博尔特三夺世界百米冠军的全程节奏分析

毛旭江　钟杭伟　潘慧炬　朱娟红

摘要：通过文献资料法、信息技术法和技术录像解析法对博尔特2008北京奥运会、2009柏林世锦赛、2013莫斯科世锦赛三次夺得世界百米冠军的全程节奏进行解析，并与2013年世锦赛跑进10s的前5名选手的节奏进行对比。结果显示：1）与接近身高的选手比，博尔特步长、步频均有优势；2）传统的步频、步长指数技术风格分类方法，已不能满足区分当今世界顶级百米选手之间技术风格差异的需要；3）博尔特在第6～30步甚至35步之间的步频几乎不变，最后10步步频下降较少，仍能高于起跑后第2～5步的步频，可见其长时间维持步频的能力较强，而其余选手在跑的过程中步频增减较明显。

关键词：博尔特；百米冠军；节奏

中图分类号：G822.1文献标识码：A文章编号：1006-2076（2014）01-0094-04

在田径百米飞人大战这个项目上，历来有以下几个问题的争论，一是百米到底有无极限，即有限论与无限论的问题[1]；二是“影响跑速的主要矛盾是步长还是步频”这个在短跑理论界历经了半个多世纪的争论[2-5]，即步长主导与步频主导的争论；三是身材高大者是否适合从事短跑竞技，即选材上的争论[2，6]。当博尔特在第29届北京奥运会上以9.69 s、时隔不久在柏林以9.58 s的惊人成绩一次又一次地打破世界记录时，让人们不得不反思以上几个问题。他的出现打破了传统论断一些，让人们对百米的极限、选材、技术上有了新的思考，人类到底能跑多快，要跑得更快是否需要身材更高大的运动员，要以怎样的技术来实现突破。德国哲学家黑格尔曾说过 “存在即合理”，即任何存在的事物都有其存在的原因，存在的一切事物都可以找到其存在的理由。本研究试图用新的方法解析博尔特在2008年北京奥运会、2009年柏林世锦赛、2013年莫斯科世锦赛三次夺得世界百米冠军的全程节奏，从博尔特跑的外部特征来分析博尔特如何跑这么快，以引起更多的体育工作者对顶尖选手百米跑技术的思考，为今后的百米选手的培养提供一定的理论参考。

1研究对象

当今百米飞人博尔特及2013年世锦赛第2～5名跑进10 s的选手。选取2008北京奥运、2009世锦赛、2013世锦赛百米冠决赛的技术录像进行研究。

2研究方法

2.1文献资料法

通过CNKI中国知网、万方数据库查阅百米跑相关的文献资料，及IAAF网站下载相关比赛成绩、选手信息等资料。

2.2信息技术法

2.2.1资料获取通过百度、优酷、爱酷等网站搜索北京奥运会、柏林世锦赛、莫斯科世锦赛决赛的视频，下载至电脑硬盘。

2.2.2资料处理下载的视频资料经格式工厂（格式转换器3.1.2 ）转换为AVI格式，在瑞士产dartfish软件中进行解析，解析频率为50 Hz。

2.2.3数据处理

查阅众多文献资料发现，百米分段一般以每10 m为一段，测得每段的时间和步频，就可以计算该段平均速度和平均步长。这样的测量方法在一般的比赛或者训练中比较容易实现，而在一些大赛中，由于要放置一定的标志物（摄像测量）或其他测试设备（如激光测速仪等）操作起来就较困难。本研究试图用一种新的分段方法来解析数据，这种分段方法以一定的步数为分段依据，使得许多没有放置分段标志物拍摄的录像资料也可以拿来进行全程节奏分析，理由是顶尖选手在一定时期内百米跑所用的步数相对稳定，宏观上主要的变化在于各分段步频的变化。本文中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步……来进行分段，由于大部分选手在45步左右即可完成百米比赛，因此本研究中就按9个分段来进行步频计算。

3研究结果

3.1全程步数、平均步频、平均步长等情况本研究选取了博尔特2008年北京奥运、2009柏林世锦赛和2013年莫斯科世锦赛3站比赛录像资料，以及莫斯科世锦赛第2～5名跑进10 s的优秀选手的录像资料，经解析获得的数据（见表1）。

