GPS电子设备在校园足球运动中的应用研究

黄继勇 代兴波 严金秋

摘 要：本文對最新的可穿戴电子设备在校园足球训练与比赛负荷评估的应用价值进行了分析。研究认为：可穿戴全球定位系统可运用于量化学生在校园足球训练和比赛中的外部运动负荷，便携式心率跟踪设备则可用于监控学生在校园足球训练和比赛中的内部运动负荷，两者结合起来使用，可以科学、准确地反映学生的训练与比赛情况，给学生带来全新的训练与比赛体验，可以为校园足球教师和教练员提供及时有效的信息反馈，掌控学生的训练与比赛状态，为科学制定训练与备战计划提供最直接的理论依据。

关键词：可穿戴GPS电子设备 校园足球 心率 跑动 运动负荷

中图分类号：P22 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）07（c）-0030-02

1 可穿戴全球定位系统评估足球外部运动负荷

Catapult Innovation公司生产的最新全球定位系统为Optimeye S5，该系统融合了GPS全球定位系统、3D加速度传感器（16G，1000Hz）、3D陀螺传感器（2000°/s，1000Hz）和3D磁力传感器（1200毫特斯拉，100Hz），可以有效地跟踪和量化足球运动员的外部运动负荷，准确地记录运动员在每一次训练和比赛中的跑动距离、跑动速度、不同跑动速度段内的跑动次数和距离、不同强度的加速和急停距离与次数、不同强度的跳跃和变向次数。该系统允许使用者根据自身运动员和运动项目特征对跑动速度段、加速度、跳跃和变向的强度进行自主设置[1]。

在十一人制的校园足球训练与比赛中，可供参考的一个跑动速度划分标准为：（1）走或站立：以0～5.9km/h的速度（持续0.6s或以上，下同）跑动；（2）慢跑：以6～7.9km/h的速度跑动；（3）低速跑：以8～11.9km/h的速度跑动；（4）中低速跑：以12～14.9km/h的速度跑动（5）中速跑：以15～17.9km/h的速度跑动；（6）中高速跑：以18～20.9km/h的速度跑动；（7）高速跑：以21～23.9km/h的速度跑动；（8）冲刺跑：以≥24km/h的速度跑动。

在五人制、七人制、八人制或九人制的校园足球训练与比赛中，由于场地缩小，运动员跑动速度段的划分则可参照以下标准：（1）走或站立：以0～5.9km/h的速度跑动；（2）慢跑：以6～7.9km/h的速度跑动；（3）低速跑：以8～11.9km/h的速度跑动；（4）中速跑：以12～14.9km/h的速度跑动；（5）高速跑：以15～17.9km/h的速度跑动；（6）冲刺跑：以≥18km/h的速度跑动。

而加速、急停和变向的强度则根据加速度（持续0.2s或以上）的大小划分为：（1）低强度：1.5～2.49m/s2；（2）中强度：2.5～3.49m/s2；（3）高强度≥3.5m/s2。

当前的研究显示，相对于采取固定的、通用的速度和强度划分标准，根据每个运动员的最大摄氧量、最大有氧速度和乳酸阈等指标确定的个性化划分标准会让运动员的外部运动负荷得到根据科学合理的评估[2]。

2 便携式心率监测系统测试足球内部运动负荷

便携式心率监测系统可实现对学生在足球训练和比赛过程中的每一次心跳进行跟踪，具有代表性的运用于足球内部运动负荷监控的便携式心率监测系统有：芬兰生产的Polar Team?系统、Firstbeat系统等。便携式心率监测系统一般都能提供运动员在每一次训练中的平均心率、最大心率、不同心率区间的训练时间等量化指标。在校园足球实践中，可根据学生在训练和比赛中的实时心率占其最大心率的百分比，将训练和比赛进行不同心率强度区间划分，如：（1）低强度心率区间：实时心率处于<60%最大心率的运动时间；（2）中低强度心率区间：实时心率处于60%～69%最大心率的运动时间；（3）中等强度心率区间：实时心率处于70%～79%最大心率的运动时间；（4）中高强度心率区间：实时心率处于80%～89%最大心率的运动时间；（5）高强度心率区间：实时心率处于90%～100%最大心率的运动时间，较为典型的代表性算法可参见Edwards等[3]和Stagno等[4]的内部运动负荷算法。

3 新型可穿戴电子设备在校园足球训练与比赛负荷评估的实践运用价值探讨

（1）新型可穿戴电子设备可以科学、准确地反映学生的训练与比赛情况，给学生带来全新的训练与比赛体验。学生可以认识到自身在训练和比赛中的运动负荷状况，了解自身的优势与劣势，保持与提升自身的训练与比赛表现。例如：学生可以通过自己在训练中的跑动总距离和高强度反复冲刺次数与队友的这两项指标进行对比，对自己的有氧耐力和无氧耐力素质进行科学合理的定位，有针对性地进行训练与练习，提升自己的体能弱项，增强自身的体能优势，从而调动其训练主动性和积极性，最终提高了足球训练效果和效率。

（2）新型可穿戴电子设备可以为校园足球教师和教练员提供准确、科学而及时的信息反馈，掌控学生的训练与比赛状态，为科学制定训练与备战计划提供最直接的理论依据。传统的足球训练更多强调的是足球教师和教练员与学生之间的技能交流与互动，并未纳入新型电子科学设备提供的科学反馈，教师和教练员对学生技能和体能负荷的判断基本停留在经验与观察之上，具有较大的主观性。而通过可新型穿戴电子设备在校园足球中的运用，教练员对学生训练和比赛状态的认识变得更加直接而客观。

（3）在校园足球实践中科学、合理和充分地利用可穿戴电子设备，将成为未来校园足球教学与训练改革的发展趋势。随着科学技术的进一步发展，越来越多的新型可穿戴电子设备将被开发出来，而其价格也将逐渐变得经济实惠，绝大多数中小学足球教学与训练都可以获得该类产品的辅助[3]。

参考文献

[1] 刘鸿优，Gimenez JV，Leon AA.主观疲劳量表与体重流失在足球训练负荷控制中的运用[J].体育科学， 2015，35（5）：62-65.

[2] Cummins C，Orr R，O'Connor H，et al.Global positioning systems （GPS） and microtechnology sensors in team sports： a systematic review[J]. Sports Medicine，2013，43（10）：1025-1042.

[3] Aughey RJ.Applications of GPS Technologies to Field Sports[J].International Journal of Sports Physiology and Performance，2011，6（3）：295-310.