足球比赛负荷评定范式与量度研究

赵 刚，张英成

足球比赛负荷评定范式与量度研究

赵 刚1，张英成2

足球比赛负荷由外部负荷与内部负荷构成，两种负荷形式是共变的统一体，是负荷的内、外两个方面，前者为因，后者为果。两种形式对负荷的表达形式不同，因此其评定范式也不尽相同。外部负荷评价范式主要基于足球项目的专项运动特征，其过程为：首先对能够反映专项特征的所有运动行为方式进行归类，然后对各类活动形式的数量、持续时间、间歇特征等进行度量并进行分析评估。内部负荷的评定范式主要基于比赛中运动员机体的生理生化反应以及能量代谢特征，其过程为：首先采集非正式比赛的生理生化指标，然后根据数据结果对外部负荷导致的机体变化特征进行度量并进行分析评估。前者强调专项的运动形式、后者反映项目的能量代谢特征，二者共同构成了足球项目的运动负荷评定范式，同时也是足球运动员体能训练的基本逻辑起点。通过系统分析表明，只有将内、外负荷评定相结合，定性定量相结合才能更加系统完整的评价比赛负荷。整体上看足球比赛负荷是大强度有氧负荷，其外部负荷表现为：跑动距离9 800～12 000 m，间歇时间为18.8～23.6 s；对应内部负为80‰～85‰HRmax，血乳酸6～13 mmol/L之间。大强度比赛负荷的外部负荷是由爆发性动作构成，中强度负荷由多次有球与对抗下跑动构成，小强度负荷主要由走和慢跑构成，3个强度对应的内部负荷分别为：85%～100%HRmax、血乳酸12～14 mmol/L；75%～84%HRmax，血乳酸8～12mmol/L；55%～74%HRmax，血乳酸在8 mmoL/L以下。

比赛负荷；量度；评定；范式；足球

足球比赛负荷是足球运动员在比赛中所完成中完成各种技战术行为对机体所施加的刺激，它反映比赛的需要与运动员的体能水平和状态，是比赛中教练对运动员表现分析和评估的重要内容，也是训练的出发点与落脚点，因此，对比赛负荷评估不断精确化是现代足球发展的重要特征。

对比赛负荷的测量首先是基于对运动员比赛中身体活动的观察，探索足球比赛中负荷与比赛结果的关系，研究人员首先通过比赛中主要的负荷指标的多次测量，得到比赛负荷的平均值和基本的统计特征，随着对比赛负荷认识的深入与测量技术的发展，比赛负荷的指标越来越精细，负荷数值的范围变化也越来越趋于集中。

目前的研究主要从4个方面对比赛负荷进行测量：（1）比赛过程的时间特征，如纯比赛时间、比赛中断时间、比赛密度等[1-4]；（2）比赛过程的技术运用特征，如足球比赛中传球、抢断、射门等技术统计[5-7]；（3）比赛过程的活动特征，如各种跑动的时间、方式、距离、速度等[8-10]；（4）比赛过程的生理特征[11-14]，如比赛过程中运动员心率、血乳酸、肌酸激酶等指标的变化等，前3项是“外部负荷”，第4项为“内部负荷”。目前比赛负荷研究普遍存在以下问题：（1）对比赛负荷特征缺乏整体的认识。对比赛负荷只有从内部负荷和外部负荷两方面进行研究才能形成对其立体的、全面的认识。目前的研究没能将两者有机地结合。（2）对比赛负荷缺乏细节的认识。比赛活动距离是研究比赛负荷的重要指标，目前的研究多数都将跑动速度按不同的强度进行划分，并计算出总的活动距离和不同强度跑的活动距离，按上下半场和比赛位置等进行比较，但对不同强度跑在比赛中的应用情况没能深入研究，从而对训练中不同训练强度训练内容的安排起不到有效的指导作用。（3）对比赛负荷缺乏系统的认识。要系统地认识比赛负荷，就要对比赛负荷等概念及构成因素有一个清晰的认识，同时，还要建立一个全面、合理的比赛负荷评价体系。而目前对比赛负荷的研究中，缺少对比赛负荷的概念、构成和评价体系统一认识。

基于以上问题，研究以“负荷”“比赛负荷”“足球比赛负荷”“足球比赛表现”为主题或关键词，在中国知网以及Science Citation Index Expanded查阅了从2001年1月至2016年12月的中外相关研究成果200余篇，并选择了核心期刊文献30余篇，专著6本，作为本研究主要参考文献，依据“概念是反映客观现实本质属性的思维形式”，“概念的展开就表现为理论”的哲学认识，联系客观现实深入剖析比赛负荷基本概念、研究范式与方法，从内外负荷两个方面分析足球比赛负荷构成与特征，为比赛负荷研究和比赛分析、训练负荷安排提供理论依据。

