能。轮椅竞速100 m全程速度始终处于上升期，这是由于轮椅竞速项目靠器械产生运动位移，运动员无论是跪姿还是坐姿其上身向前倾斜使得正面相对的空气阻力较小，另外先进的轮椅器械设计使得轮椅内外部受到的摩擦阻力和空气阻力也较小^［3，4］，所以即使在无动力的情况下轮椅运动的速度在100 m全程中衰减也较为缓慢，微小的推进力作用下，轮椅都可产生加速，后段的速度都可在前段速度的基础上得到提高。这点和田径中的径赛项目不同，径赛项目中由于自身重心移动而需要消耗大量能量，当生理供能由于体能因素达不到应有的强度，不能使动力功率超过阻力功率时，速度自然下降。因此，对轮椅竞速100 m而言其速度始终能处于上升期也是和轮椅器械运动的特性有关。

对100 m全程速度变化进行聚类分析使得在分段速度的基础上将同类分段合并，得出明显的阶段划分。在起动段到起动加速段里，速度提高幅度平均值为：男3.96 m/s，女3.25 m/s，在起动加速段到加速段里，速度提高幅度的平均值为：男1.25 m/s，女0.95 m/s。0～40 m间速度的提高幅度较大，也是本文中称为起动段和起动加速段的原因，40～100 m的速度也在提高，虽幅度较小，所以也称为加速段。

每个阶段速度之间的偏相关系数值和统计检验说明，起动段对起动加速段和加速段的影响较弱，提示起动能力是一种较为独立的能力，其训练手段和方法需要专门考虑，而起动加速段和加速段的关系较为密切，显示起动加速能力和加速能力是一种组合能力，可结合起来进行练习而不必单独对这两种能力加以训练上分割。

表4的制定为模式训练法打下了一定的基础。作为体能打造的指针，速度分配表可方便教练员较为容易地确定当前运动员训练水平和训练目标的差距，但是这一速度分配表的制定是建立在目前国内高水平运动员的测试样本数据上，并以统计数据分布来确立速度分配表，随着运动员能力水平的提高，这一分配表的制定也需动态的调整和修改。

4 结 论

1) 轮椅竞速100 m总体速度变化特征为全程速度处于上升期。没有径赛短跑中明显的起跑、途中、冲刺的转换点或拐点。全力出发直到终点是轮椅竞速100 m比赛的战术特点。

2) 轮椅竞速100 m全程有三个明显阶段：起动段、起动加速段、加速段。不同阶段男女间的平均速度有显著差异，但三阶段划分规律有一致性。

3) 各阶段速度对总成绩都有很大程度的影响。轮椅竞速运动员应具备多种竞速和生理代谢供能能力。起动加速能力和加速能力可组合训练。

4) 基于样本数据下的速度分配表在实践中有应用价值并需要根据运动员的竞技水平变化来阶段性的加以调整。

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