主观疲劳量表评价足球运动员训练和比赛状态内部训练负荷的实例研究<br/>——以中国男子U21选拔队为例

主观疲劳量表评价足球运动员训练和比赛状态内部训练负荷的实例研究
——以中国男子U21选拔队为例

2022-12-07张廷安

中国体育科技 2022年10期

孙鹏，张廷安

训练负荷由训练量和训练强度组成（Kellmann，2002），可分为内部负荷和外部负荷（Impellizzeri et al.，2005），外部训练负荷诱发机体内部的生理应激，产生内部训练负荷（Geurkink et al.，2018）。外部负荷指运动员参与训练时与训练相关的运动表现，可由跑动距离、冲刺距离、平均速度、最高速度等指标表示（Abt et al.，2009）；内部负荷指运动员参与训练时心理及生理系统所承受的训练负荷的反应情况（Foster et al.，2001），可由心率、自我感觉等指标表示。内部训练负荷是评价运动员机体对外部训练负荷逐渐适应的重要指标（Soli‐gard et al.，2016），也是评价运动员训练效果的重要依据（Lambert et al.，2010；Scott et al.，2013；Takarada，2003）。因此，教练员通常采用监控训练负荷相关指标的方式达到评价训练效果的目的，并据此对训练计划作出有效调整，从而防止由于过度训练引起的疲劳和损伤（Jones et al.，2016）。目前，外部训练负荷可通过各项跑动距离或跑动速度等指标进行及时监控，从而进行客观评价。然而，内部训练负荷因常用指标如主观疲劳感觉（rating of perceived exertion，RPE）会受到主观因素的影响，如何较为客观地评价内部训练负荷仍是困扰教练员和科研人员的问题之一（Banister，1991；Borg，1998；Edwards，1993）。

内部训练负荷的评价指标包括RPE和心率相关指标（Foster et al.，2001；Tabben et al.，2014）。RPE评价量表由Borg创制，最初是一个6～20级的医用评价量表，用于评价身体活动过程中的主观疲劳感觉和用力程度，之后修改为0～10级量表（Borg，1982）。Foster等（1995）在Brog 0～10级量表的基础上对其进一步改编（表1），并将改编后的RPE评价量表广泛运用于各项运动内部训练负荷强度的评估之中。针对内部训练负荷量，Foster等（1995）提出了训练课RPE（Session-RPE，s-RPE）的概念，即以“训练时间×RPE值”来评定内部训练负荷量的大小，后逐渐将其运用到各种运动项目训练和比赛内部负荷量的评价中。心率是评价有氧运动内部训练负荷强度的客观指标（Cal‐vert et al.，1976）。目前，最大心率百分比和最大心率是评价内部训练负荷强度的常用心率指标（刘丹等，2010），评价内部训练负荷量的心率指标包括Banister’s Trimp（Ban‐ister et al.，1975）、Edwards’s TL（Edwards，1994）和 Stag‐no’s TL（Stagno et al.，2007）等，其中 Banister’s Trimp 和Edwards’s TL最为常用。Banister’s Trimp计算方法为运动中平均心率和运动时间的乘积。Edwards’s TL计算每个心率区间权重因子与运动时间的乘积，将各心率区间乘积累加获得最终结果。

表1 主观疲劳等级量表（Foster et al.，1995）Table 1 Rating of Perceived Exertion Rank（Foster et al.，1995）

