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摘 要：对轮椅竞速运动员的100m测试进行录像跟踪拍摄，用录像分析法计算运动员不同阶段的平均速度(AV)、打轮频率(SF)、打轮距离(SL)、打轮节奏(SR)；采用多元方差分析、独立样本T检验和Pearson相关分析等方法对数据进行统计处理。进行结果：轮椅竞速100m中优秀运动员不同运动阶段具有不同的技术特征；AV和SL在lAP、MP、FP阶段是逐步增加的，而sF和SR在这三个阶段是逐步减小的；MP和FP阶段男女运动员AV的差异主要由男女运动员不同的sL造成的；男女运动员在IAP、MP和FP阶段的AV都和总成绩有显著或极显著负相关。
关键词：轮椅竞速；100 m；运动学；技术指标
中图分类号：G819 文献标识码：A 文章编号：1007－3612(2010)04－0137－03
轮椅竞速是残疾人竞技体育中的大项，正如田径短跑中的100m，轮椅竞速100m也是残奥会轮椅径赛上的标志项目，是各国在残奥会上激烈竞争的项目之一，同样也是中国残奥队在北京残奥会上夺取金牌的努力目标。
从竞技运动的训练学特征来看，轮椅竞速100m是通过器械运动的体能主导类的周期性项目，而在分道竞赛中以最快的速度通过100m距离是此一项目的竞赛学特征。北京残奥运会已经结束，为了对备战北京残奥会的科研工作进行梳理和总结，本研究分析了残奥会前国家轮椅竞速集训队短距离运动员100m测试赛中不同运动阶段的运动学指标以及男女运动员之间的指标差异和男女运动员不同阶段技术指标与100m成绩的相关性，其目的是加深对轮椅竞速100m项目的运动学特征的认知和了解，为今后我国轮椅竞速运动的训练科学化提供启示和参考。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 研究对象为备战北京残奥会国家轮椅竞速集训队短距离项目的10名男运动员和9名女运动员，他们的基本情况见表1。
研究对象都是通过2007年11月份全国残疾人田径选拔赛进人国家集训队的短距离项目的队员。由于残疾人运动没有运动员水平等级划分，因此这些研究对象基本包括了国内残疾人轮椅竞速短距离项目上运动水平最高的运动员。
1.2 研究方法
1.2.1 测试法 国家队在2008年残奥会前的比赛准备期阶段多次组织内部测试比赛，本研究以2008年3月份100m测试比赛为基础，在此次测试中采用了生物力学录像分析方法来研究运动员在100m全程中不同阶段的运动学技术指标特征。运动阶段划分包括第一个10m(初始加速度段，IAP)、40～60m(途中段，MP)、最后10m(终点段，FP)；分析指标包括不同阶段平均速度、打轮距离、打轮频率、打轮和打轮节奏以及100m的总成绩。测试前进行了充分的休息和热身，以便运动员最大程度的发挥自身的竞技水平。所有运动员都采用美国进口的TOP 10轮椅。
1.2.2 录像拍摄 在田径场地的一个固定跑道上对每个队员轮次进行100m测试，测试前预先在100m跑道地面设立相应的分段标志点，测试时在跑道旁右侧面采用车载DV摄像机跟踪拍摄运动员右侧动作；摄像范围涵盖人和整个轮椅。拍摄时摄像机和轮椅前轮轴尽可能并行；录像拍摄频率为25fps，用SIMI录像解析系统记录轮椅前轮轴通过跑道标志点的时间以计算相应的分段时间，解析频率为50Hz，时间精度为0.02s。
