基于MATLAB数据分析的篮球运动员专项体能研究

高 萌

(河南教育学院 体育系，河南 郑州 450046)

基于MATLAB数据分析的篮球运动员专项体能研究

高 萌

(河南教育学院 体育系，河南 郑州 450046)

根据体能机构理论，对近20年涉及我国篮球运动员专项体能理论的文献资料进行综述分析.选择中国女篮作为研究对象，对专项体能诊断进行研究，运用MATLAB软件从多个维度对专项体能数据进行处理，提高专项体能数据的有效诊断，推进理论和实践的结合.

篮球；专项体能；训练；MATLAB；比较分析

0 引言

体育成绩在某种程度上可以代表一个国家的实力,中国体育始终保持着螺旋上升的趋势.2010年以来，尽管中国篮球训练强度大，训练频率高，但训练效果并不令人满意.综观比赛细节，很大程度上可以归结为训练的不合理造成的.系统地建立专项体能的基本理论、时间手段、诊断方法、评价标准势在必行，这是有效提高我国篮球竞技水平的必由之路.

1 专项体能研究状况

文献[1]给出了体能的定义，即动员自身所拥有的基本运动能力，是运动员不可或缺的竞技能力.运动员的身体机能、身体形态与运动素质是决定其体能状况的主要因素.本文采用此观点作为研究依据，开展对运动员专项体能的研究工作，从身体形态、运动素质、身体机能等多方面作为研究点，通过数据和图形合理构建运动员体能结构特征.

在身体机能方面，专家进行了许多研究，主要侧重于运动员机能评定、运动员选材、训练负荷监控等方面. 文献[2]将血乳酸、心率、最大摄氧量、视野、Physical Work Capacity 170(PWC 170)列为身体机能最重要的几项指标.此后各个专家研究中，逐渐有了更多的发现，比如运动员身体机能是有氧能力的保证，而无氧阀反映身体有氧能力的重要指标等.

在身体形态方面，专家所持观点，主要有两种，一是侧重研究教材，二是侧重于研究青少年身体形态. 文献[3]指出，运动员身体形态主要是“身材高大、胸廓大、手大、脚大，小腿长、手臂长，臀部小、碟围小”. 文献[4]指出，篮球运动员身体形态的主要特征是“身材高大、手臂长”. 文献[5]描述为“身材高大、手长、腿长(尤其是小腿)、四肢匀称、手大(尤其是五指要长)、臂长、躯干短、脚大、肩宽、胸廓大、腰细、腿弓隆起、肌肉线条清晰、脂肪少、跟腱长且清晰、踝关节细，体重与身高达标”.其他资料或文献描述基本上与上述类同.

在运动素质方面，专家进行了更多的研究，成果颇丰.可以认为力量、协调性、爆发力是篮球运动员不可或缺的要素. 文献[6]显示，优秀篮球运动员不仅需要全面性的基本运动能力，更需要着重强调力量、爆发力、协调性.瞬间变向的能力，以及对准确性、时间和空间感的养成.以此作为依据，通过双脚弹跳、三级蛙跳、计时跑、秒屈腿仰卧起坐、半场三角跑、单脚弹跳、变距折返跑，给出了评价标准.

2 篮球运动员专项评价研究

定期对篮球运动员训练内容和成果进行有效的评价，是教练制订训练计划的依据.体能评价最重要的部分是运动员训练内容和现状评价.本文采用文献[7]中的评价体系，共3个一级指标、12个二级指标、12个三级指标，内容和权重如表1所示, 其评价标准如表2.

表1 运动员专项体能评价指标体系与权重系数表Tab.1 Evaluation index system and weight coefficient Table of special physical fitness of athletes

表2 篮球运动员专项体能评分标准表Tab.2 Special physical fitness standard of basketball athlete

3 篮球运动员专项体能诊断研究

当前很多国家正在针对运动领域构建相对完善的“高级运动员综合监控系统”，欧洲多国以计算机技术为依托，以定量监控体能训练过程为目的，在训练过程中完成评价和控制训练负荷的目的.带领体能训练，以定量为准，形成系统化、模块化的模式.但目前涉及篮球运动的体能训练监控研究尚不完善，本文通过MATLAB对专项体能检测数据研究，完善当前的研究内容.

本次试验中，选取的国家篮球运动员第一次专项体能得分如表3所示.根据权重不同，综合评价篮球运动员专项体能，计算加权得分如表4.

表3 运动员专项体能指标得分表(不加权)Tab.3 The score Table of athletes’ special physical fitness index (not weighted)

表4 运动员专项体能指标得分表(加权)Tab.4 The score Table athletes’s special physical fitness index (weighted)

所有指标中，除了身体形态无法改变外，其余都能够通过训练得到改变.训练过程中，侧重于关注整队的体能状态和每个运动员的个体状态.区别对待每个运动员十分重要，使用MATLAB，绘制数据雷达图对每个运动员的体能状态进行诊断，有助于对训练和比赛的判断.