1 足球比赛负荷的构成分析

比赛负荷是在各类竞赛以及具有竞赛性质的训练过程中运动员机体所承受的刺激，比赛负荷既有生理方面的，又有心理方面的。在同等负荷情况下，比赛及具有比赛性质的训练过程对运动员机体刺激所产生的反应，较普通训练条件下要大。竞赛负荷的量相对比较稳定，而负荷的强度比较大，对运动员机体产生的影响也比较深刻。由于专项及其竞赛的特征不同，度量竞赛负荷的指标也不尽相同。

比赛负荷是在比赛条件下的运动负荷。不同的文献中关于运动负荷的研究很多，但由于个人的理解和理论出发点的不同，对运动负荷所下的定义也有所差别，这一方面说明了运动负荷的重要性，另一方面也说明了运动负荷的复杂性。同时也表明我们目前对运动负荷的概念还存在着一些模糊的、不统一的认识。关于运动负荷在概念上的庞杂和不统一说明了人们对于运动负荷的本质属性认识还没完全统一。从概念的起源来看，“负荷”源于电学，含背负、承荷之意，有时也称负载或载荷。通常，负荷是指载体所承受的刺激或压力。从这个负荷定义的内涵来看，运动负荷就是以身体练习为基本手段对运动员有机体施加的训练刺激，也是人体在运动训练中所能完成的生理机能反应和心理状态反应的量或范围[15]。有的研究认为，应该从训练和比赛的外部负载和内部反应两个方面解释运动负荷，认为运动负荷是“训练过程中通过各种身体练习手段与方法，以及比赛对运动员机体与心理所施加的刺激”[16]。也有研究认为运动负荷就是一个生理学概念，是运动员有机体在训练中所承受的生理负荷（又称运动刺激）[17]。对于“运动负荷”概念的表述虽然不完全相同，但还是形成了一些一致的观点：（1）运动负荷是对机体施加的一种刺激；（2）机体对这种刺激的反应是一种生理应激。但是运动负荷概念定义过程中，或是割裂了刺激与反应的关系，没有刺激—反应变化规律的阐述，或是将刺激与反应等同起来，直接用内部的反应来代替刺激。从运动负荷的构成来看，可以分为外部负荷和内部负荷，外部负荷是比赛对机体的刺激，内部负荷是机体是对比赛刺激的生理应激，外部负荷和内部负荷构成了负荷的整体，它们彼此依存而又相互影响，是不可分割的矛盾着的两个方面，是对立的统一。足球比赛的外部负荷是运动员在比赛中完成的各种技战术动作，它包括单一性重复动作和复杂性动作两类。单一性重复动作是各种速度的移动，包括站立、走、慢跑、快跑以及冲刺等。比赛中复杂性动作有不同方向和速率的起跳、落地、制动、俯冲、滑行、滑步和不同角度的转身等动作，以及运球、接球、传球、射门、铲球、假动作和其他一些有球技术。这些动作在比赛中往往独立出现，需要运动员有较好的肌肉协调性、力量和技巧才能高质量完成。从能量系统特征来看，单一重复性动作中快跑与冲刺是无氧动作，其他低速度等级的跑动是有氧运动，它构成了比赛负荷的主体，复杂性动作大部分是“爆发性”动作，是由快速和对抗环境下复杂性动作构成，是比赛中的最主要的无氧负荷。在一场足球比赛中运动员要完成1 000次左右动作，高强度无氧负荷与低强度有氧活动次数的比率为2.2∶1[18]，无氧负荷时间占比赛负荷总时的2%左右[19]，从足球比赛负荷的整体上看是以有氧为主的混合性负荷，并伴随着时间不一的比赛间歇，运动员在运动与恢复不断交替的过程中完成所有比赛技战术行为。

足球比赛的内部负荷是运动员机体对比赛刺激的反应，机体对比赛中运动时的反应有两类，一类是生理反应，主要表现在心率与呼吸的变化；一类是能量代谢的变化，消耗机体的能量物质来满足运动的需要，并形成代谢产物。这些反应和代谢产物通常用来评估负荷的量与强度，也就是所说的内部负荷。由于外部负荷的专项性，使内部负荷也产生相应专项性变化。足球比赛外部负荷是多种运动形式、强度的间歇性负荷，与固定强度的运动相比，在平均强度相同情况下，其糖氧化和血乳酸水平高于固定强度运动，脂肪参与供能比例总体较大，两者耗氧量、能量消耗、心率等心血管中心反应基本相同[20]。

足球比赛负荷中存在多种性质的动作，需要先定性，再定量逐一分析，不能简单的将多种性质的负荷的量化数据叠加来反应整场比赛的负荷水平。由于指标多且难以对整体负荷进行统一量化，因此，研究者试图通过比赛时运动员的内部负荷的某个指标来对比赛负荷做整体评估。运动与反应是因果关系，但比赛中的运动与反应并不是同步的，而是运动在前，反应在后，不同种类与强度的运动必然产生相应的生理与生化反应，这种运动—反应的因果关系构成了内部负荷指标来评估比赛负荷的理论基础。但应该看到内部负荷来评估整体比赛负荷时忽略了外部负荷的构成因素特征及各个因素的个体信息，如即时心率相同的带球的快速跑与无球冲刺跑，内部负荷指标就无法辨别行为类别的差异性。对负荷评价定性上的缺失，会导致比赛负荷评价不准确。另外，内部负荷与外部负荷之间是非线性关系，由于个体的差异性，相同的外部负荷作用于不同的个体，其内部负荷变化不同，同一个体在不同的竞技状态下承担相同的外部负荷时内部负荷也不一致。因此，比赛负荷是内外负荷、机体个体化的有机结合，只有把握这三个方面因素内部规则及其共变规律才能准确分析比赛负荷系统整体变化情况。

