基于Player LoadTM及IMA的篮球训练与比赛负荷监控*

王 梁,申占全,黄俊朋,赵焕彬

(河北师范大学 体育学院，河北 石家庄 050024)

外负荷是指运动中外部的各种因素对人体所施加的各种刺激,它是通过完成练习的时间、速度、动作或练习重复次数和举起的重量等指标来进行描述的[1]。之前关于外负荷监控的焦点大都集中在跑动速度与距离上[2-4]，并不能全面地反映篮球运动员实际承受的运动负荷。虽然已有全球定位系统(GPS)被用于研究集体运动项目负荷特征的先例[5-6]，但是对于卫星无法捕捉的室内项目却不适用，而三维加速传感器可为篮球运动外负荷的研究提供一种新途径，Coe[5]在其研究中证明三维加速传感器的敏感性足以量化篮球比赛的运动负荷。Player LoadTM是由澳大利亚体育协会设计的一种并非基于距离的修正版矢量，其数值根据三个维度的加速度结合时间得出[6]。与基于距离的矢量相比，它的优势在于能够反映一些诸如变向、跳跃等GPS无法捕捉的位移[7]。篮球运动中的攻防包括很多纵向、横向以及垂直运动，这些快速运动结合起来将构成篮球比赛运动负荷的重要部分[8]。惯性测量分析(inertial measurement anylasis,IMA)是由澳大利亚体育协会开发，反映身体在三个轴的微晃动次数，从而将身体在各方向的运动负荷量化[9]。Meylan[10]在其研究中对该指标的可靠性进行了验证。本研究通过对篮球比赛以及训练的Player LoadTM及IMA进行分析，探讨Player LoadTM、IMA在篮球训练与比赛负荷监控中的应用，为篮球以及其他室内运动项目的运动负荷监控提供一种新思路。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取河北省青年男子篮球队10名主力运动员作为本试验中的受试者，年龄17.89±0.93岁，身高191.80±9.55cm，体重83.20±16.02kg，训练年限6.10±1.66年，运动等级均为国家二级以上，近期均无伤病，能够正常完成训练计划。

1.2 研究方法

采用Catapult Minimax S4外负荷监控系统对受试者在京津冀青年男子篮球对抗赛中的五场比赛以及专项能力提高阶段为期四周的训练进行监控，其中每周训练包括一次教学比赛、五次日常训练课——包括体能与技战术训练。将硬件系统连同运动背心穿戴于运动中较为稳定的上背部，在记录功能开启后以100HZ的频率对运动员在三个轴的加速度次数予以收录并得出IMA的数值，然后通过软件系统将数据导出并根据公式计算出Player LoadTM(图1)。对比赛与训练的起止时间进行记录，比赛过程中仅收录场上受试者的数据，排除场下休息受试者及比赛中断时间的数据。训练过程中所收集的数据以10名受试者为整体，对练习之间的间歇时间、因故未参训受试者的数据予以剔除。评价指标包括受试者在比赛各阶段、以及不同练习的负荷量(Player LoadTM)与负荷强度(Player LoadTM·min)，三个方向的微晃动次数(IMA)以及每分钟各方向的微晃动次数(IMA·min)。

图1 Player LoadTM计算公式

2 结果与分析

2.1 篮球比赛的负荷监控

2.1.1 负荷量与负荷强度

共选取五场分差小于30分的比赛，比赛时长为48min，受试者占据绝大多数上场时间(表1)。

表1 比赛基本情况介绍(N=10)

表2显示：每场比赛平均负荷量为449.5，平均负荷强度为8.77。前两节运动负荷较高，第二节到达峰值，第三节运动负荷出现明显下滑，第四节再次回升。对比各位置球员，每场比赛的平均运动负荷由高到低分别是：小前锋、后卫、大前锋、中锋，这与之前通过距离计算负荷的研究结果相一致[2]。由于河北青年男篮内线薄弱，很多时候采用5外区域进攻，即在没有中锋的情况下，通过前锋与后卫的快速移动拉空内线的空间，给队员创造突破的机会，这是外线球员运动强度远高于内线的重要原因之一[13]。经过对比，外线球员平均每场比赛负荷强度比内线球员高1.03，负荷量多76.55。

