运动监控设备在我国足球领域的应用与发展

朱溶键

(北京体育大学 北京 100084)

随着时代的进步，足球运动也随之发展，不仅赛场上的节奏日趋加快，赛场之外的相关产业也在与时俱进地发展。欧洲足球运动有着最先进的足球理念，也有着先进的运动设备，而我国足球的发展一直比较缓慢，且成绩一直不理想，除了训练方法和理念落后之外，相关设备的使用率和普及率也一直较低。随着科技的迅速发展，我国科技实力已达到世界前列水平，所以科技助力体育产业是目前的一大趋势，而足球事业的发展一直受到社会各界的广泛关注。先进科技产品的投入，可以极大地促进我国足球运动的发展，尤其是运动监控设备在足球运动的训练、比赛，运动员的身体状态，各项训练及身体数据的采集等方面都能够发挥很好的作用。科学化、数字化的训练符合当今足球运动发展的需求，也能够为2035年体育强国战略作出一份贡献。

1 相关概念

1.1 监控

监控是对物体或场所进行实时观测的物理基础，可以给管理者提供音频和视频资料。20世纪60年代，随着电子设备的进步，视频监控进入了人们的生活之中，视频摄像的使用使得财产的安全性得到了大幅保障，于是摄像机开始广泛应用。随着现代社会的不断发展，监控设备在不断进化的同时，人们对监控的看法和定义有了不同的见解。赵乃鹏［1］认为，智能视频监控技术将传统的视频数字化发展模式进行了本质上的改变，尤其是数据处理、信息采集、系统控制等结构都发生了变化，具有数字传输与视频流编解码的优势。因此，视频监控技术已经在传统的功能上，衍生出了数字化的能力，不仅可以记录音频视频，还可以对数据与图片进行编码处理。目前在现代化城市中视频监控摄像几乎无死角覆盖了城市的每个角落，想要在庞大的监控网络中找到想要的信息无疑是困难的，而数据处理和智能搜索等先进技术的应用，大大提高了城市运转效率。

1.2 运动监控

随着科技化的不断推进，人们在生活中享受着先进监控设备所带来的便捷性和安全性。在20 世纪70年代，运动监控的概念首先出现在了医疗领域，用于监控人体的传感器最先系统地应用于诊疗监测，最初是为了人体监测，这在当时极大地推动了医疗产业的发展。在2010年之后，人体监控监测技术才在体育行业兴起，新技术先后出现，功能上更多样化，主要表现在运动传感、脑电波收集、生理信号采集、体能训练与数据服务等方面，表现形式以穿戴设备为主。郑晓鸿［2］的研究得出了运动训练监控的两种解释：其一，运动训练监控是指周期性或连续性地对运动员的训练状态和竞技表现进行观察和测试，从而确定运动员现实的活动状态；其二，运动训练监控是指在运动训练过程中运用一定的测量指标对训练计划、训练效果和训练质量进行分析与评价，以辅助教练员实施训练控制的方法。

1.3 运动监控设备的特点

通过对文献的总结，笔者归纳出了运动监控设备以下几个特点。（1）便携性：监控设备要穿戴在运动员身上，因此设计要灵巧易携带。（2）准确性：要尽可能地减小通过设备测出的数据误差，使数据的可信度变高。（3）耐用性：高强度的运动环境对运动监控设备的抗干扰和稳定性有着极高的要求。

2 运动监控设备在我国足球领域的应用

随着体育科技的不断发展，运动监控设备在足球领域的应用越来越重要，该设备不仅能在训练中第一时间给教练员和运动员提供准确的身体数据，以便安排接下来的训练任务，而且还能在比赛中获取本队整体的比赛数据，方便用于赛后分析，找出队伍的不足。目前运动监控设备主要用于职业足球俱乐部、国家足球队，以及部分足球特色学校、体校等。因此扩大运动监控设备的应用范围，不仅对我国足球事业有促进作用，同时对体育产业和产品也有带动效应。

