雷达测量方法在女子田径运动员短跑表现中的可靠性

《Journal of Sports Sciences》：Reliability of radar-derived measures of sprint performance in female field sport athletes

女性场地运动运动员短跑性能及力-速度-功率变量可靠性研究。通过两次40米冲刺测试，发现分时有良好绝对可靠性（CV=0.91-2.17%），FvP变量相对可靠性差异较大（ICC=0.15-0.98）。最大功率（PMAX）与0-30米分时强相关（r=-0.95），而功率输出在最大速度相位（PVMAX）与20-40米完成时间（CTMVP）中度相关（r=-0.69）。建议优先采用单日最佳试验进行性能监测，并针对加速与最大速度阶段设计差异化干预方案。

　　本研究旨在探讨雷达技术在评估女性场地运动运动员短距离冲刺表现及力-速度-功率（FvP）机械变量的可靠性方面的作用。通过使用雷达设备，研究者对23名年龄在15至35岁之间的女性橄榄球联盟和场地曲棍球运动员进行了两次40米冲刺测试，分别在两天内完成。研究结果显示，这些测量指标在跨天的绝对可靠性方面表现良好，而相对可靠性则在不同变量间存在差异。研究还揭示了冲刺分段时间与FvP变量之间的相关性，为理解女性运动员的冲刺机制提供了新的视角。

### 研究背景与意义

在体育科学领域，准确评估运动员的冲刺表现对于制定训练计划、监测训练效果以及识别潜在的运动能力提升至关重要。雷达技术作为一种非接触式的测量手段，已被广泛用于评估冲刺表现和相关机械变量，如力、速度和功率。然而，大多数关于雷达技术可靠性的研究主要集中在男性运动员群体，针对女性运动员的研究相对较少。这使得研究人员和教练员在使用雷达技术进行女性运动员评估时缺乏足够的数据支持。

此外，女性运动员在短距离冲刺表现上与男性存在差异，特别是在40米和30-40米分段时间上。然而，目前尚不清楚这些差异是否也影响雷达技术测量的FvP变量的可靠性。因此，本研究聚焦于女性运动员，特别是成年和晚期青少年群体，旨在填补这一研究空白。通过分析雷达测量数据，研究者能够更全面地了解女性运动员在不同冲刺阶段的表现特征，从而为运动训练和恢复提供科学依据。

### 方法与数据收集

为了确保数据的准确性和可靠性，研究者采用了一种系统的方法。首先，他们从国家和州级发展曲棍球队伍以及女子国家橄榄球联盟（NRLW）俱乐部及其人才发展学院招募了23名女性运动员。在研究开始前，所有参与者都完成了初步的健康和运动能力筛查，以确保他们符合研究的参与条件。此外，参与者在测试前进行了为期三周的熟悉期，以适应测试环境和流程。

测试过程中，参与者在相同的户外场地进行两次40米冲刺，分别在两天内完成。每次冲刺均采用雷达设备进行测量，记录冲刺过程中的速度变化数据。研究者使用了Stalker ATS II雷达设备，其测量频率为46.9Hz，能够提供高精度的速度数据。所有数据均通过软件进行处理，去除不相关的部分，并进行数据平滑处理，以减少测量误差。

在数据分析方面，研究者使用了多种统计方法，包括系数变异率（CV）、组内相关系数（ICC）、标准误差（SEM）和最小可检测变化（MDC）。这些指标能够全面评估测量的绝对可靠性和相对可靠性。此外，研究者还计算了均方根误差（RMSE）和归一化均方根误差（RMSE_N），以衡量模型拟合数据的准确性。

### 结果与分析

研究结果显示，所有冲刺分段时间的绝对可靠性均达到可接受水平，CV值在0.91%至2.17%之间。相对可靠性方面，不同变量的表现有所不同。例如，最大功率输出（P_MAX W/kg）与0-30米冲刺分段时间（r = -0.95）表现出较强的负相关，而最大速度阶段完成时间（CT_MVP）则与P_MAX（W/kg）呈现中等程度的负相关（r = -0.69），但与最大速度时的功率输出（P_VMAX W/kg）相关性更强（r = -0.83）。这表明，P_VMAX在评估最大速度阶段的表现时具有更高的预测价值。

此外，研究还发现，V_MAX（m/s）和V_0（m/s）与冲刺分段时间和最大速度阶段完成时间的相关性较强，特别是在较长距离的冲刺中。这意味着，这些变量在评估运动员冲刺能力时具有重要的参考价值。然而，某些变量如F_0（N/kg）和S_Fv（m/s）在较短距离的冲刺中表现出较低的可靠性，这可能与测量设备的特性以及运动员的起跑姿势有关。

### 讨论与应用

本研究的结果表明，雷达技术在评估女性运动员的短距离冲刺表现和FvP变量方面是可靠的，尤其是在跨天测试中。这一发现为教练员和研究人员提供了重要的参考，使他们能够在实际训练和比赛中使用雷达技术进行更准确的评估。同时，研究还揭示了不同FvP变量与冲刺阶段之间的关系，为制定针对性的训练计划提供了科学依据。

例如，P_MAX（W/kg）在加速阶段（0-20米）与冲刺表现密切相关，而P_VMAX（W/kg）则在最大速度阶段（20-40米）表现出更强的关联性。这表明，在训练中应针对不同冲刺阶段进行不同的干预措施。例如，提高P_MAX可能有助于提升加速能力，而提高P_VMAX可能对最大速度阶段的冲刺表现有更大帮助。

此外，研究还指出，雷达记录的速度数据存在一定的波动性，这可能是由于运动员在起跑时的身体姿势变化所致。因此，在数据处理过程中，研究者采用了数据平滑技术，以减少测量误差。然而，这种平滑处理可能会低估实际的加速和速度表现，因此需要在数据解释时加以考虑。

### 局限性与未来研究方向

尽管本研究取得了一定的成果，但仍存在一些局限性。首先，雷达记录的速度数据经过平滑处理，这可能会影响对实际表现的准确评估。其次，所有测试均在无风或轻风条件下进行，这可能限制了研究结果的普遍适用性。未来的研究可以考虑在不同天气条件下进行测试，以评估环境因素对冲刺表现和FvP变量的影响。

此外，本研究主要关注了女性运动员的冲刺表现，但尚未涉及其他运动类型或不同年龄层的运动员。因此，未来的研究可以进一步扩展样本范围，包括不同运动项目和年龄段的女性运动员，以更全面地了解雷达技术在女性运动员评估中的应用效果。

### 结论

本研究证实了雷达技术在评估女性运动员短距离冲刺表现和FvP变量方面的可靠性。通过分析不同冲刺阶段与FvP变量之间的关系，研究者为女性运动员的训练和评估提供了新的视角。研究结果表明，使用最快的一次冲刺数据作为评估依据是可行的，而P_MAX（W/kg）和P_VMAX（W/kg）在不同冲刺阶段具有重要的参考价值。这些发现不仅有助于提升女性运动员的训练效果，也为运动科学领域的进一步研究提供了基础。