目前，研究学者已将以心率指标评价内部训练负荷的方法推广于集体项目的研究之中（Akubat et al.，2011，2012；Edwards，1993；Manzi et al.，2013；Stagno et al.，2007）。Alexiou等（2008）对15名高水平女子足球运动员的研究显示，Banister’s Trimp和Edwards’s TL是评价其内部训练负荷量的有效指标。Casamichana等（2013）分析西班牙第三级别联赛某队整个赛季内部训练负荷后发现，Edwards’s TL在评价高强度运动状态（如比赛）下运动员的内部训练负荷量时更为客观。虽然运用心率指标评价内部训练负荷较为客观，但其费用昂贵，而RPE和s-RPE因其经济、便捷等优点，已成为评价内部训练负荷应用更为广泛的指标。然而，在评价内部训练负荷时，心率指标只体现生理因素，而RPE指标还涵盖了个体的主观因素。Blanchfield等（2014）开展的自我心理暗示对RPE影响的研究发现，RPE评价训练内部负荷受运动员个人心理特征以及心理状态的影响。Brink等（2014）对U19和U17职业足球运动员理论内部训练负荷量和实际内部训练负荷量关系的研究发现，受主观因素影响，青年足球运动员对内部训练负荷量的实际反应要高于教练员的理论预期，这有可能导致过度训练、增加受伤风险。因此，本研究认为，集体项目教练员在运用RPE指标评价内部训练负荷时应尽量减少主观因素的影响。一方面，竞技水平较高的运动员能够利用有效的内部训练负荷进一步提高自己的竞技能力；另一方面，竞技水平较差的运动员也不会因过大的内部训练负荷而训练过度，引起疲劳和伤病（Bor‐resen et al.，2009；Impellizzeri et al.，2005；Lambert et al.，2010；Scott et al.，2013）。此外，合理运用经济、便捷的RPE指标评价内部训练负荷，还能够帮助教练员提高对全队的阶段性训练效果。然而目前鲜见合理运用RPE指标对集体项目运动员的内部训练负荷进行客观评价的系统研究。

我国对RPE指标评价内部训练负荷的研究开展较晚。在足球领域，刘鸿优等（2015）改进主观疲劳量表，提出训练累计自觉疲劳程度，并引入“体重流失”和“体重流失比”来对运动员训练内部负荷进行监控。陈彦龙等（2019）通过研究证实RPE指标能有效地量化评估足球运动员的内部训练负荷。然而在实际训练中，鲜见教练员合理运用RPE指标客观监控并评价运动员内部训练负荷方法的相关研究。基于此，本研究以中国男足U21选拔队21名队员为研究对象，按前场、中场和后场3个位置进行分组，同时将运动状态分为训练和比赛两种形式，分别将RPE指标与心率指标进行相关性分析。

1 研究对象与方法

1.1 测量指标与运算

1.1.1 研究对象

中国男足U21选拔队21名队员（年龄19.77±0.60岁，身高179.91±5.10 cm，体质量71.50±5.10 kg，BMI22.10±1.00），均为中超或中甲俱乐部适龄球员。

1.1.2 测量设备及评价量表

测量设备采用芬兰Polar公司的心率胸带和北爱尔兰性能数据公司STATSports生产的运动训练监控设备及其软件系统。评价量表采用Foster等（1995）改进后的Brog 11级主观疲劳感觉量表（表1）。

1.1.3 训练计划及数据采集

测试阶段均于云南海埂体育训练基地内完成，为期14天，训练计划（表2）分为训练（恢复训练、基础训练和体能训练）和比赛两大部分。集训期间为保证训练强度采用以赛代练的方式进行7场友谊赛，其中，第2周周一和周四以及第3周周一为一天双赛，所有队员分为两组，各进行半场比赛。体能训练场地在基地健身房内，多为力量训练，故不穿戴监控设备，其余训练及比赛均在基地4号足球场地内进行。为保证心率数据正常传输、接收，训练或比赛开始前30 min，所有队员在科研人员的指导下穿戴训练监控设备，每次训练后，科研人员在30 min内询问并记录运动员的RPE数值，对心率和RPE数据进行统计和存档。

表2 训练计划表Table 2 Training Schedule

1.1.4 指标统计与运算

1.1.4.1 内部训练负荷强度指标

RPE指标，每节训练课结束后30 min内对运动员进行自我疲劳等级的询问，运动员口述疲劳分值，由科研人员进行记录。

平均最大心率百分比（%HRavg）=平均心率（HRavg）/最大心率（HRmax）×100%（刘丹等，2010），即平均运动强度。平均心率为运动员在训练或比赛状态下一段时间内心脏每分钟跳动的平均次数，由可穿戴设备采集后经STAT‐Sports APEX软件运算获得。最大心率为1 min内运动员心脏跳动的最大次数，由YO-YO IR1测试获得。