表2 各位置球员在比赛各阶段的负荷强度与负荷量

2.1.2 不同位置球员的IMA

从不同位置球员各方向的IMA来看，中锋在水平面的IMA最少，但纵跳次数最多，可达到1.33次/min；小前锋在水平面的IMA最多，其中加速与减速达到0.78次/min，左右变向达到1.38次/min；后卫在各方向的IMA均低于小前锋，但Mcinnes[14]的研究结论显示：后卫在水平面的移动频次明显高于前锋和中锋。这可能与球队的技战术特点以及比赛的具体形势有关。但从总体上看，外线球员在水平面的IMA明显高于内线。大前锋纵跳次数最少，仅为0.68次/min，表明其对篮板球的保护不足(见图2)。

图2 篮球比赛中不同位置球员各方向的IMA·min

在左/右变向的比例方面，除后卫较为平均外，其余各位置球员向左变向的次数均多于右侧，其中小前锋左/右变向比达到1.31∶1，为避免局部过度疲劳，应在赛后加强其右侧下肢肌肉的松解。同时，应在训练中提高左侧髋外展肌群的肌力，增强向右加速的能力，使左右变向能力趋于平衡。在加速与减速的比例方面，各位置球员高强度加速的次数均多于减速，后卫差异最大，加/减速比达到3.71∶1；小前锋完成高强度减速的次数最多，平均每场比赛要完成近20次快速制动，研究表明高强度减速是引起的髌骨损伤的重要原因之一[15]，因此在比赛结束后应注意对其膝关节的护理，并改变技术习惯，减少大强度制动次数。在纵跳方面，Catapult软件高度是否超过30cm作为区分中低强度与高强度纵跳的标准。全队每场比赛平均跳跃38.7±16.8次，低于Abdelkrim[16]和McInnes[4]的44±7次和46±12次。中锋高强度纵跳比例最高，达到总数的54%，每分钟纵跳次数为全队最多，达到1.33次/min，但与NBA顶级中锋的2.13次/min仍有较大差距[2]。后卫中低强度纵跳比例最高，约占总数的79%(见图3)。由此可见，IMA指标能够较为客观反映不同位置篮球运动员的技术特点，这便于教练员根据此信息制订针对性的训练计划。

2.2 日常训练的负荷监控

本研究监控了全年训练周期中的专项能力提高阶段的四周训练，对运动员训练实际完成情况进行记录。该阶段主要目的为发展篮球专项耐力，训练计划由主教练与体能教练共同制

图3 篮球比赛中不同位置球员加/减速 比、中/高强度纵跳比与左/右变向比

订。四周练习内容基本一致，只在不同训练周对不同练习项目的配比进行微调。运动员在训练后皆有疲劳反应，但在次日均得到较好的恢复。

2.2.1 受试者周训练计划安排

平均每周包括六个训练日，周日休息，每个训练日两次训练课，一周共十二次训练课，其中上午为辅助训练课，主要包括热身、拉伸、投篮、运球等低强度运动以及力量训练这种无法通过加速度测试仪测量的负荷，每日下午为主要训练课，具体见表3。本研究主要收录每日下午的训练数据，包含了四场于每周五下午安排的教学比赛，对手为同等水平篮球队，每场教学比赛持续时间60min，分四节，每节15min，共获得2胜2负的成绩。

表3 受试者每周训练完成情况平均值

2.2.2 周训练负荷变化

记录显示，平均每周下午总净训练时间为528min，平均每天下午净训练时间为88min、平均负荷量为511.1、负荷强度为5.95，周负荷变化呈现出典型的双峰式特征，即周二与周五呈现出两个负荷强度波峰。周二的强度为一周训练中最重要的负荷，在高负荷强度的刺激下运动员能够有充足的体能储备去应付周五激烈的教学比赛[17]，并且上周积累的身体代谢废物以及肌肉酸痛症状均已消除，因此在此节训练课中安排了强度较高的能量循环训练、滑步、冲刺跑，达到一周训练的首次波峰。周三进行了更多的训练密度低、跑动距离少的练习内容，负荷强度明显下降。周三、周四、周五的训练负荷量基本相当，但负荷强度却呈递增趋势。周五教学比赛平均负荷量可达541、负荷强度为7.42，受试者负荷强度表现出训练周的第二次波峰。

