体育领域灰色系统理论相关文献的计量学分析——基于1986—2015年CNKI数据库

史海方，刘嘉津

(宁波大学 体育学院，浙江 宁波 315211)

·体育测量与评价·

体育领域灰色系统理论相关文献的计量学分析
——基于1986—2015年CNKI数据库

史海方，刘嘉津

(宁波大学 体育学院，浙江 宁波 315211)

从1986年灰色系统理论被应用于体育科研至今，灰色系统理论已经在体育科研领域中存在了30年的时间。但是，随着时间的流逝，体育界大部分学者和专家不再关注灰色系统理论，甚至排斥和抵触灰色系统理论。为找到产生这种状况的原因，文章收集了清华同方CNKI全文期刊库中1986—2015年所有运用灰色系统理论的体育科研论文，经过数据化处理后，借助DPS软件处理数据，运用灰色预测法将30年间灰色系统理论相关文献的变化情况分段，并使用MATLAB软件中的图形模块呈现部分数据，以便于更直观精确地反映数据变化过程。研究结果显示，30年里，灰色理论在体育领域的发展经历了四个时期：初步发展期、快速发展期、平台期和衰退期。经分析后发现灰色系统理论并不过时,并且它在体育科研领域中后备力量充足。造成灰色系统理论相关文献大幅度减少的原因是多方面的，其中包括基础研究不足、相关学者创新意识不够、大数据时代环境等因素的影响。

体育;灰色系统理论;应用;发展

我们现实世界的系统大致可以分为三种，白箱系统，黑箱系统和灰色系统。对系统的结构(包括内部要素和组织形式)和机理已有较充分的认识,且能从理论上来描述和精准预测系统规律的系统称为白箱系统，如乒乓球和网球等的发球装置等[1]。对系统的结构和机理缺乏认识，又不能从外部直接观察到其内部状态，理论上也未阐明其运动规律的系统则称为黑箱系统，如地心。灰色系统指的是对系统多少已经有了一些认识，但认识又不是很充足，可以直接观察到系统内部的基本状态但是仍然不能完全观测的系统称为灰色系统[2]，如人体发球时对于发球角度的控制系统等等。1986年灰色系统理论这一名词首次出现在体育科研领域[3]。截止2015年，灰色系统理论已经在体育科研领域发展了整整30年。为了研究数据量少和信息不确定的问题，我国学者邓聚龙教授在1982年创立了灰色系统理论。灰色系统理论是系统科学中的一种数学方法，它主要通过生成、开发已知的信息，提取有价值的信息，实现对系统运行行为、演化规律进行正确描述和有效监控[4]。

1 研究对象和研究方法

1.1 研究对象

本研究以清华同方CNKI全文期刊库中1986—2015年所有应用灰色系统理论的体育科研论文为研究对象。经检索分析发现，30年间， 清华同方CNKI全文期刊库共收录体育类科研论文875 685篇，其中含灰色系统理论文章1 227篇。

1.2 研究方法

文献检索法，数理统计法，对比分析法，灰色GM(1，1)及其残差模型分析法。

2 灰色系统理论在体育领域应用中的发展过程

2.1 灰色系统理论在体育科研领域的比重和发展速度

2.1.1 体育领域应用中的纵向对比。1986-2015年，体育领域每年发表的运用灰色系统理论的体育科研论文数量占每年的体育科研论文总数的比例一直比较小并且呈现一定的规律。根据这种变化规律，结合灰色预测方法我们可以将灰色系统理论在体育领域30年的发展变化过程分为五个阶段(表1)。分析结果显示体育领域中灰色系统理论类体育科研论文的数量在1986-2009年一直是增加的。在2010-2015年是减少的。灰色系统理论科研论文数量与体育科研论文总数的比例在1986-2004年是增加的，在2005-2015年是减少的。根据灰色系统类体育科研论文自身增长情况以及它在体育领域的比重，将1986-2015年分为五个阶段。1986-1993年为第一阶段，1994-1999年为第二阶段，2000-2004年为第三阶段，2005-2009年为第四阶段，2010-2015年为第五阶段。其中第二阶段和第三阶段发展速度相当，因此，将它们合称为快速发展期。