2.1 运动监控设备在职业足球运动员训练和比赛中的应用

我国足球职业化发展道路开始于1994 年，最早时期的职业联赛，训练和比赛条件相对较差，大多数教练员和运动员只能凭借训练经验进行训练和比赛，因此早期的甲A 联赛并没有科学化的训练体系和数据反馈。随着时代的进步，在2002年世界杯之后我国开始引入科技化的仪器来辅助训练。随着互联网时代的到来，运动监控设备与大数据进一步互联。以我国男子国家足球队为例，在日常集训时，运动员身上穿戴监测背心，在背心中有相应的监测模块和GPS芯片，用来获取运动员跑动距离、心率、心率负荷、跑动强度等身体数据，对这些数据加以分析后，将结果传输到教练员的移动设备中，可以帮助教练员判断球员的状态，从而控制训练强度，达到最佳训练效果，此项技术现在也已登陆中超赛场并被各大俱乐部所使用。

除此之外，3D 跟踪技术也已应用于足球比赛中，在场边特定位置设置摄像机，通过不同角度的视频成像，结合计算机和AI 技术，获取运动员在比赛中的关键点位、速度、位置、传球等一系列的数据，最后由电脑汇总，反映运动员在比赛中的各项指标。李强［3］认为，应用竞技能力跟踪系统功能可以在全场范围内采用打点的方式追踪运动员，可以按比例尺适度缩小场地，以便鼠标和触屏笔跟踪运动员的活动。

在各个中超球队的健身房中，不仅有各种力量器械，同时灵敏训练装置、运动素质测量仪等监测设备也都已涵盖其中，其目的都是更好地服务球员，从细节入手，来提升运动训练效果。

2.2 运动监控设备在校园足球发展中的应用

一直以来，我国校园足球的发展较为缓慢，长时间不被重视。直到出台了《全国青少年校园足球工作报告（2015—2019）》，提出鼓励和支持学校引入先进训练方法和高新科学技术，建设智慧球场和应用智能训练设施和装备，强化科学训练［4］。至此，我国已有将近5万所足球特色学校，而在体育强国战略的背景下，运动监控设备也逐步进入校园当中，但因为校园足球的资金相对有限，不能像职业足球一样，所以目前大部分市级的初高中学校使用的是心率表、心率带，一小部分资金相对充足的学校配备了体脂测量仪、功率跑台等仪器。虽然测量工具相对单一，但对青少年足球运动员的训练和比赛依然具有极大的促进作用。训练时，教练可以更好地掌握运动员每分钟心跳次数、脉搏次数，从而避免过量加练；在比赛中，这些测量工具可以帮助教练员迅速获取球员状态，以便更好地安排和替换阵容，使运动员在赛场上发挥最佳水平。

3 运动监控设备对运动表现的促进作用及未来发展

3.1 对运动表现的促进作用

一是可以提高训练效率，在运动监控设备逐步普及之后，运动员以及教练员有了明确的数据作为支撑，避免了以经验为主的训练，也避免了很多无用功。二是可以检验身体机能，在一段时间的训练之后，通过运动测量仪器可以清晰地看出身体各项数值的变化，为下一步的训练作出指导。三是预防运动损伤，在训练和比赛中，当运动员机体耐受力达到极限时，通过监控设备可以及时发现并叫停，大大减少了不必要的损伤。

3.2 运动监控设备的未来发展

在我国经济大力发展的今天，科技储备成为必不可少的组成部分，而在体育强国战略的背景之下，足球运动的发展也成为万众焦点。运动监控设备在足球运动中的使用也正在向校园足球和大众足球的方向普及，未来在职业足球领域可以学习欧洲先进的技术，开发具有更高程度编码算法的仪器，进一步向可视化发展。例如，在北京冬奥会上出现的场馆建模，可以更立体地反映赛场动态。在校园足球领域，要向各地区的学校普及便携式监测设备，凭借数据保证训练质量，提高训练水平，为我国足球人才质量的提高打下良好的基础。大众足球方面，首先要普及运动训练监控的理念，让更多人了解训练监控的重要性，同时在大众健身场馆设置几组运动监控设备，使人们有更直观的感受。

4 结语

随着越来越多运动监控设备的出现，科学化、体系化的足球训练正在慢慢显现，足球领域有着众多的分支，因此运动监控设备的应用和普及需要具备更多的解决方案，这意味着需要体育和科学界多方的努力来完成，以处理更为复杂的数据，并开发设备。在2035年建成体育强国的政策背景下，需要有更多的综合人才来提高我国的体育硬实力。