劉虹競(jìng)走關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

敬 艷，劉建國(guó)，蔣純金，黃 鸝，吳佳賢，高 聰

劉虹競(jìng)走關(guān)鍵技術(shù)的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征分析

敬 艷1，2，劉建國(guó)3，蔣純金2，黃 鸝2，吳佳賢4，高 聰5

運(yùn)用文獻(xiàn)資料法、三維定點(diǎn)攝像法、影像解析法等，以劉虹參加2016年全國(guó)競(jìng)走大獎(jiǎng)賽暨奧運(yùn)選拔賽20km比賽的技術(shù)特征為研究對(duì)象，對(duì)其技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行歸納總結(jié)，旨在為其里約奧運(yùn)會(huì)技術(shù)改進(jìn)提供參考。結(jié)果表明：總體來(lái)看劉虹技術(shù)的規(guī)范性、實(shí)效性特征較好。技術(shù)規(guī)范性特征具體表現(xiàn)為其騰空時(shí)限處于模糊騰空時(shí)限內(nèi)，但是最后沖刺階段由于提速導(dǎo)致騰空時(shí)限遠(yuǎn)超過(guò)臨界值。頭頂垂直位移稍偏大，擺動(dòng)腿離地瞬間膝角偏小，垂直膝關(guān)節(jié)角度同樣偏小，且重心移動(dòng)速度越快，其膝角越小，易形成“跑”的動(dòng)作表象。著地技術(shù)符合裁判員判罰的直腿標(biāo)準(zhǔn)，且垂直支撐階段“反弓”動(dòng)作明顯。實(shí)效性特征表現(xiàn)為左、右步長(zhǎng)均有提高，“小步高頻”的中國(guó)技術(shù)風(fēng)有較大改觀；但仍存在左、右不均衡現(xiàn)象。兩大腿夾角偏小，說(shuō)明劉虹向前“送髖”的技術(shù)仍需改進(jìn)。

劉虹；競(jìng)走；關(guān)鍵技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)；里約奧運(yùn)會(huì)

競(jìng)走是一項(xiàng)視技術(shù)為其生命，體能為其基礎(chǔ)的周期性耐力項(xiàng)目，它在我國(guó)田徑史上曾創(chuàng)造過(guò)5個(gè)奧運(yùn)冠軍以及數(shù)次世界冠軍的輝煌戰(zhàn)績(jī)。但是，也曾歷經(jīng)北京奧運(yùn)無(wú)獎(jiǎng)牌等低潮期，總體上我國(guó)競(jìng)走項(xiàng)目在歷代田徑人的努力之下處于起伏中的上升期，尤以北京世錦賽女子競(jìng)走以及里約奧運(yùn)會(huì)男女20公里項(xiàng)目重掌傳統(tǒng)優(yōu)勢(shì)項(xiàng)目之舵令人振奮人心。近年來(lái)中國(guó)女子競(jìng)走尤以劉虹等運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)最為突出，其技術(shù)在歷經(jīng)數(shù)次大賽的磨練后不斷完善。如在2015年西班牙拉科魯尼亞舉行的競(jìng)走挑戰(zhàn)賽中，以1小時(shí)24分38秒的成績(jī)創(chuàng)造新的世界記錄奪得冠軍，且在2015年北京世錦賽上、2016年全國(guó)競(jìng)走大獎(jiǎng)賽暨奧運(yùn)選拔賽以及里約奧運(yùn)會(huì)上勇奪金牌。規(guī)律的探索始于成功經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，對(duì)當(dāng)前我國(guó)女子競(jìng)走最高水平運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)特征進(jìn)行歸納總結(jié)有利于競(jìng)走技術(shù)改進(jìn)規(guī)律的摸索。因此，本研究對(duì)劉虹在2016年全國(guó)競(jìng)走大獎(jiǎng)賽暨奧運(yùn)選拔賽上的技術(shù)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)特征進(jìn)行分析，試圖探索其技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)為其爭(zhēng)取更大的突破以及為中國(guó)競(jìng)走技術(shù)的改進(jìn)提供一定的理論與實(shí)踐參考。

1　研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

以參加2016年全國(guó)競(jìng)走大獎(jiǎng)賽暨奧運(yùn)會(huì)選拔賽女子20km競(jìng)走冠軍獲得者劉虹的全程技術(shù)特征為研究對(duì)象。

1.2研究方法

1.2.1文獻(xiàn)資料法 通過(guò)中國(guó)知網(wǎng)及Web of Science等途徑查詢有關(guān)競(jìng)走技術(shù)動(dòng)作分析的理論資料，并參考運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、以及運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)相關(guān)專著。

