基于web服务的击剑项目知识库构建及在教学中的应用

葛传银 赵传杰（上海体育学院体育教育训练学院 上海 200438）

1、成果研究背景

至2008年北京奥运会以来，上海体育学院运动训练专业击剑项目的师生、计算机开发人员开展了击剑项目的系列研究，形成了高校科研人员服务高水平运动队的新模式。击剑项目示范性地开展了对国家击剑队的科研服务，开发了击剑项目临场技战术数据采集软件、离线决策支持系统等，为国家队训练与比赛发挥了重要科研保障作用。在开展科研项目的过程中，形成了数量可观的击剑项目技战术分析数据、训练监控数据和文献资料等。在奥运会结束后，这些技术资料如何服务教学和学校运动队训练成为了科研人员新的课题，从海量的技术数据中有效地挖掘技战术知识成为课题组成员新的研究重点。基于上述需求，课题组依托击剑比赛技战术数据库、优秀击剑运动员信息库、训练质量监控数据库，采用数据挖掘和决策支持技术构建了击剑项目知识库，力求为击剑教学和训练提供必要的知识支撑。

2、成果研究内容

奥运竞技体育项目网络信息平台在体育运动研究中有着广泛的应用。随着体育事业的发展，体育项目的资源不断增加。由于资源格式多样，表示不统一，存储的分布性，建立一个基于Web服务的资源统一检索平台和基于本体语义的技战术分析知识库有着重要意义和实用价值。

Web服务是一项新兴的技术，具有跨语言、跨平台、简单、高效、可扩展性强等特点，适用于系统集成以及跨平台数据通信等工作。本课题在研究当前异构数据源统一检索技术的基础上，充分利用Web服务机制的封装性、松散耦合、使用协议的规范性、高度可集成能力的特点，实现异构数据源检索接口的透明集成；采用Web服务架构，设计一个异构数据源统一检索系统。

Web服务的主要目标是通过使用统一标准，能够统一封装数据、消息、行为等，无需考虑具体应用环境，让不同系统跨跃平台，进行无缝通信。

击剑项目知识库以赛事、技战术分析、媒体网站、专项资料库四个中心构建信息库，分别提供运动员和教练员赛事的信息更新和查询、技战术分析的更新和查询、媒体网站的查询和更新、专项资料的查询和更新。四个库之间相互独立又相互耦合。

用户可以方便地获取所需要的比赛、训练或者相关信息；教练员和运动员能够在已建立数据库的基础上进行相关评论和补充。系统在网络平台上运行，可以提供数据的快速查询，还提供对视频、图片、文档等多媒体格式的浏览和下载功能。

3、成果主要功能和技术特点

系统采用BS架构设计，服务器设在实验室，通过远程访问来获取相关信息；提供给教师和学生来使用，界面简洁高效。

系统分为前台和后台分别进行设计，前台提供给用户使用，操作简便，后台供管理人员或数据更新人员使用，提供相关的录入功能。

4、成果系统功能模块

4.1、赛事信息管理

按时间先后来管理各项赛事，查询按：（1）剑种（男花个人、男花团体、女花个人、女花团体、男佩个人、男佩团体、女佩个人、女佩团体、男重个人、男重团体、女重个人、女重团体）。（2）个人赛姓名、团体赛队名。（3）赛事名称（奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会、亚锦赛、大运会）。（4）时间、地点（国家、城市）。（图1）

下图所示为根据用户要求检索到的比赛视频播放窗口，左侧为检索选项，右侧为基于windows流媒体服务器的视频播放插件，在播放的同时可以对视频进行播放、停止、暂停等操作。（图2）

图1 赛事信息管理

图2 录像检索界面

图3 技战术分析管理

4.2、技战术分析管理

详细的技战术数据来源于现有的技战术分析ppt和采集数据库。查询按：（1）剑种（男花个人、男花团体、女花个人、女花团体、男佩个人、男佩团体、女佩个人、女佩团体、男重个人、男重团体、女重个人、女重团体）。（2）个人赛姓名、团体赛队名。（3）赛事名称（奥运会、世锦赛、世界杯、亚运会、亚锦赛、大运会）。（4）时间、地点（国家、城市）。（图3）

下图所示为检索的多媒体技战术ppt，窗口左侧为技战术分析的检索选项，右侧为基于powerpoint插件的播放窗口，可以方便地控制技战术分析的页面跳转、窗口缩放、视频连接等操作。（图4）

