劉俞宏

（山東省體育科學(xué)研究中心，山東 濟(jì)南250001）

體質(zhì)健康是促進(jìn)人的全面發(fā)展的必然需求， 是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的根本目的和重要目標(biāo)。 習(xí)近平總書記曾指出 “人民身體健康是全面建成小康社會(huì)的重要基礎(chǔ)， 要始終把廣大人民群眾健康安全擺在首要位置”，同時(shí)強(qiáng)調(diào)沒有全民健康就沒有全面小康， 以全民健康來促進(jìn)全面小康是實(shí)現(xiàn)中國(guó)夢(mèng)的重要支撐。 灰色系統(tǒng)理論是1982 年由中國(guó)學(xué)者鄧聚龍教授創(chuàng)立，該理論以 “部分信息已知，部分信息未知” 的 “小數(shù)據(jù)”“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對(duì)象，主要通過對(duì) “部分” 已知信息的挖掘，提取有價(jià)值的信息，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控［1］。 1986 年灰色系統(tǒng)理論這一名詞首次出現(xiàn)在體育科研領(lǐng)域［2］，1987 年即被應(yīng)用到群眾體質(zhì)研究中，已有30 多年的時(shí)間，雖然有關(guān)國(guó)民體質(zhì)研究運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論比較早，但目前為止應(yīng)用仍不是非常廣泛。 基于此，本研究對(duì)我國(guó)灰色理論在國(guó)民體質(zhì)方面的文獻(xiàn)進(jìn)行了綜述， 對(duì)灰色理論在國(guó)民體質(zhì)研究領(lǐng)域的未來趨勢(shì)進(jìn)行了展望。 同時(shí)本文也為全民健康疾病預(yù)防等方面提供參考， 為全民健身政策的制定提供更科學(xué)的依據(jù)。

1 灰色預(yù)測(cè)模型在體質(zhì)研究方面的應(yīng)用

古語(yǔ) “凡事預(yù)則立、不預(yù)則廢”，灰色系統(tǒng)中的預(yù)測(cè)模型在體質(zhì)研究應(yīng)用中占據(jù)著非常大的比例。 灰色系統(tǒng)預(yù)測(cè)模型是指通過原始數(shù)據(jù)的處理和灰色模型的建立，挖掘、發(fā)現(xiàn)、掌握系統(tǒng)演化規(guī)律，對(duì)系統(tǒng)的未來狀態(tài)做出科學(xué)的定量預(yù)測(cè)。 對(duì)于體質(zhì)，以往的研究基本上都是數(shù)列預(yù)測(cè)，即對(duì)未來的取值進(jìn)行預(yù)測(cè)，采用的是GM（1,1）數(shù)列預(yù)測(cè)模型。 比如1987 年婁光大以湖南市17 歲女生1981～1986 年身高數(shù)據(jù)為例，預(yù)測(cè)1987～2000 年湖南市17 歲女生的身高，認(rèn)為這一模型可以應(yīng)用于其他的體質(zhì)調(diào)研數(shù)據(jù)中， 從而對(duì)未來人口質(zhì)量的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析［3］。 喜悅在 2015 年以 1995～2010 年全國(guó)學(xué)生體質(zhì)調(diào)研數(shù)據(jù)中維吾爾族、朝鮮族、回族、藏族、壯族5 類少數(shù)民族7～17 歲學(xué)生為研究對(duì)象，選取速度素質(zhì)、耐力素質(zhì)、肌肉力量素質(zhì)、柔韌性、肺活量等身體素質(zhì)的相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行分析和灰色預(yù)測(cè)，得出了未來10 年的5 類少數(shù)民族學(xué)生身體素質(zhì)的預(yù)測(cè)值和變化情況， 并以此給出建議如何提高少數(shù)民族學(xué)生的生長(zhǎng)發(fā)育水平［4］。 許良在 2006 年以 1979、1985、1995、2000 年的7～18 歲兒童青少年體質(zhì)調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)全國(guó)城市青少兒身高、 體重和胸圍生長(zhǎng)發(fā)育趨勢(shì)進(jìn)行灰色預(yù)測(cè)， 得出來未來10年全國(guó)城市青少兒身高、 體重和胸圍生長(zhǎng)發(fā)育的期望模型及其預(yù)測(cè)值［5］。劉尚紅等在 2018 年以 1985、1995、2000、2005、2010、2014 年共6 年的寧夏地區(qū)全國(guó)學(xué)生體質(zhì)與健康調(diào)研的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，采用派生指標(biāo)BMI 進(jìn)行預(yù)測(cè)未來10 年寧夏地區(qū)兒童青少年的肥胖率［6］。