经过查询相关资料得知，1994年和2005年、2015年是灰色类体育科研论文数量明显减少的三年。这种数量上的变化是有原因的。从1994年开始，我国加强了对体育的重视度，推出一系列方针政策鼓励体育发展，因此，1994年发表的体育科研论文总数是1993年的一倍多。这导致了运用灰色系统理论的论文数量占体育科研论文总数的比重在1994年骤然下降，但是灰色系统类体育科研论文数量本身却增加的现象出现。至于2005及其以后的变化则与大数据和信息化时代的来临有关。2005年，我国的信息化基础建设已见成效。行政管理的无纸化办公和信息化[5]，行业中电子商务、电子政务的应用，均取得长足的进步，“数字烟草”的建设踏出坚实的一步，为大数据时代的观念引入和建设提供了可靠的基础保障[6]。“大数据时代”的来临，伴随着海量信息获取的便利性和多样性，以小样本和预测结果的精确化而著称的灰色系统理论，在体育科研领域的应用受到了影响。

2.1.2 与经济、农业领域应用中发展状况的横向对比。由于灰色系统最早产生在对粮食问题的研究中，而其最佳应用方向又在经济学领域。因此本文将1986年到2015年灰色系统理论在体育中的应用中的发展情况与其在农业、经济领域应用中的发展情况做了横向对比。从具体的平均增长率上来看，1986-2015年间，体育科研论文的平均增长率远远大于农业科研论文的平均增长率，但是，灰色类科研论文的平均增长率远远小于灰色类体育科研论文的平均增长率。经查阅相关资料得知，这种情况与“大数据时代”的降临有关。灰色系统理论适用于研究小样本量，按一定的时间间隔顺序排列的数据，“大数据时代”使得大部分科研人员将注意力转移到更容易获取的大数据上面。“大数据时代”的来临不仅对灰色系统理论在体育领域的发展有了明显的影响，对灰色系统理论在经济领域和农业领域的发展都有不同程度的影响。2010年以后，灰色系统类经济科研论文和灰色系统类农业科研论文数量都有所减少。他们在各自领域所占的比重也增长速度有所减缓甚至下降。也正是从这个时期以后，灰色系统理论在体育领域的应用状况开始每况愈下。

表1 1986-2015年体育领域灰色系统理论发展情况一览表

表2 1986-2015年灰色系统理论在不同领域应用状况对比一览表 (篇/年)

2.2 灰色系统理论方法在体育科研领域不同项目中的应用状况

根据中国知网中的学科分类，笔者将灰色系统理论方法在体育领域不同项目中的应用状况分为8个项目进行分析。这八个项目包括体育理论、田径、体操、球类、民族传统体育、水上、冰上、雪上运动、世界体育、文体活动以及其他体育运动。从历年来发表的论文总篇数上看，灰色系统理论在体育科研领域中的运用主要集中在“田径”上，占总数的47%；其次是“体育理论”，占总篇数的25%。在不同的发展时期，每个模块所占的比例不同，但是“田径”和“体育理论”两个模块一直都占据前两名。田径项目是体育领域中的基础项目，是体育各种其他运动项目健康发展的前提;体育理论是体育科学研究中必不可少的内容，所以灰色系统理论有望在体育领域长期发展。虽然“体育理论”和“田径”两个模块中所占的比例最大，特别是田径类增长迅速，也下降迅速。与此同时，其他模块也一直在变化和发展着。球类运动、体操和世界体育相关的灰色系统类体育科研论文数量所占的比重一直在增加，其中球类增加得最明显。文体活动类的变化数量没有田径类的变化大，但是它的变化规律和田径类相似。灰色系统理论在体育科研领域不同的模块中的变化反映出灰色系统理论科研论文数量在体育科研领域中减少的原因之一是使用灰色系统理论的田径类体育科研论文数量大幅度减少，而且使用灰色系统理论的其他的体育科研论文数量没有明显增加。