1.2.2三維定點(diǎn)攝像法 本研究的數(shù)據(jù)來(lái)源于2016年3月6日黃山競(jìng)走大獎(jiǎng)賽暨奧運(yùn)會(huì)選拔賽，本次比賽拍攝地點(diǎn)在起終點(diǎn)前150m處。使用CASIO EX-FH25攝像機(jī)2臺(tái)，定點(diǎn)拍攝女子20km公路比賽過(guò)程。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況設(shè)定拍攝參數(shù)，現(xiàn)場(chǎng)拍攝機(jī)位圖如圖1所示，一部置于前進(jìn)方向的正前面，另一部置于右側(cè)面，主光軸夾角約70°左右。拍攝頻率為120P／s，曝光時(shí)間1／1000s，右側(cè)前面攝像機(jī)主光軸高度約為1.0m，攝像機(jī)距離拍攝點(diǎn)約為11m，相機(jī)焦距為49mm，正側(cè)面攝像機(jī)主光軸高度約為1.0m，攝像機(jī)距離拍攝點(diǎn)約為9m，相機(jī)焦距為37mm。在錄像范圍內(nèi)標(biāo)定標(biāo)尺如圖1，將標(biāo)定距離設(shè)為運(yùn)動(dòng)員步長(zhǎng)約2倍的2.5m，并在兩端貼點(diǎn)標(biāo)志，每50cm用膠布貼標(biāo)記，盡量減少標(biāo)點(diǎn)的人為誤差，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)軌跡的不確定性將標(biāo)志區(qū)的橫向距離貼至馬路邊沿。貼點(diǎn)所用的材料為雙面膠，優(yōu)點(diǎn)在于粘滯性強(qiáng)，不易脫落，在夏日暴曬后能更好的貼于地面，避免標(biāo)志區(qū)被賽前清潔車消除。這一新的方法可以更加準(zhǔn)確的標(biāo)定運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)路徑，不會(huì)因與錄像機(jī)的遠(yuǎn)近問(wèn)題而產(chǎn)生較大的測(cè)量誤差。并在比賽前、后用愛(ài)捷三維DLT輻射標(biāo)定框架對(duì)研究動(dòng)作范圍進(jìn)行標(biāo)定（見(jiàn)圖1）。為了更為準(zhǔn)確研究身體和髖部運(yùn)動(dòng)軌跡，將X軸與運(yùn)動(dòng)方向平行，Y軸垂直于運(yùn)動(dòng)方向，Z軸垂直于地面。三維坐標(biāo)的設(shè)定：以2-3球?yàn)樽鴺?biāo)原點(diǎn)，以1-3球同原點(diǎn)的連線為X軸，X軸指向運(yùn)動(dòng)方向，Y軸是2-3球射出X軸的垂線，水平面是由1-3球、2-3球、7-3球中心連線構(gòu)成的平面，這三個(gè)球中心距離地面的高度相等，Z軸是由X軸、Y軸構(gòu)成的平面的法線方向；等框架穩(wěn)定后，兩個(gè)攝像機(jī)同時(shí)開啟，由一個(gè)人現(xiàn)場(chǎng)指球，報(bào)告框架8根桿的號(hào)碼，拍攝人員按照順序依次報(bào)號(hào)記錄聲音，以備解析時(shí)辨別，為防止光線影響，用深色方布1塊在2個(gè)機(jī)位的后方遮擋，減少解析時(shí)難度：記錄框架平面簡(jiǎn)圖，以備解析時(shí)對(duì)照位置。

圖1　現(xiàn)場(chǎng)拍攝機(jī)位示意圖Graph 1 Cameras’positions at the scene

1.2.3影像解析法 采用Ariel運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析系統(tǒng)APAS和Dartfish8圖像處理軟件對(duì)拍攝的視頻進(jìn)行定量處理，解析過(guò)程中使用松井秀治人體慣性參數(shù)模型，并依據(jù)研究需要選取21個(gè)關(guān)節(jié)點(diǎn)，采用低通數(shù)字濾波法進(jìn)行平滑，平滑系數(shù)為8-16Hz，獲取運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)詳細(xì)情況。

1.2.4數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 對(duì)獲取的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)利用

Excel軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理和分析，求出各階段技術(shù)動(dòng)作運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。

1.2.5技術(shù)階段的劃分（見(jiàn)圖2）

圖2　劉虹一個(gè)復(fù)步動(dòng)作技術(shù)階段的劃分Graph 2 Liu hong’s techinique phases in one step