基于对以上足球比赛负荷的分析，建立了比赛负荷的结构模型。在图1中比赛内外负荷是共变的统一体，是负荷的内外的两个方面，外部负荷是各种速度与方式的活动与有球技术构成，内部负荷由生理与生化反应组成，机体这个平台将内外负荷连接在一起，形成从单个负荷到局部再到整体的足球比赛负荷结构。

图1 足球比赛负荷测量模型图Figure1 A diagram of measurement model in football match load

2 足球比赛负荷的评价范式与评价模型

2.1 足球比赛整体负荷评价模型

足球比赛负荷结构的特征要求负荷评价要从内外二个维度出发，评价时首先要了解足球运动员的机能与运动能力个体特征，然后分析外部身体活动与机体内部生理生化变化的对应关系，再探讨比赛的位置特征与战术要求、主客场等因素对比赛负荷的影响。

体育运动负荷的评价分定性与定量两个方面，定性是评价负荷的专项性、能量的作用方向以及协调复杂性程度，定量是内外部指标的度量值。比赛负荷评价模型也是分定性与定量两个方面对负荷进行评价，在定性分析中将比赛负荷分为有氧与无氧两类，然后再确定有氧与无氧运动包括的比赛行为类别，确定其量度，以及比例及间歇与持续时间。

比赛负荷评价时既要了解足球比赛中所有的行为类别与负荷量度，还要结合这些负荷所引发的生理变化。内部负荷的测量，要细分比赛中时有氧与无氧运动中各种具体行为引起的相应的生理变化，持续的时间、前后行为交互作用以及间歇对生理指标的影响，再根据这些个别和阶段性的内外负荷特征，来演绎比赛的整体一般性特征。对个别动作的内部负荷可以运用试验室方法进行评定，对阶段性的负荷分析可以运用仿真的方法，在友谊赛或训练赛中运用视频分析方法，结合便携式心率与跑动的测量设备实现内外负荷的同步分析。尽管仿真比赛运动员的投入程度较真实比赛低，但运动的形式相同，比赛内外负荷关联一致，可以建立内外负荷的关联的规则，再通过正规比赛与仿真比赛外部负荷的相关性来判断比赛的内部负荷。

2.2 足球比赛外部负荷分析

2.2.1 足球外部负荷评定范式 对比赛外部负荷的评价就是对比赛行为的定性与定量分析，它是比赛负荷中所有的外部行为表现，是内部负荷产生的“原因”。外部评价过程首先将所有比赛行为进行归类，再确定其量度，也就是先定性，再定量的分析步骤。比赛中运动员90%以上的时间做无球跑动，因此，无球的技术负荷是足球比赛最主要的负荷。无球技术包括了原地和活动中的起动，各种速度的快跑、冲刺跑，各种形式的曲线跑、折线跑、侧身跑、后退跑，正面急停、转身急停等几种方式的急停，以及前转身、后转身和假动作等。为了减少分析的复杂性，单一重复性的跑动可以按速度的等级划分类别再分析各等级的距离确定其负荷强度与负荷量。把急停、急转和假动作与比赛中部分有球动作中的踢球、停球、顶球、抢截球、假动作等归类了爆发性动作，通过动作的数量、持续时间，以及间歇时间来对爆发性动作的负荷进行评估。

比赛中运动员移动的分类与测量有计算机手动视频分析、计算机轨迹自动追踪与基于便携式跑动测量设备等3种分析方法。计算机手动视频分析通过对不同时间运动员坐标的标定，来分析运动员的跑动路线、方向和距离，并计算其速度，划分强度类别，主要软件工具有 SportsCode、Simi scout、DartTrainer等。计算机自动轨迹跟踪是现代足球比赛负荷的主要研究方法，通过比赛自动跟踪技术，自动采集球员跑动距离、速度等数据，通过大数据建模，分析比赛跑动的各个速度级别的一般性特征，建立不同位置的跑动负荷强度与负荷量模型，主要软件工具有 Cairos Technologies AG、Feedback Sport、Prozone Ltd、Spinsight Ltd、Tracab、Venatrack。便携式设备是通过运动员佩戴反射器和场外设置接收器的方式来采集运动员移动数据，主要的软件工具有GPS、LPM、Cairos、Digital Sports Information、TrakPerformance等。