1.2.3 指标计算 轮椅竞速运动中运动员周期性动作特点表现为双手重复击打轮椅的手轮来推动轮椅前进。周期性竞速项目的动作频率和动作位移的乘积为一个周期中的平均位移速度，因此类似于田径径赛项目中的步频和步幅、游泳中的划频和划幅、水上项目中的划频和划距，轮椅运动中一个周期动作中的打轮频率和打轮距离是两个重要的技术指标。周期性动作的另一个重要参数是一个周期中做功相和恢复相的时间结构，通常在周期项目的研究中将做功相时间占整个周期时间的比例称为动作节奏，它为无量纲量；轮椅竞速的周期时间由打轮相和恢复相组成，动作节奏即为运动员一周期中的打轮相时间除于打轮周期，也称为打轮节奏。在本研究中相应阶段的技术指标计算如下：
分段平均速度(AV)：分段距／分段时间(米／秒、m/s)
分段平均打轮频率(sF)：2/2个连续动作周期时间(次数／秒、beats/s)
分段平均打轮距离(sL)：分段平均速度／分段平均打轮频率(米／次、m/beat)
分段平均打轮节奏(SR)：2个连续打轮时间／2个连续动作周期时间
为了获取不同阶段的平均技术指标，相应的计算按同一阶段当中连续2个周期的平均值来代表。打轮时间为右手接触手轮到脱离手轮之间的时间，动作周期时间为右手接触手轮到下一次接触手轮之间的时间。
1.2.4 数据统计 采用多元方差分析方法(MuItivariate ANO－vA)对同性别运动员不同阶段的技术指标进行比较；采用独立样本T检验方法对男女运动员同一阶段的指标进行对应比较；用Pearson相关系数对男女运动员不同阶段各指标与100m成绩进行相关分析；统计过程采用SPSS15.0进行。
2 结果与分析
2.1 同性别运动员不同阶段的技术指标比较
指标AV、SF、SL、SR在同一个阶段构成相关的因变量集，并不相互独立，因此在不同阶段这些指标的比较需要采用多元方差分析方法。选用SPSS15.0通用线性模型(GLM)中的Multi-variate分析模块进行多元方差分析的结果见表2。
从显著性概率来看，无论是男女运动员，阶段这一因素在四种检验方法中，显著性概率都小于0.01，可以认为，男女运动员技术指标集这一多元变量在不同运动阶段是有极显著差异的。图1是不同阶段四个技术指标AV、SF、SL、SR的变化趋势，由于AV、SF、SL、SR的单位不同，所以纵轴没有具体的刻度单位。图1反映出男女运动员在100m的三个阶段中技术指标的变化有相同的规律：即AV和sL在初始加速度段IAP、途中段MP、终点段FP是逐步增加的，而sF和SR在这三个阶段是逐步减小的。
2.2 男女运动员同一阶段技术指标的对应比较 男女运动员相同阶段四个技术指标的对应比较见表3。由于性别导致的个体能力水平不同，男女运动员的AV在三个阶段都有极显著差异，这是可以理解的。在MP和FP阶段的SL有极显著差异，也就是在途中和终点段，女运动员的打轮的效果不如男运动员，而在这两个阶段的sF无显著差异，可以肯定MP和FP阶段男女运动员AV的差异主要是由于男女运动员不同的SL造成的，由于女运动员专项力量的不足，使得在MP和FP阶段相同的sF下轮椅滚动的距离较短，所以MP和FP阶段SL的不同也是男女运动员总成绩差异的原因。打轮节奏在三个阶段男女都无显著差异。
2.3 不同阶段各指标与100m成绩的相关分析 表4为不 同阶段各指标与100m成绩的相关系数与统计检验结果。男运动员在IAP和FP阶段的AV和总成绩有显著负相关；而MP阶段AV和总成绩有极显著负相关；女运动员在三个阶段的AV都和总成绩有极显著负相关；无论男女运动员在三个阶段的SF、SL、SR指标都和总成绩无显著相关。表4不同阶段各指标与100m成绩的相关系数与统计检验
3 讨论