1.2.6分析階段的劃分

本次比賽均在公路上進(jìn)行，每圈1km共計(jì)20圈。以往對(duì)競(jìng)走技術(shù)的研究均是選取20km中某1圈中的1個(gè)復(fù)步作為研究對(duì)象，而運(yùn)動(dòng)員比賽全程速度變化幅度大，僅以其中的某1圈作為研究對(duì)象可能不能對(duì)運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)動(dòng)作進(jìn)行全面的分析。因此，根據(jù)本研究需要并結(jié)合劉虹本次比賽的分段速度變化特征，將整個(gè)比賽過(guò)程分為4個(gè)階段：即第1階段為第1-3km、第2階段為第4-12km、第3階段為第13-19km、第4階段為第20km；并對(duì)每個(gè)階段各圈中的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)平均值進(jìn)行分析（見(jiàn)表1、圖3）。

新的個(gè)稅法采用了按年納稅，工資薪金個(gè)稅預(yù)扣預(yù)繳采用了累計(jì)預(yù)扣法，并且還要在年終過(guò)后匯算清繳。收入的忽高忽低，對(duì)全年應(yīng)繳納的個(gè)稅總額不產(chǎn)生任何影響。

表1　劉虹比賽階段劃分一覽表Table 1 Liu Hong’s competitive phases

圖3　劉虹20公里比賽的分段成績(jī)特征Graph 3 The characteristic of Liu hong’ssegmentation performance in the racewalking competition of 20km

2　結(jié)果與分析

2.1競(jìng)走技術(shù)規(guī)范性指標(biāo)特征分析

國(guó)際田聯(lián)最新規(guī)定將競(jìng)走定義為：競(jìng)走時(shí)運(yùn)動(dòng)員用雙腳向前行走的方式保持與地面的接觸，沒(méi)有（人眼）可見(jiàn)的騰空；前腿從腳觸地瞬間至垂直部位應(yīng)該伸直（即膝關(guān)節(jié)不得彎曲）［1］。競(jìng)走技術(shù)規(guī)范性指標(biāo)指的是競(jìng)走技術(shù)應(yīng)該符合競(jìng)走定義以及判罰規(guī)則規(guī)定，因此根據(jù)競(jìng)走的定義及規(guī)則認(rèn)為競(jìng)走規(guī)范性指標(biāo)可以從無(wú)肉眼可見(jiàn)的騰空和特定階段的無(wú)屈膝兩個(gè)方面展開論述。

2.1.1騰空判罰技術(shù)參數(shù)特征分析 裁判員判罰騰空的主要尺度在于騰空時(shí)間、重心垂直位移、頭頂垂直位移等指標(biāo)，而有研究認(rèn)為裁判員肉眼無(wú)法準(zhǔn)確觀察運(yùn)動(dòng)員重心的垂直位移。因此，本研究選取騰空時(shí)間、頭頂垂直位移以及會(huì)給予裁判員騰空視覺(jué)表象的擺動(dòng)腿離地瞬間膝角和垂直膝角對(duì)劉虹的騰空規(guī)范性指標(biāo)進(jìn)行分析。依據(jù)生理學(xué)的實(shí)驗(yàn)，人眼睛成像的時(shí)限需要1／24s的時(shí)間，也就是約0.042s下為最合適的騰空時(shí)限，若超過(guò)0.042s則騰空動(dòng)作將在裁判員眼中成像從而可能導(dǎo)致判罰。國(guó)內(nèi)很多學(xué)者和科研人員將裁判員判罰騰空的時(shí)限分為：0.042s以下為合理騰空時(shí)限，0.042-0.07s為模糊騰空時(shí)限，0.07s以上為犯規(guī)騰空時(shí)限［2］。國(guó)際上有學(xué)者De Angelis and Menchinelli（1992）等人認(rèn)為騰空時(shí)間低于0.04s時(shí)，肉眼難以察覺(jué)［3］。因此，根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究結(jié)果可以認(rèn)為騰空時(shí)限保持在0.04s左右為合理區(qū)間。表2的數(shù)據(jù)顯示本次比賽4個(gè)階段劉虹左腿蹬地和右腿蹬地的騰空時(shí)間均值為0.054s、0.069s；左、右腿蹬地騰空時(shí)限處于模糊騰空時(shí)限內(nèi)，而國(guó)外優(yōu)秀女運(yùn)動(dòng)員的騰空時(shí)間均值為0.053s［4］。劉虹在4個(gè)階段中尤其是最后沖刺階段騰空時(shí)限達(dá)到0.083s，超過(guò)騰空犯規(guī)0.07s的上限，有被判罰的可能且規(guī)則規(guī)定最后100m主裁判有權(quán)取消比賽資格。因此，劉虹應(yīng)該不斷完善技術(shù)，特別是保障最后沖刺階段的技術(shù)規(guī)范性。而在比賽最后階段體能下降明顯的前提條件下，提高保持規(guī)范技術(shù)的能力主要在于日常有氧耐力以及速度訓(xùn)練中加強(qiáng)規(guī)范技術(shù)意識(shí)。