2.2.1.1 比赛跑动的负荷量度 足球比赛中运动员始终处于静止与变速运动状态下，总的活动距离反应了跑动的负荷总量，而跑动强度的评定则需要对不同移动形式和强度进行划分。BANGSBO等将男足比赛中活动形式分为以下8类并且确定了具体的速度标准：（1）站立；（2）走动（1.68 m/s）；（3）慢跑（2.24 m/s）；（4）低速跑（3.36 m/s）；（5）中速跑（4.2 m/s）；（6）高速跑（5.04 m/s）；（7）冲刺跑（8.4 m/s）；（8）后退跑（2.8 m/s）[21]。以上8个速度级别后来又被分成4类强度类别：（1）站立；（2）行走；（3）低强度跑，包括慢跑，低速跑动和反向跑动；（4）高强度跑动，包括中等速度跑动，高速跑和冲刺[22]。在基于视频分析和便携电子轨迹跟踪设备的跑动研究中，BANGSBO标准成为速度和强度划分主要依据[10]。

我国刘丹、王新洛等根据BANGSBO的跑动等级对2004年亚洲杯中、外运动员比赛活动距离进行了研究，根据亚洲水平运动员的比赛活动特征将活动距离划分为6个等级：冲刺跑（速度≥8.3 m/s）；高速跑（速度≥5.8 m/s）；中速跑（速度≥4.4 m/s）；低速跑（速度≥3.3 m/s）；慢跑（速度≥2.2 m/s）；慢跑级别以下的活动形式（速度＜2.2 m/s）[8]。

近年来计算机视频自动追踪技术的发展和普及，为比赛跑动研究提供了大量的更为准确的数据，逐渐取代了视频分析和便携电子跟踪的比赛跑动研究方法，成为比赛外部负荷研究的主要手段。ALEXANDRE DELLALI和DI SALVO等使用比赛分析系统Prozone®分析了5 930名和2006至2009赛季和26 400名英超、西甲及欧冠联赛的职业球员的跑动情况，他们将比赛跑动划分划分5个等级：（1）走：0.06～2.02 m/s；（2）慢跑：2.04～4.03 m/s；（3）中速跑4.06～5.54 m/s；（4）高速度跑5.55～7.06 m/s；（5）冲刺跑 7.07 m/s以上）（见表1）[5，7]。

表1 比赛跑动负荷强度与负荷量等级划分表（m）Table1 The classification of load intensity and load in game running

2011中国足协引入了Amisco分析系统，Amisco将比赛跑动被划分为6个等级：最低强度（站立、走、慢跑）（SD，0～3.08 m/s）；低强度跑（LD，3.09～3.92m/s）；中等强度跑（MD，3.93～4.76m/s）；高强度跑（HD，4.77～5.88 m/s）；较高强度跑（VHD，5.89～6.72 m/s）和冲刺跑（SPD，＞6.72 m/s）。对2011年中超联赛运动员跑动能力分析表明，各队平均每场人均跑动距离为10 226 m，冲刺距离201 m，快跑距离245.5 m。与英国、法国、德国和西班牙的顶级联赛相比中超联赛跑动负荷量和强度存在差距，跑动总距离有明显差距，冲刺跑和快速跑次数差距不大，但距离和所占比率则低于4国联赛[23]。

根据以上研究，可以确定一场高水平的足球比赛跑动的负荷总量为9 750～12 300 m，1至5的负荷强度的负荷量分别为3 400～4 200 m、3 200～5 300 m、1 300～2 600 m、180～370 m（有球60～230）、120～350 m（有球60～240）。比赛中中后卫的负荷强度与负荷量相对较低。比赛中跑动不仅包括无球跑动还包括有球跑动，ALEXANDRE DELLALI统计了4、5等级强度下有球跑动距离数据，分别为60～230 m至60～240 m。

2.2.1.2 比赛技战术负荷量度 运动员在比赛中不仅要完成有球与无球的跑动，还要完成一定数量的有球技术动作。大部分有球动作需要运动员的高爆发力，在最短的时间内对球产生最大的力，爆发性技术动作和高速跑、冲刺跑构成了足球比赛中的高强度负荷，对比赛的过程和结果起到重要作用[24]。当然，比赛中还包括了一些中短传球与接球等技术动作，但是这些动作给运动员的肌肉带来的负担不大，与跑动结合时负荷的增幅并不明显，因此，并没有改变负荷性质，可以不单独对这些技术动作的负荷做定量分析。

前锋、中前卫、边前卫、中后卫和边后卫一场比赛中完成主要的有球技术动作分别为40.5、62.5、44.2、52.6和49.69次，中前卫完成的技术数量最多，其次是中后卫、边后卫、边前卫、前锋（见表2）。不同位置运动员在每一项有球技术指标上的表现都体现出显著性差异（P＜0.001）。这说明位置是比赛中有球技战术负荷主要影响因素，由于球队的战术策略、运动员的技战术特征，以及在球队攻防体系所起作用的不同，相同位置运动员的技术负荷有也一定的差异，因此技术数据标准差数值较大。

表2 比赛中技战术应用种类与次数一览表Table2 The list of the type and frequency in game technical and tactical applications