根据传统的世界优秀选手步频指数和步长指数技术风格分类方法[7]，以步频指数和步长指数分别为8和1.2为平均标准，若选手的步频指数和步长指数分别达到8和1.2或以上者为均衡性，若其中一项明显高于平均标准，另一项又明显低于时，则可认为他是以明显高于标准那项见长的选手，即步频型或步长型。那么根据这个分类方法，表1中所有选手均达到了8和1.2，属于均衡型。从步长指数、步频指数来看，美国选手加特林的步长能力较好，其余选手较为接近；而博尔特的步频能力最好，但其步频在选手中属于较低的。可见传统的分类方法和步频指数、步长指数已不能满足区分当前优秀选手之间的风格差异的需要。因此，我们只能从表中步长、步频、步数等简单的指标来直观描述表中选手之间相对差别。

表1中跑进42步的选手有博尔特和另一名来自牙买加的选手Kemar Bailey-Cole，他们步数较少，平均步长较长，在2.35 m以上，博尔特在几名选手中步长最大为2.410～2.439 m， Kemar Bailey-Cole平均步长为2.387 m。从步频看，博尔特与Kemar Bailey-Cole在4.35步/s以下，其余选手在4.40步/s以上，而博尔特平均步频、平均步长均大于Kemar Bailey-Cole，因此他在跑速上更有优势。

Nesta Carter和Nickel Ashmeade的平均步长较短，在2.25 m以下，而步频相对较高，分别为4.656步/s和4.554步/s。

美国选手Justin Gatlin在表中所列选手中，属于中等步长与中等步频的类型，他的步频与步长分别为4.418步/s和2.336 m。

在百米赛跑中关键是要获得大的跑速并能较好地维持，才能取得较好的成绩，毫无疑问在反应时相同的情况下，百米平均跑速的大小是成绩快慢是一一对应的。而跑速取决于步长与步频的组合，“影响跑速的主要矛盾是步长还是步频”是专家学者们一直以来争论不休的话题，表中选手无论属于哪种类型，都跑进了10 s的优异成绩，因此很难论断那种跑法能跑得更快，事实上，博尔特的出现已打破了很多以往的论断。因此，我们认为结合选手个人特点、探究更具个性化的步频步长优化组合技术，才是当今短跑选手需要考虑的问题。

假设选手完成百米的步数相对稳定不变，即平均步长不变，那么其余选手要达到博尔特跑得最快的一次9.58 s时的平均速度，就必须达到怎样的步频呢？除博尔特在另外两次比赛中需提高较小的步频外，其余选手需提高的步频在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步长2.193 m计算，其余选手每秒应比13世锦赛上至少多跑0.26 m～0.43 m，这在百米短跑项目中是一个非常可观的数字，而在全程中维持较高的步频是非常困难的。

如果认为步频因遗传等因素较难改变，在原有步频的基础上要提高到平均跑速10.6 m/s，则选手们就需提高步长来达到这个成绩（见表3）。

选手们需要增加的平均步长在0.02～0.10 m之间，这看似非常小的距离，但在实际百米大战的顶尖选手来说，在原有步长基础上再突破，绝非易事，如果能达到这样的步长，其余选手将比原来少跑一步以上。当然这只是一种假设，百米项目达到目前的水平，绝非孤立地提高步频或孤立地提高步长就能实现的，一旦一个因素改变了，第二个因素也会随之改变，如李春雷等[8]研究认为步频与步长指数之间呈高度负相关（-0.740）。因此，对于优秀选手来说，如何来组合步频与步长是一个非常复杂的问题。

3.2分段步频

可以认为顶尖选手在一定时期内，完成百米的步数相对稳定，因此其成绩的变化可以认为是由起跑反应时、全程步频来决定的，而后者影响成绩的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步来进行分段，由于大多数在45步左右即可完成百米比赛，因此本研究中就按9个分段来进行步频计算。由于经解析发现表中选手从发令到第一个脚着地即刻的时间在0.52～0.56 s之间，除去反应时，第一步步时在0.36～0.41 s之间，而2～5步每步在0.20～0.24 s之间，差别较大，因此第一个分段选取第2～5步。从表1可见，各选手的分段步频高于全程平均步频，这在一定程度上由于第一步的时间较长有关。