1.1.4.2 内部训练负荷量指标

s-RPE=RPE值×训练时间。训练时间/min是指从运动员热身开始直至训练结束的持续时间，放松时间不计算在内。

Banister’s Trimp=平均心率（HRavg）×训练时间（Banis‐ter et al.，1975）。

Edwards’s TL为各区间Trimp之和。将训练分段，根据最大心率百分比确定每段时间内的权重因子（50%～60%HRmax=1，60%～70%HRmax=2，70%～80%HRmax=3，80%～90%HRmax=4，90%～100%HRmax=5），各区间Trimp=权重因子×区间训练时间（Edwards，1994）。例如，一名运动员的最大心率为200次/min，以165次/分的心率运动了15 min，间歇后以185次/min的心率运动了5 min，其Ed‐wards’s TL的计算过程为：165/200×100%＝82.5%，权重因子=4，第 4区间 Trimp=4×15=60；185/200×100%＝92.5%，权重因子=5，第5区间Trimp=5×5=25，Edwards’s TL=60＋25=85。

1.2 数据分析

每次训练结束后，通过STATSports APEX软件把可穿戴设备所采集到的心率数据导入电脑，获得心率指标。运用Excel统计RPE和心率指标，运算分别获得平均最大心率百分比、s-RPE、Banister’s Trimp、Edwards’s TL的数值。运用SPSS 20软件进行相关性分析：RPE与平均最大心率百分比进行相关性分析；s-RPE分别与Banister’s Trimp和Edwards’s TL进行相关性分析。P＜0.05为显著相关，P＜0.01时相关性极显著。以Pearson相关系数（R）界定相关性的高低：|R|＜0.1为极弱相关；0.1≤|R|＜0.3为弱相关；0.3≤|R|＜0.5为低度相关；0.5≤|R|＜0.7为中度相关；0.7≤|R|＜0.9为高度相关；|R|≥0.9为极高度相关（刘鸿优等，2017）。

2 研究结果

在训练和比赛两种状态下，分别得到2种基于RPE与3种基于HR指标间的线性相关关系（表3）。训练状态下，RPE与平均最大心率百分比之间有2名队员呈现极显著相关（P＜0.01），分别为高度和极高度相关（|R|分别为0.860和0.942）；s-RPE与Banister’s Trimp之间有14名队员呈现显著相关（P＜0.05），均为高度至极高度相关（0.768≤|R|≤0.940）；s-RPE与Edwards’s TL之间有9名队员呈现显著相关（P＜0.05），均为高度至极高度相关（0.742≤|R|≤0.977）。比赛状态下，RPE与平均最大心率百分比之间有2名队员呈现显著相关（P＜0.05），均为高度相关（0.824≤|R|≤0.877）；所有队员s-RPE与 Banister’s Trimp之间均显著相关（P＜0.05），其中，20名队员为极高度相关（0.923≤|R|≤0.999），1名队员为高度相关（|R|=0.848）；所有队员s-RPE与Edwards’s TL之间均显著相关（P＜0.05），其中，19名队员为极高度相关（0.909≤|R|≤0.996），2名队员为高度相关（0.898≤|R|≤0.899）。

表3 2种基于RPE与3种基于HR的指标在训练和比赛两种状态下的线性相关关系Table 3 Linear Correlation Relations in Training and Competition Load between Two Indexes Based on RPE and Three Indexes Based on HR

s-RPE与Banister’s Trimp在训练和比赛状态下|R|中位数分别为0.79和0.98，s-RPE与Edwards’s TL分别为0.74和0.94，比赛状态下|R|中位数显著高于训练状态，呈极高度相关（图1）。同时，比较发现两种相关性检测方法|R|的箱体和线段长度训练状态均显著长于比赛状态，表明比赛状态下|R|更集中。因此，相较于训练，比赛状态下的s-RPE能够更加客观地反映队员的内部训练负荷量。