2.2.1.3 比赛负荷强度变化分析 间歇性是足球比赛负荷主要的专项特征，足球场比赛中纯比赛时间在48 min 42 s～65 min 55 s之间，比赛中断的方式有掷界外球、定位球、球门球、角球、换人、出界、伤病处理、坠球、点球等，平均一场比赛出现108次，平均持续时间18.31 s，间断时间在28 min 43 s～47 min 43 s之间，足球持续比赛时间95%在29.8 s～39.4 s之间，平均每次持续的比赛时间为34.6 s，比赛间歇时间95%在18.8到23.6 s之间[1，3]。在纯比赛时间内个别位置的运动员也可能处于静止状态，在比赛的间歇时间内，运动员个人也会有不同强度的移动，因此，运动员的运动和间歇时间分布与比赛持续和比赛间歇并不一致。对运动员个人运动与间歇时间研究发现，持续时间小于6 s行为占所有比赛行为的43.1±5.9%，22.8±3.4%行为持续时间在6 s和9 s秒之间，12.9±4.6%的行为持续时间为9～12 s，8.7±0.7%的行为持续时间在12和15 s。52.7%的间歇小于6 s，21.7%的间歇在6和9 s，8.6%的间歇持续9～12 s，4.7%的间歇持续时间在12 s到15 s之间[21]。比赛中高负荷强度与低负荷强度运动间歇的交替出现，间歇小于6 s的平均持续低于6 s的行为是比赛的主要时间特征。

比赛中很少出现连续的高强度动作，高强度动作完成后大多数会有一个恢复期。比赛中最高负荷强度是无氧高强度跑动，据BRADLEYPS研究两次无氧跑动之间的间歇为67±15 s[2]。运动员的恢复过程不仅仅发生在比赛间歇内，在比赛的持续时间内低强度的负荷也是一种积极的恢复过程，在这个过程中乳酸得以分解，ATP再合成，为下一次的高强度负荷的运动提供了能量的保障。对比赛中高速跑、冲刺跑、滑步以及高对抗等有球技术高强度负荷的运动与比赛中的站立、走、慢跑等低强度运动的次数与持续时间分析（见表3），发现高强度负荷所占的比赛时间的比例为10%左右，前卫的高负荷运动的时间与次数最多，其次为前锋、后卫。高负荷动作大部分持续时间为0～6 s，而低负荷动作的分布较为散乱，持续时间在12 s以上低负荷动作较多。

表3 15 min比赛高强度负荷与低强度负荷分布特征表Table3 The distribution table of high and low intensity load in a 15minutes game

高负荷动作是持续、不断变化的外部刺激的有机组成部分，机体对高强度负荷的反应也受到高强度动作的间隔时间和其他负荷等多种因素影响。单从一次平均持续10 s的高强度负荷运动来看是由磷酸原供能，磷酸原恢复到一半的时间为20～30 s，力竭性运动后约30 s，CP恢复约70%，基本恢复的时限为2～5 min。两次在10 s以内全力运动的间歇时间不能短于30 s，这样才能保证磷酸原在尽可能短的时间内，至少恢复一半以上，才能维持高强度的运动的质量，4～5 min的休息间歇才能使磷酸原完全恢复，机体下一次短时间无氧运动时保持较充足的磷酸原能量供应。足球比赛大部分间歇不足6 s，因此高强度负荷基本都在没有完全恢复的情况下完成的，糖酵解系统供能就为高强度负荷动作的能量来源。提高机体糖酵解系统供能能力和恢复能力才能有效提高运动员比赛中高强度动作质量。负荷相互叠加造成了高强度负荷供能系统的变化。

2.3 足球比赛内部负荷分析

2.3.1 足球比赛内部负荷分析范式 对比赛内部负荷的分析有比赛即时分析与仿真试验两类范式。比赛即时的内部负荷分析主要是通过比赛与训练中即时采集的心率与血乳酸指标数据实现。由于正式比赛中运动员不能携带测量仪器，此类研究主要应用在友谊赛与训练赛中。通过心率表、便携式呼吸仪等工具，采集比赛中全部的心率与气体代谢变化过程，结合血乳酸，探讨赛中不同时间阶段的生理生化变化特征，以及不同外部强度所引起的内部反应。比赛中外部负荷种类多且变化较大，内部负荷相应的变化也就相对较为复杂，在研究中一般采用分层抽样的方法，抽取5、10或15 min的比赛时间，对比赛行为与内部负荷特征进行深入研究分析，以推演比赛中整体的负荷特征。由于正式比赛与非正式比赛中运动员的投入程度不同，二者的负荷强度存在着差异性，一般认为正式比赛的负荷强度要高于非正式比赛，研究者可以通过测量对比相同对象正式比赛半场与全场结束后的内部负荷指标一致性程度来探索二者差异性。