圖4　劉虹第四階段頭頂位移波動(dòng)曲線Graph 4 Curve of Liu Hong’s vertical head motion in phase 4

表2　劉虹騰空技術(shù)的相關(guān)參數(shù)一覽表Table 2 Liu Hong’s flight technique parameters

頭頂垂直位移方面：相關(guān)研究指出競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員頭頂位移在0.03-0.05m之間難以判別［5］。而研究發(fā)現(xiàn)此次比賽4個(gè)階段劉虹的頭頂位移均值達(dá)到0.073m，遠(yuǎn)超過(guò)0.03-0.05m的判別范圍，但是低于國(guó)外優(yōu)秀女子競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員0.10m的頭頂垂直位移［3］。國(guó)外運(yùn)動(dòng)員較短的騰空時(shí)間卻保持較大的頭頂垂直位移，從而能夠保持穩(wěn)定而又較大的步長(zhǎng)，說(shuō)明其動(dòng)作的實(shí)效性好。雖然劉虹的頭頂位移波動(dòng)技術(shù)要優(yōu)于國(guó)外運(yùn)動(dòng)員但與0.03-0.05m的判罰標(biāo)準(zhǔn)差距仍較大，且其較高的騰空時(shí)間，說(shuō)明其在后期的訓(xùn)練中應(yīng)重視以較短的騰空時(shí)間獲得充分的頭頂垂直位移的技術(shù)訓(xùn)練。那么其技術(shù)改進(jìn)的根本是應(yīng)該加強(qiáng)后蹬技術(shù)的訓(xùn)練，保持適宜的后蹬角和后蹬方向。

擺動(dòng)腿離地瞬間的膝角以及垂直支撐階段的膝角能夠從直觀上判斷運(yùn)動(dòng)員是否有“跑”的動(dòng)作表象。有研究指出：離地瞬間膝關(guān)節(jié)角度應(yīng)該在160°以上［6］，劉虹本次比賽擺動(dòng)腿離地瞬間膝角左、右腿蹬地的均值為150.1°、149.1°，與160°差距較大。離地瞬間擺動(dòng)腿膝角小，擺動(dòng)半徑小，前擺幅度小，易造成重心起伏高導(dǎo)致判罰。且垂直支撐階段膝角小，速度越快膝角越小，膝角小容易形成“跑”的動(dòng)作外形，“后撩小腿”現(xiàn)象易發(fā)生。因此，劉虹應(yīng)該在保持?jǐn)[動(dòng)腿大、小腿不要過(guò)分折疊的技術(shù)方面予以重視。

2.1.2屈膝技術(shù)參數(shù)特征分析 規(guī)則規(guī)定：前腿觸地瞬間至垂直部位必須伸直（膝關(guān)節(jié)不能彎曲），也就是膝關(guān)節(jié)角度必須大于180°。而根據(jù)人體解剖生理結(jié)構(gòu)的因素，以及人眼的視覺(jué)效應(yīng)，有研究認(rèn)為只要大于175°就可以認(rèn)為是伸直［7］。表3顯示4個(gè)階段中劉虹著地瞬間膝角以及垂直支撐階段膝角都大于175°，能明顯的觀察到膝關(guān)節(jié)伸直的動(dòng)作表象；且垂直支撐階段劉虹的膝角均大于180°，有明顯的“反弓”動(dòng)作表象。垂直支撐階段“反弓”動(dòng)作表象不僅能給裁判員視覺(jué)滿意感，且從牽張反射性原理出發(fā)，“反弓”動(dòng)作有利于推動(dòng)髖關(guān)節(jié)前移，提高動(dòng)作的實(shí)效性。但是，由于膝關(guān)節(jié)過(guò)度伸展，髕骨一方面受到髕腱向上拉的作用力，另一方面受到髕韌帶向下拉的作用力；導(dǎo)致髕骨向內(nèi)受到更大的應(yīng)力刺激，易引起髕骨損傷。此外，膝關(guān)節(jié)過(guò)度伸直致使脛骨前側(cè)肌群過(guò)度緊張，同樣容易引發(fā)疲勞導(dǎo)致?lián)p傷。因此，在訓(xùn)練中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的競(jìng)走專項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練之后，應(yīng)高度重視膝關(guān)節(jié)和脛骨前側(cè)肌群放松能力的提升。