为了更加直观地呈现博尔特及其他选手的全程步频变化情况，我们进行制图，图1、图2和表4可以明显看到，博尔特在北京奥运会上从第6～35步、2013世锦赛第6～30步的步频均为4.46步/s，2009世锦赛上第6～30步步频均为4.55步/s，因此，可以认为博尔特在百米跑的过程中很长一段时间或距离的步频是不变的，而其余选手在这些分段上均有较大的上下波动。冯敦寿1996[14]在《贝利破百米世界纪录跑的技术特征》一文中提到贝利破世界纪录时全程步频变化非常小，全程最大与最小步频仅差0.1步/秒，前10米就达到4.63，一直保持到30米，从30～60米他的步频上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步频又回复到4.63步/秒，所以他的全程步频变化线几乎是一条水平线。虽该文的百米分段与本研究不同，但在百米的途中跑过程可以与本研究途中过程大致对应。

4结论

4.1相对于其他选手而言，博尔特的步长是最大的，与接近身高的选手比，其步长、步频均有优势。传统的步频、步长指数技术风格分类方法、步频指数、步长指数，已不能满足区分当世界顶尖级百米选手之间技术风格的差异。突破成绩要发展步长或步频，或者两者同时提高，如何取舍，需针对每一选手实际情况进行尝试，而远非不通过实践就能下定论。

4.2从博尔特跑的节奏——全程步频分配上看，与其他优秀百米选手比，其步频变化极小，在第6～30步甚至35步之间几乎不变，最后10步步频下降较少，仍能高于起跑后第2～5步的步频可见其长时间维持步频的能力较强，而其余选手在跑的过程中步频有增有减。

参考文献：

[1]李益群. 百米世界纪录有无极限[J].新体育，1999（8）：15：38.

[2]邹虹，詹晓梅. 博尔特成功因素探析——从第29届奥运会男子100 m决赛谈起[J].军事体育进修学院学报，2009，28（2）：38-41.

[3]冯敦寿.步频、步幅与短跑运动员的选材和训练[J].四川体育科学学报，1986（3，4）：79-85.

[4]谢伟，周玉.从步长、步频的角度分析我国男子百米跑成绩滞后原因[J].体育科技文献报，2010（1）：16-17.

[5]谭明义，尹军，李立群.中、外优秀男子短跑运动员步频、步幅的比较与分析[J].中国体育科技，2000，36 （12）：12-13.

[6]张辉.世界男子100 m跑运动项目发展及趋势分析[J]. 杭州师范学院学报：自然科学版，2005，4（4）：315-318.

[7]劳力.世界男子百米飞人之战[J]，田径，1997（5）：9-11.

[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成绩演变及优秀男子100 m运动员成绩模式[J] .北京体育大学学报， 2004，27（9）：405-407.

[9]冯敦寿.贝利破百米世界纪录跑的技术特征[J].体育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山东体育学院学报1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014

假设选手完成百米的步数相对稳定不变，即平均步长不变，那么其余选手要达到博尔特跑得最快的一次9.58 s时的平均速度，就必须达到怎样的步频呢？除博尔特在另外两次比赛中需提高较小的步频外，其余选手需提高的步频在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步长2.193 m计算，其余选手每秒应比13世锦赛上至少多跑0.26 m～0.43 m，这在百米短跑项目中是一个非常可观的数字，而在全程中维持较高的步频是非常困难的。

如果认为步频因遗传等因素较难改变，在原有步频的基础上要提高到平均跑速10.6 m/s，则选手们就需提高步长来达到这个成绩（见表3）。

选手们需要增加的平均步长在0.02～0.10 m之间，这看似非常小的距离，但在实际百米大战的顶尖选手来说，在原有步长基础上再突破，绝非易事，如果能达到这样的步长，其余选手将比原来少跑一步以上。当然这只是一种假设，百米项目达到目前的水平，绝非孤立地提高步频或孤立地提高步长就能实现的，一旦一个因素改变了，第二个因素也会随之改变，如李春雷等[8]研究认为步频与步长指数之间呈高度负相关（-0.740）。因此，对于优秀选手来说，如何来组合步频与步长是一个非常复杂的问题。