试验室方法是通过多种内部负荷指标的测量观察单一行为与系列行为的内部负荷变化。通过对比赛中的典型性单一动作或组合动作组合的肌肉用力顺序、做功、方向、心率变化、气体代谢，以及血乳酸等指标的测量，精确的评定足球比赛中典型的单一或组合动作的内部负荷，并以此为依据，统计比赛中典型动作或组合出现的次数与时间，推断比赛中的内部负荷。试验室方法虽然负荷定量更为准确，但割裂了比赛的整体性，忽略了比赛动作之间的关联性，因此需要与其他研究方法结合，才能更全面的把握比赛全部过程的内部负荷变化。

2.3.2 足球比赛内部负荷量度分析 运动训练实践证明，训练水平不同的人，在正常条件下可以达到的最大动员阈值（机体最大机能潜力的百分比值）是不同的，“机能动员阈”是运动负荷分级的重要依据之一。经过长时间的训练运动员的最高心率与安静心率一样也会有较明显的降低，这是与生物适应过程的提高而产生的“节省化”有关。运动员在正常情况下的最大负荷时的心率强度在220 b/min左右，而极限强度时的心率为230～240 b/min，一般认为180～240 b/min是最大负荷，150～180 b/min是大负荷，中等负荷为120～150 b/min，小负荷为120 b/min以下[16]。

研究者大都在中场、在赛后或是非正式比赛的心率进行测量。DELLALALEXANDRE等分析了近年足球比赛心率的研究成果，发现足球比赛中平均心率为160～180 b/min，百分心率在80%～87%HRmax之间[11]。BANGSBO在研究中将比赛心率分为 170次/分以上、150～170次/分和 150次/分以下 3个区间[26]。近年来研究者采用百分心率作为比赛划分心率的划分标准，J C BARBERO把心率分为3个强度区间：高强度区（＞85%HRmax）、有氧运动区或中强度运动区（85%～65%）、次有氧运动区或低强度运动区（＜65%HRmax）[12]；STEPHENTEPHEN等对比赛心率划分更为清晰，他将最大心率的百分比分为4个区间，分别为：1区（＜75%HRmax），2区（75%～84%HRmax），3区（85%～89%HRmax），4区（＞90%HRmax），分别对应了足球比赛的极大强度、大强度、中等强度与小强度4个强度等级13]。比赛心率作为比赛负荷的单一评价指标时还应考虑到个体的差异，如由于最大心率不同的两名运动员在比赛心率相同的情况下，最大心率小的运动员所承担的内部负荷相对值较低。因此，在评定各级负荷的心率强度时，还要参考运动员的安静脉搏和最高脉搏范围，建立机能水平的相对负荷的对应关系，在此基础上再分析比赛心率的分布和的负荷强度特征。

范运祥，荆光辉在《体育运动负荷控制与评测》构建了比赛心率模型[16]，在模型中建立运动员安静脉搏与最高脉搏对应关系，并按比赛心率水平划分了负荷强度、能力等级与百分负荷等级与机能动员阈，根据比赛心率等级划分模型和足球比赛心率的分布特征，以及STEPHEN等的足球比赛心率区间划分，建立了足球比赛心率等级划分模型可以将心率划分为极大强度、大强度、中强度和小强度4个等级和8个小等级（见表4）。

表4 比赛心率等级划分表Table4 The classification table of heart rate in match

表4中根据能量等级、百分负荷等级、机能动员阈等指标对比赛心率进行了等级划分，根据对不同的安静的心率值，制定了相应的比赛心率标准。1～2级别是极大强度，一般比赛表现是长距离高速跑或连续多次的爆发性动作，占比赛时间的10%以内；3级别是无氧糖酵解为主的混合负荷，心率在160次以上。63%的比赛时间心率在73%～92%HRmax之间[27]，ANTÓNIO REBELO 和 ANTÓNIO ASCENCÃO 研 究 发 现70%～80%，80%～90%和90%～100%of HRmax3个区间的心率分别占全部比赛时间的37%、41%和9%，比赛心率下半场低于上半场，以最大心率200b/min计算，大部分比赛时间心率在150b/min以上[28]。根据以上研究，足球比赛中大强度与中等强度负荷应该是比赛中最主要的负荷，占比赛时间的60%左右；7～8级别为有氧代谢负荷约占比赛时间的30%。不同水平的运动员在上比赛心率水平上有所差异，高水平的运动员在比赛中maxHR，、argHR和%maxHR均低于低水平运动员[29]。