图1 训练和比赛状态下，s-RPE与Banister’s Trimp和Edwards’s TL|R|的离散程度对比图Figure 1.Dispersion Degree of|R|between s-RPE and Banister’s Trimp or s-RPE and Edwards’s TL under Training and Match States

训练状态下，前场、中场和后场队员s-RPE与Banis‐ter’s Trimp的|R|中位数分别为0.76、0.81和0.78，s-RPE与Edwards’s TL 分别为0.72、0.78和0.67，中场队员|R|中位数显著高于前场和后场队员（图2）。同时，比较两种相关性检测方法|R|的箱体和线段长度发现，前场队员显著长于中场和后场队员，表明前场队员离散程度更高。因此，在训练状态下，中场队员的s-RPE评价内部训练负荷量最为客观，而前场队员偏差最大。

图2 训练状态下不同位置队员s-RPE与Banister’s Trimp和Edwards’s TL|R|的离散程度对比图Figure 2.Dispersion Degree of|R|between s-RPE and Banister’s Trimp or s-RPE and Edwards’s TL for Players on Different Positions under the Training State

3 分析与讨论

RPE最早是由 Brog（1982）制定，经Foster等（1995）改编后即广泛用于评价运动训练负荷强度。随着监测技术的发展，借助可穿戴设备采集的心率指标逐渐成为评价足球运动员训练和比赛中的运动表现及内部训练负荷强度的重要指标（Helgerud et al.，2001；Pate et al.，1984）。然而，心率指标的采集需借助造价昂贵的外部设备，不利于推广，但RPE指标的采集则具备简单、直接、经济以及可操作性强等优点。因此，国内目前只有少数高水平足球运动队运用心率监控设备进行内部训练负荷的监测，而大多数运动队仍使用RPE对足球内部训练负荷进行负荷监控及评价。然而，RPE是对整个训练或比赛负荷进行的综合评价，运动员在口述RPE时会受到非客观因素的干扰，因此必然影响其评价内部训练负荷强度的准确性，进而影响教练员的训练监控及下一阶段训练计划的制定。

RPE是用于评价内部训练负荷强度的指标，本研究中，其与平均心率最大百分比（刘丹等，2010）在比赛和训练两种运动状态下均不显著相关。这预示着，相较于心律相关指标，运用RPE评价训练或比赛状态下内部训练负荷强度时存在偏差。有研究证实，RPE在评价内部训练负荷强度时受到运动员个人心理特征以及心理状态的影响（Banister，1991；Blanchfield et al.，2014；Borg，1998；Brink et al.，2014；Edwards，1993），即RPE指标涵盖了个体的主观因素。此外，心率指标只体现个体的生理因素，因此二者在评价内部训练负荷时必然存在差异。由此推断，这种差异即是本研究中RPE评价内部训练负荷强度时存在偏差，进而影响其评价客观性的主要原因。

s-RPE是用于评价内部训练负荷量的指标，本研究中，其与 Banister’s Trimp和 Edwards’s TL在比赛和训练两种运动状态下均具有一定的相关性，且总体而言，比赛状态下的相关性要明显高于训练状态。这预示着，相较于训练状态，s-RPE在评价比赛状态下内部负荷量时更为客观。Alexiou等（2008）对女子足球运动员内部负荷的量化研究发现，训练中间歇时间越短，s-RPE与心率指标的相关性越高。在本研究中，运动员在比赛状态下绝大多数时间都处于高强度的运动状态，间歇时间较短；而在训练状态下，教练员会根据训练计划安排运动员及时补水，在充分休息后再继续训练，间歇时间较长。因此分析，比赛状态下间歇时间较短可能是s-RPE在评价其内部负荷量时更为客观的原因。