膝關(guān)節(jié)從著地到垂直支撐階段有伸直的瞬間是不足以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)瞬間還必須有時(shí)間的要求，也就是說(shuō)此動(dòng)作表象仍然要滿足人類眼睛成像的時(shí)限要求。研究表明，膝關(guān)節(jié)在支撐腿著地瞬間至垂直支撐階段保持180°的時(shí)間必須超過(guò)0.07s，這樣才能在裁判員眼里留下垂直的表現(xiàn)［5］。從表3的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：劉虹的左、右腿著地到垂直支撐階段膝角大于180°的時(shí)間均值為0.071s、0.065s；右腿少于左腿，且少于0.070s的臨界值；但是其并沒(méi)有被判罰屈腿犯規(guī)。原因在于：劉虹整體動(dòng)作協(xié)調(diào)、連貫，且隨著競(jìng)走運(yùn)動(dòng)速度的提高導(dǎo)致支撐時(shí)間的縮短是必然趨勢(shì)；因此該指標(biāo)不足以作為判罰屈膝的尺度，應(yīng)該結(jié)合整個(gè)膝關(guān)節(jié)伸直的動(dòng)作時(shí)間整體考慮。研究表明：左、右膝關(guān)節(jié)直腿時(shí)間都大于0.16s，才能給裁判員以直腿的動(dòng)作表象［2］。從表中數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)整個(gè)膝關(guān)節(jié)伸直的動(dòng)作時(shí)間均值為0.185s、0.195s，遠(yuǎn)大于0.160s的臨界值；因此，劉虹在屈膝的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)方面表現(xiàn)良好。

表3　劉虹屈膝技術(shù)的相關(guān)參數(shù)Table 3 Liu Hong’s knee bending technique parameters

2.2競(jìng)走技術(shù)實(shí)效性指標(biāo)特征分析

競(jìng)走技術(shù)的實(shí)效性特征是指運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中以最小的能量消耗在最短的時(shí)間內(nèi)以最規(guī)范的技術(shù)奪取比賽的最終勝利；將其具體化到競(jìng)走技術(shù)指標(biāo)中則表現(xiàn)為競(jìng)走的速度特征。步長(zhǎng)與步頻是決定競(jìng)走成績(jī)的主要因素。步長(zhǎng)與步頻是矛盾的統(tǒng)一體，片面加大步長(zhǎng)將會(huì)減慢步頻，片面加快步頻將會(huì)減小步長(zhǎng)［2］。縱觀歷年來(lái)的競(jìng)走研究資料發(fā)現(xiàn)，多數(shù)研究結(jié)論仍將中國(guó)運(yùn)動(dòng)員界定為“小步高頻”的技術(shù)風(fēng)格。而最新研究成果表明：我國(guó)運(yùn)動(dòng)員一改中國(guó)技術(shù)風(fēng)，從2003-2011年間，中國(guó)優(yōu)秀女子競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員的步長(zhǎng)從 1.02增加到1.08［8］。因此，本研究選取運(yùn)動(dòng)員的重心移動(dòng)速度、步長(zhǎng)、和步頻及其影響因素對(duì)劉虹的競(jìng)走技術(shù)實(shí)效性特征進(jìn)行歸納分析。

表4　劉虹四個(gè)階段的步長(zhǎng)、步頻和重心移動(dòng)速度Table 4 Liu Hong’s step distance，step frequency and gravity movement speed in the 4 phases

表4中為劉虹4個(gè)階段實(shí)效性指標(biāo)的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，步長(zhǎng)指的是運(yùn)動(dòng)員擺動(dòng)腿腳后跟到支撐腿腳后跟之間或者擺動(dòng)腿腳尖到支撐腿腳尖之間的水平距離。從4個(gè)階段來(lái)看劉虹左腿蹬地步長(zhǎng)均值為1.11m，右腿蹬地步長(zhǎng)均值為1.14m，顯然高于2009年無(wú)錫國(guó)際田聯(lián)競(jìng)走挑戰(zhàn)賽上劉虹左腿蹬地1.05m，右腿蹬地1.07m的步長(zhǎng)水平［9］。說(shuō)明我國(guó)女子運(yùn)動(dòng)員“小步”的技術(shù)風(fēng)格已經(jīng)得到改善，但是，4個(gè)階段中左腿蹬地步長(zhǎng)均小于右腿蹬地步長(zhǎng)，說(shuō)明左右腿不均衡現(xiàn)象仍需要進(jìn)一步完善。

