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研究目的:随着奥运攀岩项目的推广与发展,我国在竞技比赛和商业开发上均取得了巨大进步,速度攀岩已成为中国竞技体育的新亮点,但整体上与世界攀岩强国相比,实力仍有差距。2024年巴黎奥运会已将速度攀岩设为单独比赛项目,使其具有更广泛的全球影响力,国际间竞争也更加激烈。速度攀岩是克服重力垂直向上快速攀登的短距离、短时间、大强度、技术动作多变、速度力量型竞技项目。在提炼项目技术特征基础上,明确关键技术动作,针对性开展肌电特征研究,指导专项力量训练,是提高比赛成绩的重要途径;此外速度攀岩比赛的多轮次、淘汰赛制和多变的技术动作导致运动员失误频发,对比赛成绩影响较大。然而,目前速度攀岩技术特征以及失误特征、关键技术动作及其肌电特征尚不明确。因此,本研究旨在:(1)探讨速度攀岩高水平运动员比赛中触点特征、出发动作时间、分段速度、失误发生率、失误后胜赛率和失误段落特征以及我国运动员的优势与不足;(2)筛选男子与女子速度攀岩高水平运动员的关键技术动作指标;(3)探究我国男子与女子速度攀岩高水平运动员比赛关键段落肌电特征。研究方法:本研究共开展三个研究。研究一:建立速度攀岩国际标准赛道技术分析模型,基于367个高水平运动员比赛视频样本,采用二维运动学分析法,探讨高水平运动员比赛出发动作时间、触点特征、速度变化以及失误特征,并进行国内外运动员间对比分析。研究二:基于速度攀岩技术动作指标库和数据库,选取无失误比赛视频样本的部分技术动作指标,基于Python(3.9.8)构建男子和女子运动员随机森林(RF)和极限梯度提升算法(XGBoost)回归模型,使用均方根误差(RMSE)和模型预测准确度(r~2)评价模型性能,使用scikit–learn包中包含的特征重要性函数集成包进行指标重要性排序,由高至低选取相对重要性之和达到0.90的指标纳入分析,并对比分析关键段落的关键触点特征指标的左右侧肢体间和国内外运动员间差异。研究三:招募男子与女子各10名速度攀岩高水平运动员,采用Xsens MVN Link惯性三维运动捕捉系统、Sony高速摄像机和Noraxon表面肌电测试仪同步采集比赛关键段落运动学和表面肌电(双侧的指浅屈肌、肱二头肌、肱三头肌长头、背阔肌、臀大肌、股外侧肌、胫骨前肌、腓肠肌内侧头)参数,进行肌肉贡献率、肌肉激活水平和共激活指数的左右侧肢体间和段落间差异性检验。采用配对样本t检验(数据正态或近似正态分布)和Wilcoxon符号轶检验(数据严重偏态分布)进行指标组内差异性检验;采用独立样本t检验(数据正态或近似正态分布)和Mann-Whitney U检验(数据严重偏态分布)进行指标组间差异性检验。显著性水平设为0.05。研究结果:(1)男子与女子运动员出发动作时间与比赛用时相关系数分别为0.24与0.23(Ps<0.05),触点特征指标在左右侧肢体间存在显著且一致的差异(Ps<0.05),与同性别的国外运动员相比,国内运动员触点个数较少、触点时间较长、动作频率较低(Ps<0.05)。所有运动员比赛速度均历经“加速—减速—加速—减速—再加速”过程,但具体加减速段落和Vmax阶段有所不同;与同性别的国外运动员相比,国内运动员在加速、Vmax和速度保持阶段均有分段速度劣势段落(Ps<0.05),在相对速度方面,国内男子运动员起攀节奏较慢,加速节奏变化剧烈,10—11号点段落具有节奏优势,国内女子运动员加速节奏较快,速度保持阶段节奏较慢,20—ZD段落具有节奏优势(Ps<0.05)。