在100m不同的运动阶段，男女运动员四个技术指标AV、SF、SL、SR构成的多元变量集有极显著的差异，也就是说不同的运动阶段具有不同的技术特征，而且男女运动员技术特征指标的变化规律是一致的。初始加速度段IAP、途中段MP、终点段FP中的平均速度AV是增加的，这和田径中的100m不同，这种全程的加速性可能和轮椅器械在运动中的力学性能有关。轮椅从静止到启动后由于运动员采用低姿位以及轮椅本身较低的空气阻力和滚动摩擦力，使得在一个打轮周期的恢复相期间轮椅速度衰减较少，100m全程中周而复始的打轮使得轮椅速度逐步增加。轮椅在一个动作周期中要产生较大的平均速度理论上需要同时增加SF和SL，然而数据结果表明SL在三个阶段是逐步增加的，相反sF在逐步减少，它表明在IAP阶段运动员靠较大的SF使轮椅克服惯性快速启动，而在MP和FP段，运动员主要靠增加SL来提高轮椅速度，既主要依赖于打轮的技术效果，这可能是由于在MP和FP段持续的快速打轮动作会增加身体起伏的次数，降低动作的技术效率，加速能量的消耗以及肌肉的疲劳，而靠增加打轮的力度和功率输出来提高每次动作周期中轮椅滚动的距离SL以维持和增加平均速度是较经济的做法，运动员的这种技术特征可能是运动员在长期的训练中产生的专项适应性的结果，另一方面也提示国家队队员如果在维持SL的基础上提高途中和最后阶段的SF，则成绩还有提高的潜力，这也是国家队队员训练中需要解决的素质和技术训练问题。
一个动作周期中要维持高的SF需要加强上肢肌肉的协调性和灵敏性以加快动作的转换速度；维持高的SL需要在打轮过程中提升运动员上肢鞭打手轮动作的爆发力和功率输出；100m全程则需要运动员周期性的爆发用力，因此，轮椅竞速100m运动员体能素质中的协调性和灵敏性以及运动员持续爆发用力的能力是该项目运动员需要具备的核心能力，这些能力形成了复合的快速力量耐力素质。
SR是运动员一周期中的打轮相时间占动作周期时间的比例，在三个阶段中，无论男女运动员的SR都是逐步减少的。由于SF在三个阶段中是逐步减少的，反过来打轮周期在逐步增加，因此，SR的减少一方面可能是打轮相时间的减少和打轮周期的增加造成的，另外也可能是打轮相时间不变只是打轮周期的增加造成的，具体情况还需进一步分析。
不同阶段男女运动员四个技术指标的横向对比中，女运动员的AV在三个阶段都非常显著的低于男运动员，这种差异是性别决定的。具体分析，在MP和FP阶段女运动员的SL极显著低于男运动员，而这两个阶段男女运动员的sF和SR没有差异，也就是MP和FP阶段男女运动员打轮的外部时间特征没有差别，只是女运动员专项力量不足导致打轮相推动轮椅滚动的距离较少，因此可以肯定MP和FP阶段男女运动员AV的差异就在于男女运动员不同的SL造成的，它也是导致男女运动员100m总成绩差异的主要原因。
无论男女运动员在IAP、MP和FP阶段的AV都和总成绩有显著或极显著负相关，这点和文献的研究结果类似，虽然此文献中是研究了每10m分段AV和总成绩的相关性，而本文中的MP阶段AV是40～60m间的AV，结合两者的研究说明，100m全程中的分段速度影响着总成绩。另外无论男女运动员三个阶段的SF、SL、SR指标都和总成绩无显著相关，也就是说打轮技术细节并不决定总成绩，影响总成绩的因素是打轮周期中轮椅前进的平均速度，这种平均速度可由运动员动作周期中不同的SF和SL组合而成。
4 结论