2.4 足球比赛内外负荷量度综合分析

2.4.1 比赛负荷内外负荷的综合分析范式 研究者通过试验方法控制外部负荷变量来分析足球比赛内外负荷的关联特征。外部负荷的控制是基于比赛负荷分析的基础上，通过对比赛负荷的仿真处理来实现外部负荷的控制。如DRUST和REILLY在跑台试验中根据时间的间歇性特征设计了45 min的间歇跑动的比赛仿真程序来分析间歇性运动的心率与血乳酸的变化[30]。NICHOLAS和NUTTALL根据比赛跑动的速度、时间、间歇特征设计了不同时间与不同速度的往返跑来分析90 min比赛的能量代谢、心率、血乳酸变化[31]。WILLIAMS和ABT采用了试验室和场地测试相结合的方式，通过最大摄氧测试、YOYO测试，还有由43项足球比赛行为组成的Ball-sport Endurance and Sprint Test（BEAST90）评定足球内部负荷[32]。还有研究者采用SAFT90场地测试方法来实现负荷控制，SAFT90测试是建立在Prozone®多年对英格兰超级联赛运动员跑动等级与距离的分析基础上设计而成。测试中运动员在90 min中要完成10.78 km的跑动，其中包括了1 269次变速和1 350次变向[33]。试验室结合BEAST90或SAFT90等场地测试，由于可以准确定类与定量外部负荷，通过同步采集乳酸值、乳酸积累速度、心率血乳酸等指标来反映内部负荷，可以实现内外负荷的关联研究[34]。

从以上研究来看，研究者意识到试验室测试方法由于场地的局限，难以对负荷实现完全控制，一般采用了试验室结合场地测试的方法，但目前情况下还不能控制所有变量，难以完全模拟复杂的外部负荷形式，尤其是缺少对抗的因素，试验负荷难以达到比赛的负荷水平，因此，这种试验室与场地测试相结合的方法只能完成部分非对抗状态下某些运动单元的内外负荷关联研究。

通过技战术行为分析系统对运动员比赛行为分类分析，同时通过便携式设备实现心率与摄氧量等指标的同步采集与分析是理想的负荷综合分析方法，它能完整的保留负荷整体特征，探索负荷在比赛过程中外部负荷对内部负荷的影响与变化规律，但由于规则限制，只能在练习赛与友谊赛中实现。VIHREN BACHEV，PLAMEN MARCOV等采用SIMI技战术分析系统、Polar心率表和便携式的乳酸分析仪，在练习赛中实现内外负荷的同步分析，并对速度、心率与血乳酸的关系进行了分析[14]（见表5）。

表5 足球比赛中负荷等级与血乳酸、心率等级表Table5 The rating list of load level，blood lactate and heart rate in football match

研究表明：小强度负荷对应血乳酸为小于4 mmol/L，中强度负荷为6 mmol/L，大强度负荷为10 mmol/L，极大强度负荷1为12～14 mmol/L，极限负荷2则达到了14 mmol/L以上。目前类似的研究偏少，大多数通过模拟比赛的内外负荷分析，内部负荷指标只采用了心率一个指标。

2.4.2 比赛内外负荷量度综合分析 根据表1对比赛跑动等级与距离的研究、表2和表3对比赛中技术动作数量和高强度、低强度动作分布特征的研究、表4比赛心率等级的研究，以及表6负荷等级与血乳酸、心率等级的研究，建立了足球比赛的负荷类别、特征与内外关联结构表（见表6）。

表6 足球比赛内外负荷构成表Table6 The load model in football match

足球比赛中大强度负荷是无氧非乳酸供能，这主要包括了速度＞19.9 km/h冲刺跑与高速跑以及爆发性动作，从心率来看可以达到85%～100%HRmax，这部分强度约占纯比赛时间的10%左右，每次大负荷强度平均持续时间为1～6 s，间歇为50～80 s，高速跑以及急停、急转、射门等爆发性动作场均约160～180次，对比赛中高于170 b/min心率高强度的动作主要有运球、传球、抢断、射门、快速退防、进攻跑动。这些场上爆发性动作的出现往往都是攻防的关键时刻，而且大都在高速跑动中与对抗中完成，是比赛中最高强度的负荷。比赛中的高强度负荷的平均间歇虽然在50～80 s，但比赛中的高强度负荷的出现是随机的，也可能出现间歇很短的连续的高强度动作，或者在较大强度有氧动作后完成高强度负荷动作，因此，运动员还需要具备承受连续高强度负荷的能力，才能稳定的高质量的完成爆发性动作。

比赛中中等负荷强度主要是无氧糖酵解为主的混合负荷，是由多次连续的中速跑、有球和对抗的中速跑、部分有对抗和与有球技术结合的慢跑等动作构成，百分心率为75%～84%HRmax，约占比赛时间为40%左右，血乳酸为血乳酸8 mmol/L。在中等强度的跑动速度为（14.5～19.8 km/h），这一区间速度跨度较大，研究者将这个等级中强度跑以14.1 km/h的速度为标准划分成2个等级[6]。14.1 km/h跑速虽然偏低，但足球比赛所有行为都是技战术行为，在这个速率跑动时运动员需要根据场上双方攻防情况，控制自己速度与方向变化，这也增加了比赛跑动负荷强度。在比赛中的移动形式具有多样性，后退和侧向移动占跑动总距离的16%[35]，还要完成700多次的变向和转身[36]由于这些因素的综合作用使看起来速度较低的比赛跑动具有更高的强度。

