对14名中外优秀百米跑运动员分段速度的差异比较*

张珊珊

(郑州工商学院, 河南 郑州 451400)

对14名中外优秀百米跑运动员分段速度的差异比较*

张珊珊

(郑州工商学院, 河南 郑州 451400)

以14名中外百米优秀运动员的分段速度成绩为研究对象，运用多元统计中的因子分析和聚类分析，通过对运动员各段的因子得分结果进行分析，得出结论：在百米赛跑中我国运动员的成绩最优段是在20-30米和70-80米段；而国外运动的最优段是在20-30米、40-50米、50-60米以及80-90米。通过聚类分析表明，以贝利和刘易斯为代表优秀百米运动员，在百米跑中的区间段的加速能力和各个区间段的速度持续保持能力，是符合现代百米跑的技术特征的。

分段速度；因子和聚类分析；百米运动员；差异比较

百米运动是人类挑战速度极限的一项竞赛项目。从目前世界大赛运动员取得的成绩分布来看，百米运动的最好成绩在非洲和欧洲，成绩最不理想的是亚洲。通过对中外百米运动员百米赛程中的分段速度特征进行分析，并对其进行数理统计来研究每个运动员的段落优势。研究发现，成绩和区间段落的速度具有高度相关性的段落区间在 10-20米（p=0.908）、70-80米（p=0.980）和90-100米（p=0.974）这三段。通过比较分析，来探索我国运动员百米跑中的不足和存在原因，为今后的百米速度训练提供科学依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

14名中外优秀百米运动员以陈文忠在内的中国7名优秀短跑运动员和第三界世界田径锦标赛以刘易斯为代表的前6位优秀运动员及贝利为研究对象。见表1。

表1：中外运动员100m跑各分段速度特征统计表（单位：m/s）

1.2 研究方法

1.2.1 数理统计法

采用多元统计方法中的主成分析、因子分析和聚类分析。

1.2.2 专家访谈法

通过对数十名的百米教练对百米段落划分，对百米跑分成两段核心段、起跑加速途中跑。而根据教科书中对百米主要是以起跑、起跑加速、途中跑和冲刺这四个阶段；其中最重要段是在起跑加速，途中跑。

2 结果与分析

2.1 中外运动员100跑各区段速度差异分析

从图1可知：中外运动员在0-10米区间段速度均值差异比较小。10-20米段中国运动员区间速度比国外运动员要慢，两者均值差为0.58米/秒。20-30米段国外运动员加速比较明显，速度均值为1.45米/秒，而中国运动员的均值仅为0.49米/秒，表明中国运动员在此段的加速能力不强。30-40米段的区间段，国外运动员在保持原有速度的基础上还在加速，速度均值为0.39米/秒，而此段中国运动员的速度均值为0.87米/秒，表明虽然中国运动员的加速明显但是区间速度小。40-50米段国外运动员出现区间速度最大值均值为11.58米/秒，而中国运动员为10.58米/秒，两者均值差为1米/秒，表明中国运动员的的绝对速度不高。50-60米段国外运动员速度略有下降均值为0.06/米每秒,而中国运动员速度下降为0.16米/秒，表明中国运动员保持绝对速度能力不强。60-70米国外运动员速度减少为0.01米/秒，而中国运动员为区间均差0.29米/秒,表明中国运动员在保持最大速度的能力逐渐下降，而外国运动保持最大速度下降能力不明显。70-80米段国外运动员再次出现速度最大均值为11.64米/秒，区间速度提高速能力为0.15米/秒，而我国运动员还是在持续下降,比原速度减少0.14米/秒，表明百米运动速度规律，是一种保持速度最大值的高速运动。80-90米段国外运动员区间速度下降，均值为0.43米/秒，而我国运动员速度还在持续下降均值为0.19米/秒，表明冲刺阶段百米速度是下降，但区间速度还是应该保持在30-40米区间速度。90-100米段国外运动员的区间速度又有明显的提速，均值为0.04米/秒，而中国运动员区间速度下降更明显，表明在百米运动跑中，终点冲刺的速度也是在加速。