1)轮椅竞速100m中优秀运动员不同运动阶段具有不同的技术特征，而且男女运动员技术特征指标的变化规律是一致的。2)轮椅竞速100m中优秀运动员AV和sL在IAP、MP、FP阶段是逐步增加的，而sF和SR在这三个阶段是逐步减小的。3)轮椅竞速100m中优秀运动员MP和FP阶段男女运动员AV的差异由男女运动员不同的SL造成的，它也是导致男女运动员总成绩差异的主要原因。4)轮椅竞速100m中优秀运动员在IAP、MP和FP阶段的AV都和总成绩有显著或极显著负相关，而三阶段的技术细节不影响总成绩。
关键词：轮椅竞速；100 m；运动学；技术指标
中图分类号：G819 文献标识码：A 文章编号：1007－3612(2010)04－0137－03
轮椅竞速是残疾人竞技体育中的大项，正如田径短跑中的100m，轮椅竞速100m也是残奥会轮椅径赛上的标志项目，是各国在残奥会上激烈竞争的项目之一，同样也是中国残奥队在北京残奥会上夺取金牌的努力目标。
从竞技运动的训练学特征来看，轮椅竞速100m是通过器械运动的体能主导类的周期性项目，而在分道竞赛中以最快的速度通过100m距离是此一项目的竞赛学特征。北京残奥运会已经结束，为了对备战北京残奥会的科研工作进行梳理和总结，本研究分析了残奥会前国家轮椅竞速集训队短距离运动员100m测试赛中不同运动阶段的运动学指标以及男女运动员之间的指标差异和男女运动员不同阶段技术指标与100m成绩的相关性，其目的是加深对轮椅竞速100m项目的运动学特征的认知和了解，为今后我国轮椅竞速运动的训练科学化提供启示和参考。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 研究对象为备战北京残奥会国家轮椅竞速集训队短距离项目的10名男运动员和9名女运动员，他们的基本情况见表1。
研究对象都是通过2007年11月份全国残疾人田径选拔赛进人国家集训队的短距离项目的队员。由于残疾人运动没有运动员水平等级划分，因此这些研究对象基本包括了国内残疾人轮椅竞速短距离项目上运动水平最高的运动员。
1.2 研究方法
1.2.1 测试法 国家队在2008年残奥会前的比赛准备期阶段多次组织内部测试比赛，本研究以2008年3月份100m测试比赛为基础，在此次测试中采用了生物力学录像分析方法来研究运动员在100m全程中不同阶段的运动学技术指标特征。运动阶段划分包括第一个10m(初始加速度段，IAP)、40～60m(途中段，MP)、最后10m(终点段，FP)；分析指标包括不同阶段平均速度、打轮距离、打轮频率、打轮和打轮节奏以及100m的总成绩。测试前进行了充分的休息和热身，以便运动员最大程度的发挥自身的竞技水平。所有运动员都采用美国进口的TOP 10轮椅。
1.2.2 录像拍摄 在田径场地的一个固定跑道上对每个队员轮次进行100m测试，测试前预先在100m跑道地面设立相应的分段标志点，测试时在跑道旁右侧面采用车载DV摄像机跟踪拍摄运动员右侧动作；摄像范围涵盖人和整个轮椅。拍摄时摄像机和轮椅前轮轴尽可能并行；录像拍摄频率为25fps，用SIMI录像解析系统记录轮椅前轮轴通过跑道标志点的时间以计算相应的分段时间，解析频率为50Hz，时间精度为0.02s。
1.2.3 指标计算 轮椅竞速运动中运动员周期性动作特点表现为双手重复击打轮椅的手轮来推动轮椅前进。周期性竞速项目的动作频率和动作位移的乘积为一个周期中的平均位移速度，因此类似于田径径赛项目中的步频和步幅、游泳中的划频和划幅、水上项目中的划频和划距，轮椅运动中一个周期动作中的打轮频率和打轮距离是两个重要的技术指标。周期性动作的另一个重要参数是一个周期中做功相和恢复相的时间结构，通常在周期项目的研究中将做功相时间占整个周期时间的比例称为动作节奏，它为无量纲量；轮椅竞速的周期时间由打轮相和恢复相组成，动作节奏即为运动员一周期中的打轮相时间除于打轮周期，也称为打轮节奏。在本研究中相应阶段的技术指标计算如下：