总体样本的失误后胜赛率仅有15.91%,与同性别的国外运动员相比,国内男子运动员的失误次数发生率和失误后胜赛率相对较高,国内女子运动员失误次数发生率略低,但失误后胜赛率大幅低于国外女子运动员;国内运动员在加速阶段的失误风险高于速度保持阶段,国外运动员则有相反的表现。(2)男子运动员的RF和XGBoost模型RMSE分别为0.224与0.265,r~2分别0.765与0.686;关键技术动作指标为:左手触点时间总和、右手动作频率、右手触点时间总和、3—6号点段落速度、左脚动作频率、右脚触点时间总和、11—13号点段落速度、13—18号点段落速度、8—10号点段落速度、左脚触点时间总和、左手触点个数和右脚动作频率。女子运动员的RF和XGBoost模型RMSE分别为0.066与0.055,r~2分别为0.846与0.887;关键技术动作指标为:左手触点时间总和、右手触点时间总和、右手动作频率、左脚动作频率、左脚触点时间总和、8—10号点段落速度、右脚触点时间总和、10—11号点段落速度和13—18号点段落速度。(3)男子运动员:在3—6和8—10号点段落,上肢肌肉和背阔肌的贡献率高于下肢肌肉,肌肉贡献率的左右侧肢体间和段落间差异在上肢、背阔肌和下肢肌肉均有发现(Ps<0.05),但肌肉激活程度的左右侧肢体间和段落间差异仅在上肢肌肉、背阔肌和左侧臀大肌被发现(Ps<0.05)。在3—6号点段落左侧肘关节和踝关节、右侧肘关节和踝关节共激活指数分别为0.93±0.21、1.33±0.14、0.72±0.10、2.08±0.59,在8—10号点段落左侧肘关节和踝关节、右侧肘关节和踝关节共激活指数分别为0.83±0.22、1.73±0.37、0.59±0.15、1.05±0.25,且存在左右侧肢体间和段落间显著性差异(Ps<0.05)。女子运动员:在8—10和13—18号点段落,上肢肌肉和臀大肌的贡献率高于下肢肌肉,贡献率的左右侧肢体间和段落间差异在上肢和下肢肌肉均有发现(Ps<0.05),但肌肉激活程度的左右侧肢体间和段落间差异仅在上肢肌肉和背阔肌被发现(Ps<0.05)。在8—10号点段落左侧肘关节和踝关节、右侧肘关节和踝关节共激活指数分别为0.58±0.23、1.89±0.43、0.19±0.05、0.90±0.28,在13—18号点段落左侧肘关节和踝关节、右侧肘关节和踝关节共激活指数分别为0.43±0.09、1.57±0.25、0.37±0.10、1.64±0.13,且存在左右侧肢体间和段落间显著性差异(Ps<0.05)。研究结论:(1)速度攀岩是一项出发动作时间与比赛成绩具有低度相关关系、左右侧肢体进行非对称性运动、国内外运动员触点特征差异明显、比赛速度波动剧烈、受失误影响较大的运动。国内男子和女子运动员分别在10—11和20—ZD段落具有节奏优势,同时,国内运动员失误后快速调整能力表现优异。起攀—加速节奏不合理、Vmax和速度保持能力较低是造成国内运动员全程多个段落速度劣势的重要原因,失误较早、较多也是影响国内运动员比赛成绩的重要因素。(2)上肢技术动作指标(触点时间总和与动作频率)对比赛成绩影响力高于下肢技术动作指标,触点个数对比赛成绩影响力不高,男子与女子运动员首要制胜段落分别为3—6与8—10号点段落。(3)上肢肌肉贡献率高于下肢,且激活程度的变异性也高于下肢;男子运动员的背阔肌和女子运动员的臀大肌也有较高的贡献率;肘关节是以肱二头肌为主导的激活模式,踝关节是以胫骨前肌为主导的激活模式,协调运动方式存在左右侧肢体间和段落间差异。