3.2分段步频

可以认为顶尖选手在一定时期内，完成百米的步数相对稳定，因此其成绩的变化可以认为是由起跑反应时、全程步频来决定的，而后者影响成绩的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步来进行分段，由于大多数在45步左右即可完成百米比赛，因此本研究中就按9个分段来进行步频计算。由于经解析发现表中选手从发令到第一个脚着地即刻的时间在0.52～0.56 s之间，除去反应时，第一步步时在0.36～0.41 s之间，而2～5步每步在0.20～0.24 s之间，差别较大，因此第一个分段选取第2～5步。从表1可见，各选手的分段步频高于全程平均步频，这在一定程度上由于第一步的时间较长有关。

为了更加直观地呈现博尔特及其他选手的全程步频变化情况，我们进行制图，图1、图2和表4可以明显看到，博尔特在北京奥运会上从第6～35步、2013世锦赛第6～30步的步频均为4.46步/s，2009世锦赛上第6～30步步频均为4.55步/s，因此，可以认为博尔特在百米跑的过程中很长一段时间或距离的步频是不变的，而其余选手在这些分段上均有较大的上下波动。冯敦寿1996[14]在《贝利破百米世界纪录跑的技术特征》一文中提到贝利破世界纪录时全程步频变化非常小，全程最大与最小步频仅差0.1步/秒，前10米就达到4.63，一直保持到30米，从30～60米他的步频上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步频又回复到4.63步/秒，所以他的全程步频变化线几乎是一条水平线。虽该文的百米分段与本研究不同，但在百米的途中跑过程可以与本研究途中过程大致对应。

4结论

4.1相对于其他选手而言，博尔特的步长是最大的，与接近身高的选手比，其步长、步频均有优势。传统的步频、步长指数技术风格分类方法、步频指数、步长指数，已不能满足区分当世界顶尖级百米选手之间技术风格的差异。突破成绩要发展步长或步频，或者两者同时提高，如何取舍，需针对每一选手实际情况进行尝试，而远非不通过实践就能下定论。

4.2从博尔特跑的节奏——全程步频分配上看，与其他优秀百米选手比，其步频变化极小，在第6～30步甚至35步之间几乎不变，最后10步步频下降较少，仍能高于起跑后第2～5步的步频可见其长时间维持步频的能力较强，而其余选手在跑的过程中步频有增有减。

参考文献：

[1]李益群. 百米世界纪录有无极限[J].新体育，1999（8）：15：38.

[2]邹虹，詹晓梅. 博尔特成功因素探析——从第29届奥运会男子100 m决赛谈起[J].军事体育进修学院学报，2009，28（2）：38-41.

[3]冯敦寿.步频、步幅与短跑运动员的选材和训练[J].四川体育科学学报，1986（3，4）：79-85.

[4]谢伟，周玉.从步长、步频的角度分析我国男子百米跑成绩滞后原因[J].体育科技文献报，2010（1）：16-17.

[5]谭明义，尹军，李立群.中、外优秀男子短跑运动员步频、步幅的比较与分析[J].中国体育科技，2000，36 （12）：12-13.

[6]张辉.世界男子100 m跑运动项目发展及趋势分析[J]. 杭州师范学院学报：自然科学版，2005，4（4）：315-318.

[7]劳力.世界男子百米飞人之战[J]，田径，1997（5）：9-11.

[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成绩演变及优秀男子100 m运动员成绩模式[J] .北京体育大学学报， 2004，27（9）：405-407.

[9]冯敦寿.贝利破百米世界纪录跑的技术特征[J].体育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山东体育学院学报1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014

假设选手完成百米的步数相对稳定不变，即平均步长不变，那么其余选手要达到博尔特跑得最快的一次9.58 s时的平均速度，就必须达到怎样的步频呢？除博尔特在另外两次比赛中需提高较小的步频外，其余选手需提高的步频在0.120～0.195步/s，以表1中最小的平均步长2.193 m计算，其余选手每秒应比13世锦赛上至少多跑0.26 m～0.43 m，这在百米短跑项目中是一个非常可观的数字，而在全程中维持较高的步频是非常困难的。