本研究发现，训练状态下，无论s-RPE与Banister’s Trimp还是 s-RPE 与Edwards’s TL，中场队员|R|中位数均高于前场和后场位置（图2）；前场箱型图的长度均显著高于中场和后场，说明其离散程度更高，更易存在偏差。预示s-RPE在评价中场球员时更为客观，而评价前场球员时偏差较大。有研究发现，s-RPE与心率指标的相关性除受间歇时间影响外，还受训练负荷强度的影响。Borresen等（2008）发现，运用s-RPE评价内部训练负荷，极低和极高训练负荷强度下进行的训练时长所占总训练时长的比例较大时，其准确性会出现偏差。本研究中，教练员根据不同位置运动员比赛时的跑动及负荷特征制定了针对性的训练内容。前场队员的训练为多种结合球或球队战术要求的冲刺跑，充分休息后再进行下次冲刺，因此前场运动员跑动时处于极高运动强度中，且两次跑动间歇时间较长。中场队员需要有良好的持续跑动能力，其训练时的跑动形式为各式的多次反复高强度跑，因此中场运动员跑动时处于高运动强度中，且间歇次数少、时间短。后场运动员训练内容多为慢跑、倒退跑及各方向的短距离冲刺跑，跑动时运动强度及间歇时间均介于前场和中场运动员之间。由此可见，本研究中前场球员训练状态下跑动时运动强度最高、间歇时间最长，而中场球员间歇次数少、时间最短，这可能是s-RPE在评价前场队员内部负荷量时出现偏差而中场队员较为客观的原因。

本研究发现，s-RPE在评价训练状态内部负荷量时与Banister’s Trimp和Edwards’s TL的相关性明显低于比赛状态，且前场队员的相关性明显低于中场和后场队员，这表明s-RPE在评价训练状态下运动员尤其是前场队员的内部负荷量时可能出现偏差。有研究发现，除间歇时间和负荷强度两个客观因素会影响s-RPE与Banister’s Trimp和Edwards’s TL的相关性外，包括心理和教育在内的两个主观因素同样会影响s-RPE评价内部训练负荷量的准确性（Hall et al.，2005）。其中，运动员在比赛和训练时的动机和情绪属于心理因素范畴。通常情况下，运动员在比赛时倾向于竭力展示自己的竞技能力以获得教练的认可，比赛动机充足、情绪高涨；而训练时运动员通常进行重复性训练，内容较为枯燥，训练动机较比赛不足、情绪较低。因此分析，运动员在训练时动机不足、情绪较低可能是s-RPE评价训练内部负荷量时出现偏差的原因之一。此外，教育因素同样也会对s-RPE评价内部训练负荷量造成影响。研究发现，自我效能评分与教育程度呈正比，即教育程度较低者自我效能评分也低（Wu et al.，2007），而自我效能评分低者运动时的依从性差、耐力低、RPE值偏高，从而导致s-RPE数值出现偏差。

RPE具备简单、经济、快捷等优势，因此即使s-RPE在评价训练状态内部负荷量时会受到客观和主观因素的影响，在我国职业足球领域仍旧得到了广泛的应用。事实上，RPE和心率指标都具有较大的个体差异，因此通常情况下这两项指标都只适合对运动员个体的内部负荷进行评估。然而，在包括足球运动在内的集体项目的实际训练过程中，对全队整体的把握才是教练员更为关注的重点。本研究发现，某些队员对RPE评价等级量表的理解更为深刻，以RPE指标量化其所承受的运动训练负荷强度时具有较高的稳定性，而且我国职业足球俱乐部的运动员较为固定，因此，是否可以将这一发现运用于足球队伍整体内部训练负荷评价体系的建立之中？然而，需要指出的是，少数运动员的内部训练负荷量或强度，即使其数值准确性很高，依然无法客观推断全队的内部训练负荷情况，即不能单纯依靠少数稳定性高的运动员来完全表征队伍整体的内部训练负荷。因此，包括足球运动在内的集体项目内部训练负荷评价指标体系的建立需要更为广泛的研究和探讨。