主成分特征根 贡 献 率（%））累进贡献（%）） 指标名称 共同度 因子旋转前载荷矩阵 因子旋转后载荷矩阵F1 F2 F1 F21 7.795 77.95 77.95 0-10 0.997 0.386 0.396 0.001 0.541 2 1.072 10.72 10.72 10-20 0.9 0.881 -0.306 0.855 0.373 3 0.878 8.785 8.785 20-30 0.988 0.851 -0.474 0.947 0.23 4 0.171 1.708 1.708 30-40 0.992 0.9 -0.421 0.946 0.302 5 0.035 0.354 0.354 40-50 0.926 0.908 -0.317 0.881 0.384 6 0.026 0.255 0.255 50-60 0.981 0.947 0.279 0.506 0.848 7 0.013 0.126 0.126 60-70 0.995 0.947 0.263 0.516 0.837 8 0.005 0.052 0.052 70-80 0.991 0.966 0.206 0.569 0.807 9 0.003 0.032 0.032 80-90 0.984 0.941 0.271 0.506 0.838 10 0.001 0.009 0.009 90-100 0.993 0.957 0.237 0.541 0.824

首先，将所收集的各个指标速度数据输入计算机，利用SPSS13.WINDOW运算得出结果。给出了观测量 KMO检验和Bartlett检验结果BartlettS=257.821,Sig=0.000水平显著表明样本个数充足。KMO=0.83＞0.8合适进行因子分析。

从表 2的特征值可以看出，第一个因子的特征值为7.795大约占去了方差的77.95%。基于FACTOR过程取值特征值大于1的规则，FACTOR过程取了前2个因子，累计方差关心率88.68%，可见被放弃的其他8个因子解释的方差仅占11.32%，说明前2个因子提供了原始数据足够。

从表2是初始因子负荷矩阵可知，通过这个系数矩阵可以用各原变量写出因子表达式以便了解因子含义。从表 3可以看出第一第二因子即F1、F2在原变量上的负荷值相差不大，因此不太好解释他们的含义。然而须进一步因子旋转以更好地解释他们的含义。从表2旋转轴后可知因子系数已经明显两极分化，能了解更鲜明的实际意义。

F1因子载荷系数的绝对值的主要是 10-20米，20-30米、30-40米和40-50米，把这个变量概括为起跑后的途中加速跑因子。

F2因子载荷系数的绝对值主要是50-60米、60-70米、70-80米、80-90米和90-100米，把这5个因子变量概括为保持最大速度冲刺因子。

第一主成份，第二主成份与原始变量的关系表5可转换为函数表达式的形式，得到各个主成份得分函数。

2.3 各段因子主成份得分分析

表 3、表 4，在 F1第一主成份函数得分可知，国内 7名运动员在10-20米段得分是陈文忠0.091，得分最低分曹-0.437，此段落均值得分为-1.663，表明我国运动在起跑后的加速能力比较差。而国外7名运动员在10-20米段得分最高的是伯勒尔、库里斯特、大勒德里为0.091，最低得分贝利为0.019，表明百米运动员在短时间加速能力强。在段落得分与成绩的相关性上是高度相关P=0.908。

从表3、表4，F2 在第二主成份函数得分可知，国内外14名运动员得分中，我国运动员在50-60米段中最高得分陈文忠0.052，最低得分刘-0.587，段落均值得分-2.0217，表明我国运动员在保持区间速度的能力很差和持续加速能力偏差。国外运动员此段最高得分段0.424，贝利，刘易斯均为0.306，最低大巴西0.096，表明贝利的区间速度在保持前段速度的基础乃在加速，而刘易斯略有下降，其他运动员的区间速度保持能力均偏低。说明要想在百米跑中压过对手此段是最为关键的。

表3 14名中外运动员各段因子得分表

表4 各国运动员分段得分的均值比较和百米段落与成绩的相关性比较

2.4 因子综合得分分析

表5 14名中外运动员因子综合总得分及排名情况

从表5因子得分及排名可知，因子分析排名前8名中，7名是外国运动员，1名中国运动员，从得分来看，世界名将贝利和刘易斯得分很近，伯勒尔、库里斯特、大勒德里、斯契瓦百米得分水平相当；达西尔巴百米水平比较差。中国运动员只有陈文忠百米水平突出，但是与国外运动员相比还是差别比较大。

在表中的第 1因子得分看出在 FACT1-1也就是百米10-50米区间段中得分最高的是达西尔巴、刘易斯、库里斯特、贝利、伯勒尔、陈文忠、斯契瓦。从第一因子得分表明百米成绩最优秀的运动员得分并不是最高的，说明百米前段是速度对百米跑并不是核心段落，但是可以看出百米跑运动员的加速度大小。