图1 灰色系统理论方法在体育领域具体应用情况

2.3 体育领域采用灰色系统理论的主要方法

灰色系统理论方法包括灰色关联分析、灰色建模预测、多维灰色评估、灰色决策、灰色规划以及其他的灰色系统理论方法。笔者将这六种灰色系统理论方法在体育科研领域中的应用情况分类统计，统计结果发现，1986年到2015年，体育领域运用灰色系统理论具体方法的比重差别巨大，57.62%的文章运用的是“灰色关联分析”，21.63%的文章运用的是“灰色建模预测”，而在“灰色建模预测”中74.81%的文章又都采用的是“GM(1，1)模型方法”，即 “灰色关联分析方法”和“GM(1，1)模型方法”自始至终都是体育科研领域灰色理论的两大主干[7]。

图2 体育领域应用灰色系统理论的文献 采用灰色系统理论方法的分布情况

2.4 体育领域灰色系统理论研究队伍发展状况

2.4.1 研究人员的状况。本文统计了30年内发表过灰色系统相关体育论文的作者情况，共有725人以第一作者的身份发表过灰色系统相关体育论文。但多达583人只发表过1次，占总人数的80.41%，与1994-2013年的情况相比要好，发表论文数在3篇及3篇以上的有55人，已经形成了一定的规模，相对于2004年的统计结果，灰色系统理论的作者群规模明显变大。具体的研究灰色系统理论的作者，在不同的发展时期，人员变动明显。具体的每个发展时期作者群的规模也不同。在第三阶段和第四阶段，作者群规模达到了顶峰。在作为衰退期的第五阶段，作者群规模又急剧缩小。

表3 1986-2015年各阶段发表3篇及以上灰色类体育科研论文人员情况一览表

2.4.2 研究机构的主要分布情况。截至2015年，全国共有342个机构作为第一单位参与了灰色系统理论在体育领域运用的研究工作，其中85.09%的机构是高等院校。其中以第一单位参与发表灰色系统类体育科研论文在5人次以上的机构占机构总数的15.2%。发表相关论文在10人次以上的机构也有25所，占总数的7.31%。从第一阶段到第五阶段，随时间顺序变化，每个阶段排名前八的机构发表的论文数量一直在增多，以专业体育院校为第一单位发表的灰色系统相关文章数量增长速度显著快于其他类型的院校。从研究机构的分布来看，仍然没有明确的地域和学科分布特点。这可能与灰色系统理论研究的开展对工作环境要求不高有关。至于灰色系统理论在我国体育界整体的地域分布情况，一个理论的发展，要看学科带头人的分布情况[8]。

表4 1986-2015年各阶段发表灰色类体育科研论文人次排名前八名的机构一览表

2.4.3 发表过灰色系统理论的期刊变化情况。经过分析灰色系统应用类的文章所在的期刊发现，迄今为止，我国体育科研领域的大部分期刊都刊载过灰色系统理论应用类科研论文。这些期刊既包括体育科学、体育学刊、中国体育科技、体育文化导刊等综合类学刊[9]，也包括一些专业性期刊和各个高校出版的期刊。随着时间的推移，平均每年所涉及的期刊数量不断增多，但是增加的期刊以非核心期刊为主。期刊的另一种变化表现在灰色系统理论应用类文章刊载在各大体育院校发行的期刊上的数量逐渐增加。

2.4.4 毕业论文中运用灰色系统理论的情况。在1999年到2004年间灰色系统理论和方法开始出现在灰色类体育毕业论文中，之后不但应用灰色系统理论的体育毕业论文总数递增，所涉及的专业也越来越多。1999年到2004年共9篇，涉及两个专业；2005年到2009年共24篇涉及4个专业；2010年到2015年共85篇，涉及8个专业。但是经系统分析后发现，由于受到整个体育学术界大环境的影响，在毕业论文中使用过灰色系统理论的作者，并没有在以后的科研过程中继续使用灰色系统理论方法。所以，他们也没有对灰色系统理论在体育科研领域的应用做出太大贡献。