步頻是指1s內(nèi)兩腿交替的頻率值。本次比賽劉虹的步頻均值為3.543步／s，步頻從第一階段的3.478步／s增加到最后沖刺階段的3.543步／s；說(shuō)明伴隨著競(jìng)走速度的提高，劉虹步頻和步長(zhǎng)出現(xiàn)雙增高現(xiàn)象，從實(shí)效性特征來(lái)看其為優(yōu)化現(xiàn)象。但是高步頻的技術(shù)風(fēng)格不符合外國(guó)裁判員標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)的視覺(jué)表象易遭判罰，因此最后沖刺階段在絕對(duì)領(lǐng)先的條件下應(yīng)以最符合競(jìng)走定義的規(guī)范性技術(shù)動(dòng)作完成比賽，以免功虧一簣。

重心移動(dòng)速度是指單位時(shí)間內(nèi)1個(gè)復(fù)步的距離。第1階段的重心移動(dòng)速度為3.774m／s，其左右步長(zhǎng)為1.09m、1.08m；到第4階段左右步長(zhǎng)達(dá)到1.23m、1.19m，速度為4.465m／s，在此論證重心移動(dòng)速度是增加是基于步幅的不斷增大的結(jié)論［10］。4個(gè)階段重心移動(dòng)速度均值為4.008m／s，而世界優(yōu)秀女子競(jìng)走運(yùn)動(dòng)員的重心移動(dòng)速度達(dá)到4.11m／s［4］，差距0.102m／s。且劉虹的高移動(dòng)速度尤其是最后沖刺階段還是建立在高步頻的技術(shù)風(fēng)格的基礎(chǔ)之上，步頻受人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)靈活性的影響，神經(jīng)系統(tǒng)易疲勞。對(duì)于競(jìng)走等體能類耐力性項(xiàng)目應(yīng)在節(jié)省化體能的基礎(chǔ)上以最短的時(shí)間完成比賽，因此應(yīng)該根據(jù)自身的關(guān)節(jié)自由度和體能水平建立合理的步長(zhǎng)與步頻比例。

2.2.2實(shí)效性指標(biāo)影響因素特征分析

競(jìng)走屬于徑賽項(xiàng)目，比賽以最少的用時(shí)，并以符合裁判員判罰標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范性技術(shù)動(dòng)作完成比賽為評(píng)價(jià)最終勝利的手段。劉虹本次比賽的步長(zhǎng)與步頻出現(xiàn)雙高現(xiàn)象，尤其是步長(zhǎng)較之以往有大幅度改進(jìn)。因此，根據(jù)研究需要選取后擺距離、前擺距離和騰空距離等線性指標(biāo)以及兩大腿夾角、后蹬角、離地瞬間踝角等角度特征對(duì)其技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行深層次分析。

（1）前擺距離、后擺距離及騰空距離特征。

表5　劉虹競(jìng)走技術(shù)實(shí)效性指標(biāo)影響因素的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)一覽表Table 5 The kinematic parameters of Liu Hong’s walking technique effectiveness factors

單步步長(zhǎng)＝后擺距離+騰空距離+前擺距離+運(yùn)動(dòng)員單腳的長(zhǎng)度。前擺距離是指支撐腿著地瞬間腳后跟與運(yùn)動(dòng)員身體重心投影點(diǎn)的水平距離，后擺距離是指擺動(dòng)腿腳趾離地瞬間腳尖與運(yùn)動(dòng)員身體重心投影點(diǎn)的水平距離，騰空距離指的擺動(dòng)腿腳趾離地瞬間身體重心投影點(diǎn)與支撐腿腳后跟著地瞬間身體重心投影點(diǎn)連線的距離。對(duì)表5的數(shù)據(jù)分析得知：左腿蹬地后擺距離、前擺距離以及騰空距離均值為0.42m、0.25m和0.19m，右腿蹬地后擺距離、前擺距離以及騰空距離均值為0.36m、0.21m和0.29m。左腿蹬地的后擺距離以及前擺距離均大于右腿；說(shuō)明劉虹的右髖后擺放松以及向前“送髖”的技術(shù)仍需改進(jìn)。因步長(zhǎng)距離是由前擺距離、后擺距離和騰空距離決定的。左腿蹬地前擺距離和后擺距離均優(yōu)于右腿蹬地，但是左腿蹬地的步長(zhǎng)卻小于右腿蹬地的步長(zhǎng)；由此左腿蹬地步長(zhǎng)小于右腿蹬地的緣由在于左腿蹬地時(shí)騰空距離小。而由于競(jìng)走定義規(guī)定，前腿觸地瞬間膝關(guān)節(jié)必須伸直，也就是不能彎曲［11］；因此，競(jìng)走運(yùn)動(dòng)的主要?jiǎng)恿?lái)自后腿的蹬伸；那么決定騰空距離的因素主要?dú)w結(jié)于擺動(dòng)腿后蹬力的大小和方向。后蹬角度越大，后蹬產(chǎn)生向上的垂直分力就越大，向前的水平分力就相對(duì)較?。坏呛蟮沤遣⒎窃叫【鸵欢塬@得最大的水平位移，合理范圍的垂直分力能使身體以斜拋的運(yùn)動(dòng)軌跡獲得較大的騰空距離，從而提高步長(zhǎng)距離。因此，為了達(dá)到理想的步長(zhǎng)值，應(yīng)保持適宜的后蹬角度和方向。