分段平均速度(AV)：分段距／分段时间(米／秒、m/s)
分段平均打轮频率(sF)：2/2个连续动作周期时间(次数／秒、beats/s)
分段平均打轮距离(sL)：分段平均速度／分段平均打轮频率(米／次、m/beat)
分段平均打轮节奏(SR)：2个连续打轮时间／2个连续动作周期时间
为了获取不同阶段的平均技术指标，相应的计算按同一阶段当中连续2个周期的平均值来代表。打轮时间为右手接触手轮到脱离手轮之间的时间，动作周期时间为右手接触手轮到下一次接触手轮之间的时间。
1.2.4 数据统计 采用多元方差分析方法(MuItivariate ANO－vA)对同性别运动员不同阶段的技术指标进行比较；采用独立样本T检验方法对男女运动员同一阶段的指标进行对应比较；用Pearson相关系数对男女运动员不同阶段各指标与100m成绩进行相关分析；统计过程采用SPSS15.0进行。
2 结果与分析
2.1 同性别运动员不同阶段的技术指标比较
指标AV、SF、SL、SR在同一个阶段构成相关的因变量集，并不相互独立，因此在不同阶段这些指标的比较需要采用多元方差分析方法。选用SPSS15.0通用线性模型(GLM)中的Multi-variate分析模块进行多元方差分析的结果见表2。
从显著性概率来看，无论是男女运动员，阶段这一因素在四种检验方法中，显著性概率都小于0.01，可以认为，男女运动员技术指标集这一多元变量在不同运动阶段是有极显著差异的。图1是不同阶段四个技术指标AV、SF、SL、SR的变化趋势，由于AV、SF、SL、SR的单位不同，所以纵轴没有具体的刻度单位。图1反映出男女运动员在100m的三个阶段中技术指标的变化有相同的规律：即AV和sL在初始加速度段IAP、途中段MP、终点段FP是逐步增加的，而sF和SR在这三个阶段是逐步减小的。
2.2 男女运动员同一阶段技术指标的对应比较 男女运动员相同阶段四个技术指标的对应比较见表3。由于性别导致的个体能力水平不同，男女运动员的AV在三个阶段都有极显著差异，这是可以理解的。在MP和FP阶段的SL有极显著差异，也就是在途中和终点段，女运动员的打轮的效果不如男运动员，而在这两个阶段的sF无显著差异，可以肯定MP和FP阶段男女运动员AV的差异主要是由于男女运动员不同的SL造成的，由于女运动员专项力量的不足，使得在MP和FP阶段相同的sF下轮椅滚动的距离较短，所以MP和FP阶段SL的不同也是男女运动员总成绩差异的原因。打轮节奏在三个阶段男女都无显著差异。
2.3 不同阶段各指标与100m成绩的相关分析 表4为不 同阶段各指标与100m成绩的相关系数与统计检验结果。男运动员在IAP和FP阶段的AV和总成绩有显著负相关；而MP阶段AV和总成绩有极显著负相关；女运动员在三个阶段的AV都和总成绩有极显著负相关；无论男女运动员在三个阶段的SF、SL、SR指标都和总成绩无显著相关。表4不同阶段各指标与100m成绩的相关系数与统计检验
3 讨论