2.2.3 篮球比赛与不同训练项目负荷强度对比

本研究对篮球训练中常见的15种训练项目进行了外负荷监控，以对比其运动负荷特征与比赛的差异(图5)。正式比赛的强度高于所有训练项目，它比教学赛平均持续时间短12min、

图4 受试者一周训练负荷量与负荷强度变化

强度高1.35、负荷量低91.5，比普通训练课平均持续时间短40min、强度高2.82、负荷量低61.6。这是因为相较于普通训练及教学比赛，正式比赛的间歇时间更短、兴奋程度更高。因此，为了使训练的负荷特征更契合比赛，需要安排长时间的连续快速练习。

能量循环训练负荷强度为8.10，超过了教学比赛。能量循环训练作为一种间歇循环训练法， 通过对身体各部肌肉依次进

图5 篮球比赛与不同练习项目负荷强度对比

行负荷刺激，既能提高运动员肌肉的耐乳酸能力，又不会因为局部过度疲劳而导致运动损伤[18]，此外由于循环训练可供多人次同时练习，因此高训练密度也是其优势所在。本研究所采用的能量循环训练共包括十种与专项动作特征相接近的练习，每项练习持续30s,换项间歇10s,每组共循环两轮，组间间歇

3min，使运动员在体能尚未完全恢复的状态下开始下一组练习，逐渐加强对机体的刺激。

在篮球分组对抗中，全场攻防负荷强度明显高于半场攻防，与教学比赛接近，但明显低于正式比赛。在半场对抗中，半场4v4及3v3强度高于5v5、 1v1及2v2。由此可见，通过Player LoadTM指标能够反映出不同练习项目的负荷强度，这有利于教练员整体调控不同阶段的训练负荷变化。

2.2.4 不同位置球员一周负荷变化

在一周训练中，外线球员平均每次训练课负荷量比内线球员多150，负荷强度高1.4(表4)。不同位置球员每日运动负荷的标准差可以反映其负荷差异的大小，正式比赛负荷强度标准差最高，而教学比赛负荷量的标准差最高。这表明，无论何种形式的比赛对于各位置球员的任务分配比训练更为不均衡，由于训练具有更高的可控性，可以对运动员的身体状态及时做出调整，而比赛需要面临对手所施加的压力，必须能者多劳。

表4 不同位置球员一周负荷强度与负荷量

3 结论

3.1 Player LoadTM及IMA能够在一定程度上反映篮球运动员实际完成的运动负荷，并能够通过对比运动员在各个方向的运动负荷比例，来观察运动员的技术特点，有效预防局部过度疲劳，为篮球以及其他室内项目的训练及比赛提供了新的监控途径。但其也存在一定的局限性，对于一些无身体重心位移的力量与技术练习不能很好地反映其运动负荷。

3.2 在篮球比赛中，第二节运动负荷最高，第三节最低；外线球员的比赛负荷明显高于内线球员；外线球员在水平面的运动较多，中锋的垂直纵跳次数较多；大前锋纵跳次数过低，对于篮板球的保护不足；各位置球员加速与减速、左右变向的比例出现较大的不平衡。

3.3 受试者的周训练负荷变化呈现出典型的双峰式特征，最高负荷强度出现于周二与周五。除能量循环训练以外，其余练习项目均与比赛实际负荷特征有较大差异；与训练相比，比赛对于不同位置球员的负荷要求差异更大，更容易出现全队体能分配的不平衡。

4 建议

4.1 基于Player LoadTM及IMA的负荷监控应作为监控方法的一种，与内负荷监控、视频记录相互配合才能更全面、精确的反映篮球运动员在训练与比赛的真实情况。

4.2 为了避免过度疲劳，应在赛后加强小前锋右侧下肢肌肉的松解，并在训练中提高其左侧髋外展肌群的肌力，增强向右加速的能力，使左右变向能力趋于平衡。比赛结束后应注意运动员膝关节的护理，并改变技术习惯，减少大强度制动次数。

4.3 为了使训练的负荷特征更契合比赛，需要安排长时间的连续快速练习，而能量循环训练的负荷特征与比赛实际较为接近，可作为一种篮球专项耐力训练方法列入训练计划之中。

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