4.3、媒体网站管理

通过访问网站所得到的信息能够下载并保存在指定的文件。（图5）

网站主要包括：（1）国际剑联网（主要用于查询国际比赛信息、运动员比赛成绩、运动员积分、运动员基本信息等）。（2）中国击剑协会网(主要用于查询国内比赛信息）。（3）新浪网（主要用于查询优秀击剑运动员的基本信息）。（4）搜狐网（主要用于查询对击剑比赛和运动员的评述）。

图5 媒体网站管理

下图所示为检索到的部分网站信息，该窗口列举了常用的关于击剑项目的网站，其中在链接到国外网站时，还可以提供页面信息自动翻译为中文的功能，可以便捷地获取击剑赛事信息、优秀运动员动态信息等。（图6-9）

图6 国际剑联网站运动员比赛成绩界面

图7 中国击剑协会网站主页界面

图8 新浪网站击剑主页界面

图9 搜狐网站击剑主页界面

4.4、专项资料库管理

文献资料库（管理击剑科研和学习的相关电子文献和书籍等）。（图10）

查询内容：1.论文：分为：技战术、训练、计算机、生理生化、选材、心理、硕博论文、理论研究、损伤营养、其它。

2.书籍：分为：基础理论、专项理论、自传书籍。

3.赛事：分为：国际赛事、国内赛事。

4.训练：分为：训练计划、训练计划知识库。

下图所示为文献检索的结果窗口，左侧用于选择文献的类型，右侧为文献的列表，知识库支持.doc， .pdf，. caj等常见的文档格式，客户机上安装了相应软件可以方便地进行阅读。（图11）

图10 文献资料管理界面

图11 文献检索结果界面

图12 文献阅读界面

4.5、系统接口设计

图13 管理员平台登录界面

图14 平台搜索接口

系统采用BS架构设计，服务器设在实验室，通过远程访问来获取相关信息；由于是提供给教师和学生来使用，所以力求界面简洁高效，例如可以采用类似谷歌或百度的界面进行全站搜索。系统分为前台和后台分别进行设计，前台提供给用户使用，力求简洁，后台供管理人员或数据更新人员使用，需提供相关的录入功能。由于本系统的许多资源来源于相关网站及既有数据库，所以系统需提供对网络数据的搜索、分析和录入功能，还需兼容现有数据库，提供对已采集数据的导入功能。（图13）

下图所示为系统的不同模块接入界面，分别提供了赛事信息、技战术分析、专项资料库和媒体网站四个接口，点击相应的连接可以进入。（图14）

5、成果应用及效果

充分发挥国家队与体育院校人力资源与技术资源优势，开展了卓有成效的课题研究。击剑项目知识库经过近几年的调试、修改，现已提供给体院教师、研究生、本科生使用，赛事信息共收入了个人赛688场比赛录像、团体赛246场比赛录像；技战术分析信息共收入78人次、68个队的技战术分析资料；击剑专项资料库共收入876篇文献、著作、教材等 。

5.1、基于知识库的主要对手技战术分析

利用知识库和多媒体技术，对我国击剑对主要对手的技战术特征进行系统的分析，为国家击剑队备战世锦赛、奥运会和制定克敌制胜的战略战术提供科技支持，使教练员和运动员在比赛中能做到知己知彼，扬长避短。表1为利用知识库制作的2016里约奥运会男子花剑主要对手技战术分析。

表1 2016里约奥运会男子花剑我国主要运动员与国外主要对手技战术分析

5.2、知识库在教学实践中的应用

击剑比赛技战术知识库开发了集成的搜索引擎，可以为学生提供技战术案例、比赛录像、相关参考文献的知识查询与数据挖掘。软件至2010-2017年应用于学生《现代教育技术应用》、《击剑训练理论与方法》等课程的学习，为学生提供了生动详实的第一手案例，提高了学习的效果和效率。表2为学生使用知识库的情况。

表2 2010-2017体教运训专业学生知识库使用情况

5.3、知识库在科研、论文中的应用

知识库可以提供给教师、学生最新的技战术分析案例、比赛录像、相关参考文献等。为教师、研究生、本科生的科研研究、撰写学术论文、毕业论文等提供强有力的技术支撑。表3为教师、研究生、本科生利用知识库进行科研情况。

表3 2010-2017教师、研究生、本科生利用知识库进行科研、论文情况

6、成果应用前景

击剑项目知识库的构建基于web架构设计，系统的健壮性和鲁棒性已经在系统的初步应用中得到了应用。从系统在服务器运行的情况看比较稳定。知识库发挥巨大作用的前提是海量数据中的知识提取。系统正在逐步增加各大赛事的比赛数据和优秀运动员数据。随着数据的逐步累积与系统的逐步完善，系统必将为教学、训练、科研等方面发挥更大的作用。

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