如果认为步频因遗传等因素较难改变，在原有步频的基础上要提高到平均跑速10.6 m/s，则选手们就需提高步长来达到这个成绩（见表3）。

选手们需要增加的平均步长在0.02～0.10 m之间，这看似非常小的距离，但在实际百米大战的顶尖选手来说，在原有步长基础上再突破，绝非易事，如果能达到这样的步长，其余选手将比原来少跑一步以上。当然这只是一种假设，百米项目达到目前的水平，绝非孤立地提高步频或孤立地提高步长就能实现的，一旦一个因素改变了，第二个因素也会随之改变，如李春雷等[8]研究认为步频与步长指数之间呈高度负相关（-0.740）。因此，对于优秀选手来说，如何来组合步频与步长是一个非常复杂的问题。

3.2分段步频

可以认为顶尖选手在一定时期内，完成百米的步数相对稳定，因此其成绩的变化可以认为是由起跑反应时、全程步频来决定的，而后者影响成绩的作用更大。本研究中以起跑后第2～5步、第6～10步、第11～15步、第16～20步、第21～25步、第26～30步、31～35步、36～40步、41～45步来进行分段，由于大多数在45步左右即可完成百米比赛，因此本研究中就按9个分段来进行步频计算。由于经解析发现表中选手从发令到第一个脚着地即刻的时间在0.52～0.56 s之间，除去反应时，第一步步时在0.36～0.41 s之间，而2～5步每步在0.20～0.24 s之间，差别较大，因此第一个分段选取第2～5步。从表1可见，各选手的分段步频高于全程平均步频，这在一定程度上由于第一步的时间较长有关。

为了更加直观地呈现博尔特及其他选手的全程步频变化情况，我们进行制图，图1、图2和表4可以明显看到，博尔特在北京奥运会上从第6～35步、2013世锦赛第6～30步的步频均为4.46步/s，2009世锦赛上第6～30步步频均为4.55步/s，因此，可以认为博尔特在百米跑的过程中很长一段时间或距离的步频是不变的，而其余选手在这些分段上均有较大的上下波动。冯敦寿1996[14]在《贝利破百米世界纪录跑的技术特征》一文中提到贝利破世界纪录时全程步频变化非常小，全程最大与最小步频仅差0.1步/秒，前10米就达到4.63，一直保持到30米，从30～60米他的步频上升到4.72步/秒，在最后的60～100米段步频又回复到4.63步/秒，所以他的全程步频变化线几乎是一条水平线。虽该文的百米分段与本研究不同，但在百米的途中跑过程可以与本研究途中过程大致对应。

4结论

4.1相对于其他选手而言，博尔特的步长是最大的，与接近身高的选手比，其步长、步频均有优势。传统的步频、步长指数技术风格分类方法、步频指数、步长指数，已不能满足区分当世界顶尖级百米选手之间技术风格的差异。突破成绩要发展步长或步频，或者两者同时提高，如何取舍，需针对每一选手实际情况进行尝试，而远非不通过实践就能下定论。

4.2从博尔特跑的节奏——全程步频分配上看，与其他优秀百米选手比，其步频变化极小，在第6～30步甚至35步之间几乎不变，最后10步步频下降较少，仍能高于起跑后第2～5步的步频可见其长时间维持步频的能力较强，而其余选手在跑的过程中步频有增有减。

参考文献：

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[2]邹虹，詹晓梅. 博尔特成功因素探析——从第29届奥运会男子100 m决赛谈起[J].军事体育进修学院学报，2009，28（2）：38-41.

[3]冯敦寿.步频、步幅与短跑运动员的选材和训练[J].四川体育科学学报，1986（3，4）：79-85.

[4]谢伟，周玉.从步长、步频的角度分析我国男子百米跑成绩滞后原因[J].体育科技文献报，2010（1）：16-17.

[5]谭明义，尹军，李立群.中、外优秀男子短跑运动员步频、步幅的比较与分析[J].中国体育科技，2000，36 （12）：12-13.

[6]张辉.世界男子100 m跑运动项目发展及趋势分析[J]. 杭州师范学院学报：自然科学版，2005，4（4）：315-318.

[7]劳力.世界男子百米飞人之战[J]，田径，1997（5）：9-11.

[8]李春雷，周超群，周玉斌.世界男子 100 m成绩演变及优秀男子100 m运动员成绩模式[J] .北京体育大学学报， 2004，27（9）：405-407.

[9]冯敦寿.贝利破百米世界纪录跑的技术特征[J].体育科研，1996，17（4）：14-15.第30卷第1期12014年2月山东体育学院学报1Journal of Shandong Institute of Physical Education and SportsVol.30 No.11February 2014