在100m不同的运动阶段，男女运动员四个技术指标AV、SF、SL、SR构成的多元变量集有极显著的差异，也就是说不同的运动阶段具有不同的技术特征，而且男女运动员技术特征指标的变化规律是一致的。初始加速度段IAP、途中段MP、终点段FP中的平均速度AV是增加的，这和田径中的100m不同，这种全程的加速性可能和轮椅器械在运动中的力学性能有关。轮椅从静止到启动后由于运动员采用低姿位以及轮椅本身较低的空气阻力和滚动摩擦力，使得在一个打轮周期的恢复相期间轮椅速度衰减较少，100m全程中周而复始的打轮使得轮椅速度逐步增加。轮椅在一个动作周期中要产生较大的平均速度理论上需要同时增加SF和SL，然而数据结果表明SL在三个阶段是逐步增加的，相反sF在逐步减少，它表明在IAP阶段运动员靠较大的SF使轮椅克服惯性快速启动，而在MP和FP段，运动员主要靠增加SL来提高轮椅速度，既主要依赖于打轮的技术效果，这可能是由于在MP和FP段持续的快速打轮动作会增加身体起伏的次数，降低动作的技术效率，加速能量的消耗以及肌肉的疲劳，而靠增加打轮的力度和功率输出来提高每次动作周期中轮椅滚动的距离SL以维持和增加平均速度是较经济的做法，运动员的这种技术特征可能是运动员在长期的训练中产生的专项适应性的结果，另一方面也提示国家队队员如果在维持SL的基础上提高途中和最后阶段的SF，则成绩还有提高的潜力，这也是国家队队员训练中需要解决的素质和技术训练问题。
一个动作周期中要维持高的SF需要加强上肢肌肉的协调性和灵敏性以加快动作的转换速度；维持高的SL需要在打轮过程中提升运动员上肢鞭打手轮动作的爆发力和功率输出；100m全程则需要运动员周期性的爆发用力，因此，轮椅竞速100m运动员体能素质中的协调性和灵敏性以及运动员持续爆发用力的能力是该项目运动员需要具备的核心能力，这些能力形成了复合的快速力量耐力素质。
SR是运动员一周期中的打轮相时间占动作周期时间的比例，在三个阶段中，无论男女运动员的SR都是逐步减少的。由于SF在三个阶段中是逐步减少的，反过来打轮周期在逐步增加，因此，SR的减少一方面可能是打轮相时间的减少和打轮周期的增加造成的，另外也可能是打轮相时间不变只是打轮周期的增加造成的，具体情况还需进一步分析。
不同阶段男女运动员四个技术指标的横向对比中，女运动员的AV在三个阶段都非常显著的低于男运动员，这种差异是性别决定的。具体分析，在MP和FP阶段女运动员的SL极显著低于男运动员，而这两个阶段男女运动员的sF和SR没有差异，也就是MP和FP阶段男女运动员打轮的外部时间特征没有差别，只是女运动员专项力量不足导致打轮相推动轮椅滚动的距离较少，因此可以肯定MP和FP阶段男女运动员AV的差异就在于男女运动员不同的SL造成的，它也是导致男女运动员100m总成绩差异的主要原因。
无论男女运动员在IAP、MP和FP阶段的AV都和总成绩有显著或极显著负相关，这点和文献的研究结果类似，虽然此文献中是研究了每10m分段AV和总成绩的相关性，而本文中的MP阶段AV是40～60m间的AV，结合两者的研究说明，100m全程中的分段速度影响着总成绩。另外无论男女运动员三个阶段的SF、SL、SR指标都和总成绩无显著相关，也就是说打轮技术细节并不决定总成绩，影响总成绩的因素是打轮周期中轮椅前进的平均速度，这种平均速度可由运动员动作周期中不同的SF和SL组合而成。
4 结论
1)轮椅竞速100m中优秀运动员不同运动阶段具有不同的技术特征，而且男女运动员技术特征指标的变化规律是一致的。2)轮椅竞速100m中优秀运动员AV和sL在IAP、MP、FP阶段是逐步增加的，而sF和SR在这三个阶段是逐步减小的。3)轮椅竞速100m中优秀运动员MP和FP阶段男女运动员AV的差异由男女运动员不同的SL造成的，它也是导致男女运动员总成绩差异的主要原因。4)轮椅竞速100m中优秀运动员在IAP、MP和FP阶段的AV都和总成绩有显著或极显著负相关，而三阶段的技术细节不影响总成绩。