上述文獻(xiàn)中灰色系統(tǒng)在體質(zhì)研究上的應(yīng)用有以下主要特點(diǎn)：1）集中于對(duì)兒童青少年體質(zhì)方面的灰色預(yù)測(cè)研究。 究其原因， 一方面預(yù)測(cè)兒童青少年的生長(zhǎng)發(fā)育變化主要用于科學(xué)選材，為未來的競(jìng)技體育提供優(yōu)秀人才；另一方面兒童青少年的生長(zhǎng)發(fā)育在一定程度上能夠體現(xiàn)一個(gè)國(guó)家和地區(qū)的政治、經(jīng)濟(jì)、文化等各個(gè)方面的綜合實(shí)力水平。 而且自建國(guó)以來，國(guó)家基本每5 年一次的全國(guó)學(xué)生體質(zhì)調(diào)研也為兒童青少年體質(zhì)灰色預(yù)測(cè)研究方面提供了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 2）這些研究中灰色預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用沒有考慮預(yù)測(cè)精準(zhǔn)度，GM（1,1）基本預(yù)測(cè)模型的穩(wěn)定性一直是眾多學(xué)者探討的問題之一， 該模型具有一定的適用范圍，在做長(zhǎng)期預(yù)測(cè)時(shí)存在較大的誤差。 3）大部分研究只是對(duì)體質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)的重復(fù)應(yīng)用，比較淺顯，沒有深層的分析研究問題。

