世界男子3 000m障碍跑成绩发展态势分析

王珽珽,樊 谦,廖蓉蓉

(江西师范大学体育学院,江西南昌330027)

0 前 言

男子3 000m障碍跑是国际田联开展的传统项目,我国早就开始了这项运动,但竞技水平不高。本文应用数据分析、数据建模等方法,对2002～2009年间世界男子高级组和初级组前8名成绩、中国前3名成绩进行分析量化,对2010～2013年男子3 000m障碍跑成绩发展的可能方向进行预测与分析,从而揭示世界男子3 000m障碍跑发展现状、我国选手与世界高水平运动员之间的差距及我国在该项目的发展现状,并为提高我国男子3 000m障碍跑运动技术水平提供理论与实践依据。

经Internet用本文关键字检索中国知网、国家图书馆和万方数据库,未见用本研究方法对“世界男子3 000m障碍跑成绩发展态势分析”方面的报道。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

2002～2009年世界田径赛男子年度排名前8的3 000m障碍跑运动员的成绩;2002～2009年中国男子排名前3名运动员的成绩。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法。通过Internet检索 IAAF网站和中国田径协会官方网站,获取从2002至2009年期间的世界田径赛男子前8名成绩以及中国前3名3 000m障碍跑成绩,同时在江西师范大学图书馆查阅《统计预测和决策》、《中国体育年鉴》、《田径高级教程》、《体育科学研究方法》、《运动训练学》等专著,为该研究提供理论支持。

1.2.2 数理统计。对收集的原始数据分析,用 Excel2007对数据进行处理[1],并对统计结果进行分析。

1.2.3 数学建模法。以2002～2009年参加世界田径赛男子前8名和中国男子前3名的3 000m障碍跑成绩为基础,运用数学建模的方法,对2010～2013年男子3 000m障碍跑成绩发展水平进行预测与分析。

2 结果与分析

2.1 我国国内顶尖选手成绩与世界高级组选手成绩态势分析

表1 2002～2009年我国国内顶尖选手与世界高级组男子3 000m障碍跑成绩一览表(min,s)

图1 2002年～2009年我国选手与世界高级组男子3 000m障碍跑成绩态势图

由表1结合图1成绩变化曲线可见:世界男子3 000m障碍跑成绩发展总体呈现平稳的态势。第1名成绩、世界前3名和前8名成绩曲线在2002-2009年之间呈现出“走平的态势”,大致呈“水平线”的特点。说明世界男子3 000m障碍跑已经达到了很高的水平,且呈现出成绩波动小、稳定性很好的特点,但从世界3 000m障碍跑成绩的三条曲线的走势来看,成绩往上提升和下降的空间都已很小了。

至于我国方面,从图1可见,我国的两条曲线明显在世界的三条曲线下方较远的位置,说明我国选手在该项目上的水平较世界水平落后,且差距较大。再者,我国男子3 000m障碍跑第1名和前3名成绩走势非常相似,呈现出“两波峰,一谷底”的特点,这与世界的三条曲线大致呈“水平线”的特点相比较,我国选手的运动成绩波动较大,体现出稳定性差的劣势。这充分说明我国男子3 000m障碍跑项目开展时间虽早,训练时间较长,但水平一直较低,且成绩的稳定性差,与世界高水平运动员有较大的差距。同时,我们也可从曲线发展的趋势看出,我国在该项目上的水平有明显的上扬态势,且提升的空间较大,但也要清楚地看到提高速度缓慢。因此,在训练过程中最为关键的是在提高成绩稳定性的基础上,以科学化训练指导,稳步提高成绩,快速提升我国选手在该项目上竞争实力。

2.2 国内顶尖选手成绩与世界初级组选手成绩态势分析

表2 2004～2009年我国选手与世界初级组男子3 000m障碍跑成绩一览表(min,s)

图2 2004年～2009年我国选手与世界初级组男子3 000m障碍跑成绩态势图

由表2结合图2成绩变化曲线可见:世界初级组第1名成绩、前3名和前8名平均成绩曲线在2004～2009年之间呈现“三波峰,三谷底”的变化特点,世界初级组男子3 000m障碍跑成绩发展总体呈现下降的态势,但进一步走低的趋势不大。说明世界初级组男子3 000m障碍跑的竞技水平也达到了较高的水平,且呈现出成绩的波动小、稳定性好的特点,但从世界初级组3 000m障碍跑成绩的三条曲线的走势来看,成绩往上提升与走低的空间都很小,但与我国相比较,从图1可见,我国的成绩稳定性同样不如世界初级组选手,而且我国顶尖选手的两条曲线明显在世界初级组选手三条曲线下方的位置,这进一步说明我国国内顶尖选手的水平较世界初级组水平还要落后,我国在3 000m障碍跑项目上的发展水平较缓慢,也说明我国在该项目上的训练手段不是很先进,当然也不排除其他原因的可能。但从图中的曲线走势可知,差距至2007年开始在逐渐地缩小,且有进一步缩小的趋势。

2.3 2010～2013年世界与中国顶尖男子3 000m障碍跑成绩发展态势分析

2.3.1 预测方法的选择。体育成绩预测根据其特征采用时间序列预测方法。时间序列预测方法可分为:自回归法、移动平均法、指数平滑法、季节指数法、Markov链法等。移动平均法具有使用简单、容易理解等优点,但它们的预测精度比较低;而指数平滑法利用平滑平均数可以将数据序列的数量差异抽象化的原理,对历史的统计数据进行加权修匀,使修匀后的数据信息排除异常数据的影响,从而显示出预测对象变动的基本趋势。它具有两个显著特点:①充分利用全部历史数据和相关信息;②遵循“重近轻远”的原则,使时间序列所包含的历史规律性能显著地体现出来,预测精度较高,故笔者认为应选用指数平滑法进行中短期成绩发展趋势预测。