4 数据分析

通过图1～图3和表4可知，魏A的身体形态数值处于最优值，身体机能和运动素质水平处于劣势，特别是运动素质，从血红蛋白、血清睾酮、血清肌酸激酶的测量结果观察，血清肌酸激酶为所测人员最低，推断其并非处于疲劳状态，血清睾酮数值低可能与疲劳相关，亦可能与运动素质水平有关.从运动素质来看，魏A耐力和力量素质为所测人员最低值.得到结论，魏A身高在比赛中有优势，但运动素质较差，目前无法承担高强度、大运动量长时间比赛.

结合实际情况来看，魏A身体素质好，具有先天优势，但运动能力不强，需要通过有针对性的强化耐力和内线抢篮板、罚球能力进行弥补.经过6个月有针对性的训练，魏A的运动素质得到了提升，在爆发力上有一定程度提升，而在耐力方面的提升最为显著，如图4、图5.

图1 魏A专项体能一级指标态势雷达分析图Fig1 Radar analysis of the 1st level special physical fitness index of WEI A

图2 魏A专项体能三级指标-身体机能态势雷达分析图Fig2 Radar analysis of the 3rd level index body posture of WEI A

图3 魏A专项体能三级指标-运动素质态势雷达分析图Fig3 Radar analysis of the 3rd level index sports quality of WEI A

图4 魏A训练后体能三级指标-运动素质态势雷达分析图Fig4 Radar analysis of the 3rd level index sports quality of WEI A after training

图5 魏A训练前后三级指标-运动素质对比Fig5 Comparison of the 3rd level index sports quality of WEI A before and after training

训练前后的显著变化，体现了训练的成果.魏A在体能上提升，可以使她在场上的活跃时间有效延长，在身高优势较为重要的比赛中，魏A能更多地为队友分担任务.

通过MATLAB数据分析，对每位运动员的体能判断，最终目的是综合评价运动员体能，针对当前情况对训练方案进行调整.运动员体能训练并非按照权重大小排序进行，而应结合实际情况，针对运动员本人的特征进行综合评估，按照体能构成指标顺序，严格遵循训练原则，制订完善成熟的训练方案.

体能目标挑战模型是指构成运动员体能指标的最优综合体.该模型反映未来一定时期，运动员专项体能发展最优方向.

构建挑战模型需对运动员每项体能指标与目标模型的差距大小运用统一的标准进行客观分析，之间差距成为差距系数.目标模型中的各项指标是每个运动员3项专项体能数据指标的最优化综合，以百分比的形式呈现，最优值为100%，表明差距为0.其余运动员指标小于100%，表示与挑战目标值有一定差距.计算公式如下：

通过表4可以看出，运动员个体情况差异较大，其中应优先发展运动素质的有8名，优先身体形态的3名.以魏A为例，运动素质是其继续改善的方面，身体机能方面同样需要兼顾(图6). 通过图7和表4可以看出，当前篮球继续强化体能训练，在解决体能问题的同时协调身体技能和身体素质发展，培养良好的运动素质，这样才能保证运动员在球场正常发挥自己的水平，为取得胜利奠定良好的基础.

图6 魏A专项体能一级指标得分差距系数雷达分析图Fig6 Radar analysis of the special fitness indicators score gap of WEI A

图7 篮球运动员专项体能一级指标雷达分析图Fig7 Radar analysis of the 1st level special physical fitness index of basketball players

5 结论

使用MATLAB进行数据分析和可视化呈现，有助于将专项体能的多因子结合呈现，从纵向和横向方向拓展了诊断和评价空间.帮助教练掌握球队情况和个人情况，有效对比训练前后差异，方便及时调整训练方案，完成训练计划.通过雷法分析法和目标挑战模型综合评估及诊断运动员的专项体能，构建起可以溯源、有依据的、全面的训练大数据，有效减少训练中的误判情况.

[1] 田麦久.运动训练学[M].北京：高等教育出版社，2006:100-102.

[2] 孙民治.现代篮球高级教程[M].北京：人民体育出版社，2004:80-91.

[3] 全国体育院校教材委员会.运动训练学[M].北京：人民体育出版社,2000:76-79.

[4] 冯连世，冯美云，冯韩权.优秀运动员身体机能评定方法[M].北京：人民体育出版社,2003:100-120.

[5] 美国NBA体育教练员协会.篮球体能训练[M].张莉清，译.北京：人民体育出版社，2009:79-83.

[6] 韩夫莶.我国优秀女子自由式摔跤运动员专项体能评价与诊断研究[D].上海：上海体育学院，2010.

[7] 陆柳.国家女篮专项体能评价与诊断研究[D].苏州:苏州大学，2012.

ResearchonSpecialPhysicalAbilityofBasketballPlayersBasedonMATLABDataAnalysis

GAO Meng

(DepartmentofPhysicalEducation,HenanInstituteofEducation，Zhengzhou450046,China)

Based on physical mechanism theory, a summary analysis of the theory of China’s basketball athlete’s special physical fitness for nearly twenty years is carried out. Selected women’s basketball team as object to research special physical diagnosis. By special physical data processing with MATLAB in multiple dimensions, improved the data diagnosis of special physical fitness for the advance of theory and practice.

basketball; special physical fitness; training; MATLAB; comparative analysis

2017-01-10

河南省软科学研究计划项目(152400410500)

高 萌(1988—)，男，河南郑州人，河南教育学院体育系教师.

10.3969/j.issn.1007-0834.2017.03.021

G808.16

A

1007-0834(2017)03-0090-05