表5 毕业论文中运用灰色系统理论的情况一览表

3 灰色系统理论在体育科研领域应用中出现的主要问题

3.1 应用方法单一导致发展前景受限

灰色关联分析方法一直是应用灰色系统理论的文章采用的最多的方法。采用第二多的方法是灰色预测法。多维灰色评估方法、灰色决策方法以及灰色规划方法在应用灰色系统理论的文章中被采用的频率虽然一直在缓慢增加，但与灰色关联分析方法和灰色预测方法被使用次数的增长速度相差甚远。应用方法的单一使得灰色系统理论在体育科研领域的发展前景受到限制。

3.2 研究学者创新意识不足

灰色系统理论方法在体育科研领域应用过程使用的灰色系统理论方法70%以上是灰色关联分析法和灰色预测法。灰色系统理论在体育科研领域的应用70%以上集中在体育理论和田径两个项目中。这两种现象的存在显示出灰色系统理论研究学者存在创新意识不足的问题。研究学者创新意识不足造成了灰色系统理论在体育科研领域的应用过程中存在应用范围过于狭窄，同类研究过多的问题。使得大量研究成果不得不流向非核心刊物，整体上降低了成果的价值。

3.3 大数据时代环境因素的影响

灰色系统理论是一种处理小样本动态发展问题的理想方法。相对于统计学，它具有需要极小的样本量的优势，但是伴随着“大数据时代的来临”，体育科研领域研究人员开始将注意力从灰色系统理论中转移开。大数据时代的环境因素让人们误以为大数据即大样本，灰色系统理论的小样本分析没有用了。但是，实际上大数据时代的含义是在庞大的数据中提取有用的数据样本，而这些数据样本未必一定就是大样本数据。所以不能说大数据时代灰色系统的小样本分析没有用了。

3.4 部分学者对研究成果的认识有偏差

科学研究人员发现，以分析出来的数据精准而著称的灰色系统理论分析出来的数据往往与实际值有少许差距。据此，部分学者认为外界环境是在不断变化着的，灰色系统理论无法精确地预测未来。但是灰色系统理论中，经过灰色系统理论方法处理得到的结果并不是指某个具体值，它指的是解决正在分析的问题的变化趋势，或者是一个区间，一个范围。虽然经过统计学处理也可以得到一个发展区间，但是刘嘉津教授(2008)做过对比分析，分析结果显示通过灰色系统理论分析得到的结果比通过统计学分析得到的结果更精准[10]。

4 灰色系统理论在体育科研领域应用中的前景分析

4.1 灰色系统理论并不过时

虽然灰色系统理论在体育科研领域中的应用不尽如人意，但是它在基础学科农业科研领域和经济学科研领域中一直蓬勃发展。这说明灰色系统理论本身没有大的缺陷。当前，灰色系统理论在体育科研领域中已经形成了一个以灰色关联分析和灰色预测为主的框架，但这个框架中填充的灰色规划、多维灰色评估等方法太少。因此，合理地普及多维灰色评估方法、灰色关联分析方法是未来体育科研领域灰色系统理论研究人员的选择之一。

4.2 后备人才较为充足

灰色系统理论不是一种单一的方法，孙越(2008)研究认为：一种理论如果不加入到学校教育中去，最终提升到一门课程的高度，这一理论的普及就不可能系统、全面[11]。现实状况是虽然灰色系统理论已经在部分高校硕士生和博士生中普及，也培养了一批研究生和博士生学习灰色系统理论，但是由于大环境所限，这些毕业生们进入社会以后没有继续关注灰色系统理论，所以他们也没有对灰色系统理论在体育科研领域的发展做出太大贡献。但是正是这些学习过灰色系统理论的毕业生的存在，使得我国体育领域灰色系统理论后备人才充足。