2.3.2 指数平滑法预测模型的建立。指数平滑法根据平滑次数不同分为:一次指数平滑法、二次指数平滑法和三次指数平滑法等,若数据点序列的分布呈线性趋势,用二次指数平滑法进行预测,若数据点的分布带有曲率,用三次指数平滑法预测出的结果更精确。

2.3.2.1 世界高级组男子成绩预测模型的建立。分析图1:发现世界高级组男子时间序列曲线大致呈线性的趋势,因此,利用二次指数平滑法来拟合比较合适。二次指数平滑法要对原始的实际数据计算2次指数平滑值,然后得出预测公式[2]。

以2002～2009年世界高级组男子3 000m障碍跑成绩作为观测值建模,对2010～2013年世界高级组男子3 000m障碍跑项目的前8名成绩分别进行预测。

①确定初始值 St(1)、S1(2):该例时间序列数据小于10项,为能准确的反应数据的变化,减小误差,故取整个时列中的8个数据的平均值为初始值:St(1)=S1(2)=(7m58s09+…+7m58s85)/8=7m58s71。

②α的选择,α的取值0.1～0.9,当时间数列相对平稳时,可取较大的α;当时间数列波动较大时,应取较小的α,以不忽略远期实际值的影响,结合曲线可得,α应为0.2。

③计算预测值α当=0.2时 a2009=8m00s50 b2009=7.66E-07,

二次指数平滑的预测模型是:￣Y 2012=8m00s50+7.66E-07T;

表3 2010～2013年世界高级组男子3000m障碍跑第一名预测成绩计算表(=0.2)

根据上述方法预测,得出2010～2013年世界高级组男子3 000m障碍跑预测成绩数据表4。

表4 2010～2013年世界高级组男子3 000m障碍跑预测成绩

2.3.2.2 我国顶尖选手和世界初级组男子成绩预测模型的建立。分析图2:发现我国选手和世界初级组选手的时间序列曲线带有曲率的特点,因此,利用三次指数平滑法来拟合较合适。三次指数平滑法[2]:是二次平滑基础上的再次平滑,要对原始的实际数据计算3次的指数平滑值,其原理与前文的二次指数平滑相似,其预测公式如下:

以2004～2009年世界初级组和2002～2009年中国顶尖选手男子3 000m障碍跑成绩分别作为观测值建模,对2010～2013年世界成绩进行预测和中国3 000m障碍跑项目的前3名成绩分别进行预测。

①确定初始值St(1)、St(2)和 St(3):该例时间序列数据小于10项,为能准确的反应数据的变化,减小误差,故取整时间序列中数据的平均值为初始值:St(1)=St(2)=St(3)=(8m05s52+…+8:20.58)/8=8:08.81。

②依据曲线的特征,α取值为0.2。

③计算预测值α当=0.2时 a2009=8m25s13,b2009=-7.52E-06,c2009= -1.30E-07T2

三次指数平滑的预测模型是:

具体预测成绩计算表详见表5。

表5 2010～2013年我国顶尖男子3 000m障碍跑第一名预测成绩计算表(=0.2)

根据上述方法预测,分别得出2010～2013年世界初级组及中国顶尖选手3 000m障碍跑预测成绩数据表6。

2.4 我国优秀男子3 000m障碍跑选手与世界优秀选手成绩发展趋势比较

结合表4和表6,绘制我国优秀选手与世界优秀选手发展态势对比图,如下图 3所示。从图3中看出,我国男子3 000m障碍跑未来的水平虽有所进步,但还是在世界初级水平之下,不过经过科学的训练有望达到世界初级组水平。其二,世界高级组选手成绩曲线虽均呈逐年略向下的态势,但下降的空间很小且在中国曲线上方较远的位置,充分说明我国与世界高水平选手的差距之大。其三,我国第1名和前3名平均成绩两条线相隔较远,体现出后备力量不足,而世界高级组和初级组第1名曲线和前3名平均成绩曲线虽有略向下的态势,但两者的相对位置很近,这就给中国铸就了一道强大的屏障,说明我国选手在相当长的时间内是很难达到世界高级水平的,但我们也可以清楚地看到我国的第1名、前3名平均成绩预测曲线有明显上扬的趋势,表明差距将有进一步缩小趋势。

表6 2010～2013年世界、中国男子3 000m障碍跑预测成绩

图3 2010～2013年世界、中国男子3 000m障碍跑成绩预测图

3 结 论

3.1 国际田联自开展男子3 000m障碍跑项目以来,运动成绩提高很快且维持在一定的水平上,世界男子3 000m障碍跑成绩总体水平高于中国男子3 000m障碍跑水平,但中国男子3 000m障碍跑水平呈总体稳步向上发展的态势,这将进一步缩小与世界高水平的差距。

3.2 世界3 000m障碍跑选手的前3名运动员成绩同步起落较小,而我国前3名运动员成绩呈现同步起落较大的特征,反映出我国男子3000m障碍跑成绩稳定性差的不利现状。

3.3 我国与世界男子3 000m障碍跑的运动技术水平差距明显。至2007年开始,这种差距在缩小,但我国该项运动技术水平还处于世界初级水平之下,这种已开展了几十年的传统项目的现状令人堪忧。

3.4 通过数学模型预测,2010～2013年男子3 000m障碍跑成绩呈逐年缓慢提升的态势,中国与世界的差距将缩小,但世界前8水平接近,中国前3水平则相差较远,表现出中国后备力量的不足,要突破该屏障,我们仍然任重道远。

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