在表中的第 2因子得分看出在 FACT2-2中也就是50-100米五段中，得分最高的是贝利、伯勒尔、斯契瓦、刘易斯、库里斯特。其中斯契瓦在前段因子得分是最低，表明国外运动员在百米跑中，途中跑具有速度快，加速能力强，保持速度的衔接能力强的特点。而我国运动员得分最高的是陈文忠、谢、叶、曹、王，表明我国运动员在百米跑中，后程速度跑是在失去前段区间速度的基础上进行再加速，反映我国运动员各区间段的速度保持能力较差。

2.5 因子得分的聚类分析

采用离差平方和法，通过SPSS13.0软件进行聚类分析的树图见图2

通过百米两段因子得分聚类可知一共可以聚三类。

第一A类：3、1、5表明三个中国运动员的综合得分相近，在百米分段速度跑中特点相似，都是在10—50米四段中加速不快，50-100米五段中途中跑加速明显，但是保持最大速度能力比较差。

第二B类：4、6、2表明三个中国得分相近，百米跑区间段相似，都是10-50米起跑加速比较慢，50-100米五段中无明显途中加速，相反途中减速明显。

第三类：7、14得分表明两位运动员得分相近，百米跑区间速度相似，加速明显，在途中跑中保持最大速度的损失较小，终点冲刺速度明显。9、12、8、10、11得分接近，百米区间跑速上相似，都是加速明显，但是区间速度最大值不大，区间段的速度损失大，终点冲刺速度加速不明显。13运动员在百米前 10-50米四段加速明显，但是最大速度偏小，在途中跑保持最大速度能力比较差，冲刺段明显速度偏小。

3 结论

3.1 从两个主要因子得分来看，百米跑的核心段落是在 50—100米，也就是后程速度体现在途中跑的加速和保持加速速度的水平能力是衡量一个优秀百米跑运动员的标准，在百米跑中区间段最高速度值的优势与百米成绩相关性最大区间段是50-100米，其中最高段是70-80米。

3.2 通过对贝利和刘易斯分段因子得分比较可以表明贝利在百米跑中的区间核心段是在40-50米、50-60米、60-70米、80-90米共四段，并且贝利在保持区间速度的损失很低，途中跑与加速跑衔接比较好。刘易斯在百米跑的区间段核心段是20-30米、40-50米、60-70米、80-90米共四段，刘易斯的段落加速能力比较早，前段速度加速明显，且区间速度最大值保持很好，但是区间的最大速度比贝利小。

3.3 中国7名运动员的因子得分表明我国运动员最好速度段在20-30米和30-40米这两段，并且我国运动员的各个段的得分不高，表明我国运动员在百米跑当中区间最大速度不明显，对50-100米段中国运动员的加速不明显，各区间段的速度保持能力较差。

3.4 优秀百米跑运动员不仅要有良好的加速能力，而且在各区间段的速度保持是最关键的。速度段的保持对优秀百米运动员再加速能力提供基础。运动员在跑百米时需要对自己的段落跑中的体能进行合理的分配。要想提高百米成绩不但要结合自己跑速特点，而且要对自己薄弱段落区加强科学的训练。

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Comparison of the Difference between 14 Famous Chinese and Foreign Outstanding 100m Runners

ZHANG Shan-shan
(Zhengzhou industrial and commercial college, Zhengzhou, 451400, Henan, China)

In this paper, taking the segmentation speed performance of 14 foreign 100m runners as the research objects, using factor analysis and cluster analysis in multivariate statistics, the factor scores of each athlete was analyzed, the conclusion are as followed: in the 100m Chinese runn ers the best period in 20 -and70-30 meters 80 meters long; and the optimal period of foreign sports is in 20-30 m, 40 m, 50-50m、60-90 m and 80 m. It is indicated that Bailey and Lewis are the representatives of outstanding athletes, and the speed of each section is consistent with the technical characteristics of modern 100m running.

segmentation speed; factor and clustering analysis;100m runner; difference comparison

河南省教育厅人文社会科学研究项目一般项目(青年项目)，课题号：2015-QN-316。河南省社科联项目，课题号：SKL—2014—2824。

张珊珊（1985-），河南濮阳人，硕士，助教，研究方向：数据处理与分析。