（2）后蹬角、離地瞬間踝角、兩大腿夾角特征。

表6　劉虹競(jìng)走技術(shù)實(shí)效性指標(biāo)影響因素的運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)一覽表Table 6 The kinematic parameters of Liu Hong’s walking technical effectiveness factors

后蹬角是指后蹬充分時(shí)支撐點(diǎn)和身體重心的連線與水平面形成的夾角。后蹬階段踝角指腳掌中心點(diǎn)與踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)的連線與踝關(guān)節(jié)中心點(diǎn)和膝關(guān)節(jié)中心的連線所形成的前夾角［12］。相關(guān)研究指出后蹬角度的大小與方向取決于踝關(guān)節(jié)跖屈能力［13］。從表6的數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)擺動(dòng)腿踝角越大，后蹬角度越小。左腿蹬地踝角均值為139.9°，右腿蹬地踝角均值為135.9°；相反，左腿蹬地后蹬角均值為57.3°，右腿蹬地后蹬角均值為58.2°。從理論上來(lái)講踝關(guān)節(jié)跖屈能力越強(qiáng)，后蹬越充分，所產(chǎn)生的水平方向動(dòng)力勢(shì)能就越大，就越有利于步長(zhǎng)的增加。但是，從實(shí)際情況發(fā)現(xiàn)劉虹的左腿踝角大，后蹬角小，但是步長(zhǎng)卻弱于右腿蹬地。再根據(jù)前文的分析發(fā)現(xiàn)左右腿步長(zhǎng)差異的主要原因在于騰空距離差距大，由此再次印證較適宜的后蹬角可以產(chǎn)生較大的垂直分力從而為騰空距離的獲得提供空間。水平分力大理論上具備了足夠的動(dòng)力勢(shì)能，但是可能由于運(yùn)動(dòng)員髖關(guān)節(jié)柔韌性較差導(dǎo)致不足以將這種動(dòng)力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為功傳遞到運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行系統(tǒng)即肌肉從而獲得較大的水平位移。由此說(shuō)明后蹬角度并非越大亦或越小能產(chǎn)生最大的動(dòng)能效應(yīng)，而應(yīng)該是適合個(gè)體解剖學(xué)并結(jié)合力學(xué)原理的最優(yōu)角度才能達(dá)到理想的步長(zhǎng)水平。

兩大腿夾角是指后蹬腿充分蹬伸，擺動(dòng)腿即將著地時(shí)刻身體重心與擺動(dòng)腿腳尖和支撐腿腳跟之間連線形成的夾角。相關(guān)研究指出兩腿夾角不僅是動(dòng)作幅度、步長(zhǎng)距離的限定因素，同時(shí)也是步頻的制約因素。步長(zhǎng)的大小不足以證明動(dòng)作幅度的大小，因?yàn)椴介L(zhǎng)要受身高和下肢長(zhǎng)度限制，兩腿夾角則不受影響，在訓(xùn)練和比賽中兩腿夾角具有重要的指導(dǎo)意義。兩腿夾角過(guò)大，對(duì)肌肉的用力程度要求越高，整體耗時(shí)長(zhǎng)，因此應(yīng)選擇適宜的兩腿夾角［3］。表6中兩腿夾角為支撐腿離地瞬間兩大腿的夾角，左腿蹬地均值為47.13°，右腿蹬地均值為49.43°；小于卡尼斯金娜58.2°的兩腿夾角［3］。從上述數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，左腿蹬地兩大腿夾角小于右腿蹬地，且左腿蹬地步長(zhǎng)小于右腿蹬地，因此，說(shuō)明兩腿夾角幅度越大，髖關(guān)節(jié)的前后轉(zhuǎn)動(dòng)幅度越大，步長(zhǎng)就越大。但是，劉虹兩大腿夾角小于國(guó)外優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員導(dǎo)致步長(zhǎng)差異較大的事實(shí)說(shuō)明其仍需要通過(guò)增大兩大腿夾角來(lái)增加步長(zhǎng)。而兩大腿夾角的增加依賴于髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度、后腿蹬伸幅度以及踝關(guān)節(jié)的跖屈能力。因此，在后期的訓(xùn)練中應(yīng)著重改善髖關(guān)節(jié)的靈活性、保持適宜的后蹬幅度以及提升踝關(guān)節(jié)的柔韌性和力量。