小强度负荷是有氧代谢负荷，比赛心率为55%～74%HRmax，心率为160 b/min以下，移动速度＜7.3 km/h，血乳酸在8 mmol/L以下，约占比赛时间30%。主要的外部负荷主要有走、慢跑及各种非爆发性的技战术动作。比赛的大部分时间处于走和慢跑的状态，走和慢的移动距离占了比赛的移动距离的一半，但这并不代表着比赛中所有的走和慢跑都是小强度负荷。由于生理的反应的延迟性，高强度快速跑后，往往在随后的间歇或低强度的运动中出现较高的心率水平，一方面是由于快速跑后的减速过程也应属于较高的负荷；另一方面如果把运动与恢复视为一个整体，高强度运动后心率恢复到160 b/min以下也需要一定的站立、走与慢跑来调节，这部分恢复时间运动员的心率也维持在中强度负荷水平，因此也把这部分的移动纳入中强度负荷。

足球比赛负荷的整体来看，负荷强度为80%%%～85%HRmax，约为160 b/min，其中大强度10%、中强度60%、小强度30%。血乳酸在6～13 mmol/L之间。总负荷量为跑动距离9 800～12 000 m，完成有球与无球动作1 000次，比赛间歇时间为18.8～23.6 s。

3 结 论

（1）足球比赛负荷由外部负荷作用与运动机体内部负荷构成，外部负荷是“因”，内部负荷是“果”，通过试验室方法、场地测试和模拟比赛方法实现内外负荷的同步分析，才能实现内外负荷的影响机制与变化规律的研究。

（2）外部负荷评价范式主要基于足球项目的专项运动特征，其过程为：通过视频分析对能够反映专项特征的所有运动行为方式进行归类，然后对各类活动形式的数量、持续时间、间歇特征等进行度量并进行分析评估。内部负荷的评定范式主要基于比赛中运动员机体的生理生化反应以及能量代谢特征，其过程为：通过试验室与场地测试，采集非正式比赛的生理生化指标，然后根据数据结果对外部负荷导致的机体变化特征进行度量并进行分析评估。前者强调专项的运动形式，后者反映项目的能量代谢特征，二者共同构成了足球项目的运动负荷评定范式，同时也是足球运动员体能训练的基本逻辑起点。

（3）从整体来看足球比赛负荷是大强度有氧负荷，其外部负荷表现为：跑动距离9 800～12 000 m，有球与无球动作1 000次，间歇时间为18.8～23.6 s；对应内部负为80%%～85%%HRmax，血乳酸6～13 mmol/L之间。主要有大强度、中强度、小强度3个负荷强度等级分别占比赛时间的10%、60%和30%。大强度比赛负荷的外部负荷是由爆发性动作构成，持续时间1～6 s，间歇50～80 s；中强度负荷持续时间12 s以上、间歇10～25 s、由多次有球与对抗下跑动构成，小强度负荷主要由走和慢跑构成比赛间歇时间为18.8～23.6 s。3个强度对应的内部负荷分别为 ：85% ～100%HRmax、血 乳 酸 12～14 mmol/L；75% ～84%HRmax，血乳酸 8～12 mmol.l；55%～74%HRmax，血乳酸在 8 mmol/L以下。

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Measurement and Evaluation Paradigm of Exercise Load in Football Match

ZHAO Gang1，ZHANG Yingcheng2
（1.Dept.of PE，Shenzhen University，Shenzhen 518060，China；2.School of PE，Northeast Normal University，Changchun 130024，China）

Exercise load of football match consist of external and internal load，they are two aspect of exercise load，and external load is the cause，the latter one is the result caused by external load.Two load style reflect two aspects of exercise load，so the evaluation paradigm is different.Various motion style reflect football match specialties need to be classified when external load evaluation is done，then motion frequency，duration and work-rest ratio were measured and analyzed.Internal load of football match exercise load mainly based on the physiology，then get the energy consumption via analyzing physiology data.External load highlights specificity of football match，and internal load mainly reflects bioenergetics，only two aspects were combined，football match exercise load could be well explicit，and guild strength and conditioning training better.On the whole，football match load is high intensity aerobic load，the external load perfor⁃mance as running distance is 9 800-12 000 meters’18.8～23.6 seconds’match intermittent；While correspond the internal load is 80%～85%HRmax，the blood lactic acid is between 6～13mmol/L.The high tense match load which contains explosive action，medium tense load contains several continuous ball pos⁃session and running in confrontation，the lower tense load which contains walking and jogging.The three intensity correspond to the internal load that 85%-100%HRmax，and the blood lactic acid is 12～14mmol/L；75%～84%HRmax，and the blood lactic acid is 8～12mmol/L；55%～74%HRmax.The blood lactic acid is below 8mmol/L.

match load；measure；evaluation；paradigm；football

G 808.1；G 843

A

1005-0000（2017）02-153-08

10.13297/j.cnki.issn1005-0000.2017.02.010

2016-11-18；

2017-02-25；录用日期：2017-02-26

上海市科学技术委员会科研计划项目（项目编号：15490503200）

赵 刚（1970-），男，辽宁沈阳人，博士，副教授，研究方向为体育教育训练学。

1.深圳大学体育部，广东深圳518060；2.东北师范大学体育学院，吉林长春130024。