4.3 加强基础研究，扩大应用范围

袁旦(2012)研究认为：由于体育普遍包含着固有的动态性特征，在体育领域灰色理论的应用价值已不亚于传统的体育统计，我们从体育统计的基本结构和普及方式上，就可以预见到灰色系统理论在体育领域中的未来发展方向[12]。由于灰色系统理论的单一使用可能会造成对有些问题“解释不清”的现象，而将灰色系统理论与其他的统计学方法一起运用来分析解决问题则会互相弥补不足，因此未来体育领域灰色系统理论的研究方向将会面向更高层次的“预测”、“决策”、“规划”3方面[13]。就“预测”而言，目前绝大多数研究采用的还是单纯的GM(1,1)模型，研究水平有待进一步提高[14]。一方面由单因素向多因素方向发展，即更多地采用GM(1,n)模型进行研究；另一方面广泛开展多功能组合模型的开发，也就是将其他特征模型与GM模型组合起来，以扩展GM模型的适用范围。

4.4 还体育领域灰色系统理论一个理想的发展环境

虽然体育科研领域灰色系统理论研究后备人才充足，但是这些后备人才受限于当前体育科学研究大环境，并不能贡献他们的力量。所以灰色系统理论要想在体育科研领域立足，就急需改善体育科学研究的环境。改变环境既需要体育科学研究领域内的学者转变错误观念，消除对灰色系统理论的误解，也需要灰色系统理论相关研究人员规范使用灰色系统理论方法，加强灰色系统理论基础研究，更需要灰色系统理论资深研究者持续引导对灰色系统理论有兴趣的体育科研人员规范使用并深入研究灰色系统理论。

5 小 结

5.1 灰色系统理论应用论文数量在体育领域总体发展状况由兴到衰,其在体育科研领域中的增长速度与在其他领域中的增长速度相比落后明显。

5.2 灰色系统理论在体育科研领域各个项目中的应用不均衡。

5.3 灰色系统理论方法在体育科研领域中的应用较为单一。

5.4 体育科研领域中灰色系统理论研究学者群体不稳定，研究机构逐渐集中在各个体育专业院校中。

5.5 灰色系统理论应用论文在体育科研领域中发表的刊物逐步扩散。

5.6 体育科研领域中灰色系统理论研究队伍后备力量充足。

5.7 灰色系统理论在体育科研领域应用中出现的主要问题有基础研究不足，研究学者创新意识不够，大数据时代的环境因素影响了其良性发展和体育科研领域学者对灰色系统理论研究成果认识的偏差等等。

5.8 由于灰色系统理论在整个学术界中并不过时、它在体育科研领域中后备人才充足等现状的存在，笔者认为应该加强灰色系统理论应用基础研究，扩大应用范围，提升体育灰色系统理论的声音，并转变错误观念，还体育领域一个理想的发展环境。

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Metrology Literatures Using Grey System Theory In Sports Scientific Research——Based on 1986-2015 CNKI database

SHI Hai-fang,LIU Jia-jin

(PE Department, Ningbo University, Ningbo 315211, China)

The grey system theory have developed for 30 years in the field of China’s sports scientific research field by year 2015.However, the grey system theory in China sports scientific theory is almost entered a spent force. For revising the situation it owned, and estimate the status of development for grey system theory in the field of Chinese sports scientific research, we based on full text periodical database (CNKI) developed by Singh research papers using Grey systemic theory in sports field past ten years. We analyze date by DPS and MATLAB. The result shows that Grey theory in Chinese sports field had expired four stage. It include of Preliminary development stage, rapid development stage, plateau and recession stage. Now it is in recession stage. It suggests that we should start with science pop-vulgarization for the future in order to promote grey theory’s healthier development in china sports field. Causes of this situation are various, it include lack basic research, less relevant academic innovation and influence of environmental.

sports; grey system; application; development

2016-11-07

史海方(1989-)，女，山东聊域人，在读硕士研究生，研究方向：体育教育训练学.

1004-3624(2017)01-0094-07

G80-32

A