3　結(jié)論與建議

3.1結(jié)論

（1）劉虹左、右腿蹬地騰空時(shí)限處于模糊騰空時(shí)限內(nèi)，但最后沖刺階段騰空時(shí)限遠(yuǎn)超過(guò)臨界值。頭頂垂直位移小于國(guó)外運(yùn)動(dòng)員。擺動(dòng)腿膝角偏小，易造成“跑”的動(dòng)作表象，并形成“后撩小腿”的錯(cuò)誤技術(shù)。著地技術(shù)符合判罰標(biāo)準(zhǔn)，且垂直支撐階段“反弓”動(dòng)作明顯。

（2）劉虹的步長(zhǎng)仍存在左、右不平衡現(xiàn)象，小步高頻的技術(shù)風(fēng)格有所改善。重心移動(dòng)速度的增加是伴隨著步幅和步頻的雙增加形成的。

（3）劉虹左、右腿后蹬步長(zhǎng)不平衡主要原因在于騰空距離的差距大；且劉虹的兩大腿夾角偏小，因此向前“送髖”技術(shù)仍需改進(jìn)。

3.2建議

（1）在訓(xùn)練中經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的競(jìng)走專項(xiàng)技術(shù)訓(xùn)練之后，應(yīng)高度重視膝關(guān)節(jié)和脛骨前側(cè)肌群放松能力的提升。

（2）在后期速度訓(xùn)練中應(yīng)注意提升保持規(guī)范技術(shù)的能力。

（3）在后期的技術(shù)訓(xùn)練中應(yīng)提高其蹬伸結(jié)束后擺動(dòng)腿的放松能力。

（4）建議后期訓(xùn)練中應(yīng)從髖關(guān)節(jié)的靈活性、柔韌性等方面入手逐步使其技術(shù)趨于完美。

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By way of literature review，three dimensional photography，video analysis，the present paper studies the technical features of Liu Hong’s 20km race walking in the 2016 National Race Walking Grand Prix and Olympic Qualification Competition in the hope of providing reference for athletes’competition in the Rio Olympic Games.The results show that Liu Hong’s techniques are standard and effective on the whole.Her techniques have the following features：her flight time span is within the fuzzy time limit，while her flight time at the sprint stage is far over the threshold value as a result of accelerating.Her head’s vertical motion is large，and both her knee angle and vertical knee joint angle are small while her swing leg is off the ground.The faster her center of gravity moves，the smaller her knee angle is.This makes her walking look more like“running”.Her landing technique meets the straight leg standard，and her“reverse bow”act during the vertical supporting phase is obvious.The effectiveness of Liu Hong’s techniques is as following：both her left and right step distance increase，it greatly changes the traditional style of“small step and high frequency”；but the left-andright imbalance remains unchanged.The angle between the thighs is small，indicating that Liu Hong’s technique for hip propulsion is yet to be improved.

（編輯 孫君志）

Analysis on the Kinematic Features of Liu Hong's Key Techniques for Race Walking

JING Yan1，2，LIU Jianguo3，JIANG Chunjin2，HUANG Li2，WU Jiaxian4，GAO Cong5

Liu Hong；Race Walking；Key Techniques；Kinematics；The Rio Olympics

G821 Document code：A Article ID：1001-9154（2016）06-0037-07

G821

A

1001-9154（2016）06-0037-07

10.15942／j.jcsu.2016.06.00

國(guó)家體育總局奧運(yùn)科技攻關(guān)課題（2016HT083）。

敬艷，北京體育大學(xué)在讀博士研究生，研究方向：體育教育訓(xùn)練學(xué)；E-mail：15616677546＠163.com。

劉建國(guó)，研究方向：田徑技術(shù)教學(xué)與訓(xùn)練。E-mail：2471220324＠qq.com。

1.北京體育大學(xué)研究生院，北京100084；2.湖南工學(xué)院體育教學(xué)部，湖南 衡陽(yáng) 421002；3.武漢體育學(xué)院田徑教研室，武漢430079；4.武漢音樂(lè)學(xué)院公共基礎(chǔ)課部，武漢430060；5.西安體育學(xué)院研究生部，西安710000 1.GraduateSchoolofBeijingsportsuniversity，Beijing 100084；2.Sports Department of Hunan Institute of Technology，Hengyang Hunan 421002；3.Teaching Research Sect of Track and Field，Wuhan Sports University，Wuhan Hubei 430079；4.Public Basic Course Department of Wuhan Conservatory of Music，Wuhan Hubei 430060；5.Graduate Department of Xi’an physical Education University，Xi’an Shanxi 710000

2016-04-09

2016-08-04