謝彬在 2000 年以 1979、1985、1995、2000 年的 19～22 歲的大學(xué)生為研究對(duì)象，采用灰色控制理論中的GM（1，1）模型對(duì)男女大學(xué)生分別進(jìn)行體質(zhì)預(yù)測(cè)， 提出未來2～3 年內(nèi)湖北學(xué)生體質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)， 并認(rèn)為通過灰色系統(tǒng)得出的數(shù)值不一定與未來的實(shí)測(cè)值完全一致， 但是預(yù)測(cè)值所表達(dá)出來的是各項(xiàng)指標(biāo)按計(jì)算年代的實(shí)際狀況來反映在未來的一段時(shí)期內(nèi)可能發(fā)展及變化的一種趨勢(shì)， 是一種符合發(fā)展趨勢(shì)的可用于實(shí)際預(yù)測(cè)的理想建模分析方法， 運(yùn)用該方法進(jìn)行體質(zhì)發(fā)展趨勢(shì)的研究是可行的，具有實(shí)際研究意義［7］。 齊雷濤在 2013 年將 2003～2011 年濰坊某醫(yī)學(xué)院在校大學(xué)生的體檢數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)， 運(yùn)動(dòng)灰色理論模型預(yù)測(cè)研究未來2 年大學(xué)生BMI 數(shù)值，并與2012年的實(shí)測(cè)值對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)，預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值相比誤差遠(yuǎn)小于正常誤差范圍，模型理想，預(yù)測(cè)效果非常好［8］。 田應(yīng)娟在2016年以 1985、1990、1995、2000、2005、2010 年 6 年的全國(guó)學(xué)生體質(zhì)調(diào)研數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論GM（1,1）模型預(yù)測(cè)研究7～18 歲哈尼族學(xué)生未來10 年的身體形態(tài)， 并將預(yù)測(cè)的2015 年數(shù)值與2015 年實(shí)際調(diào)研的數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，研究發(fā)現(xiàn)雖然存在抽樣誤差，操作誤差，計(jì)算誤差等多方面的原因，導(dǎo)致了預(yù)測(cè)值與實(shí)際值沒有完全相等的， 但是預(yù)測(cè)值與實(shí)際值差距并不明顯，在統(tǒng)計(jì)學(xué)上是允許存在的，因此認(rèn)為灰色預(yù)測(cè)模型得出的數(shù)據(jù)有一定指導(dǎo)意義［9］。張藝宏、王梅等在2017 年發(fā)表的2000～2014 年老年人形態(tài)變化及灰色預(yù)測(cè)研究中采用灰色系統(tǒng)理論對(duì) 2000 年、2005 年、2010 年和 2014 年國(guó)家國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)的60～69 歲老年人數(shù)據(jù)，建立形態(tài)指標(biāo)GM（1,1）四數(shù)據(jù)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)2019 年、2024 年老年人的形態(tài)指標(biāo)變化［10］。涂景春、江崇民等在2016 年基于灰色模型的我國(guó)城鎮(zhèn)老年人體質(zhì)定量預(yù)測(cè)研究中，2000 年、2005 年、2010 年、2014 年國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中將2014 年數(shù)據(jù)進(jìn)行差值法把2014 年的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到2015 年，從而滿足等時(shí)距的建模要求，建立離散灰色EGM 預(yù)測(cè)模型，并且采用均方差比值、小誤差概率和平均相對(duì)精度對(duì)預(yù)測(cè)精度進(jìn)行綜合檢驗(yàn)，預(yù)測(cè)等級(jí)為良好以上［11］。

從上述文獻(xiàn)灰色預(yù)測(cè)模型的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)：1）2000 年以后灰色預(yù)測(cè)在全民健身中的研究對(duì)象不再僅限于兒童青少年，逐漸拓展到大學(xué)生、老年人等，研究對(duì)象的拓展可以更全面底下分析掌握全民體質(zhì)狀況。 2）研究方法上學(xué)者們逐漸認(rèn)識(shí)到了GM（1,1）模型的局限性，研究中不僅僅對(duì)未來的取值進(jìn)行預(yù)測(cè)，同時(shí)也考慮到了GM（1,1）模型預(yù)測(cè)可能存在偏差，有的將預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值進(jìn)行對(duì)比，來檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏?zhǔn)確性，有的將GM（1,1）模型進(jìn)行修正后應(yīng)用，有的開始引入劉思峰、謝乃明在2006 年提出的離散灰色模型DGM（1，1）模型，該模型對(duì) GM（1,1）模型進(jìn)行了改進(jìn)。

2 灰色關(guān)聯(lián)分析模型在全民健身方面的應(yīng)用

灰色關(guān)聯(lián)方分析方法彌補(bǔ)了數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行系統(tǒng)分析所導(dǎo)致的缺憾， 它對(duì)樣本量的多少和樣本有無明顯規(guī)律都同樣適用， 基本思路是通過線性插值的方法將系統(tǒng)因素的離散行為觀測(cè)值轉(zhuǎn)化為分段連續(xù)的折線， 進(jìn)而根據(jù)折線的幾何特征構(gòu)造測(cè)度關(guān)聯(lián)程度的模型，折線幾何形狀越接近，相應(yīng)序列之間的關(guān)聯(lián)度就越大，反之越?。?］。在全民健身方面，許多學(xué)者也圍繞灰色關(guān)聯(lián)分析模型的構(gòu)造和性質(zhì)進(jìn)行了有益探索，取得了不少有價(jià)值的成果。

林宇、周慧在2009 年用灰色關(guān)聯(lián)分析法探討影響威海市成年人的體質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度， 分析了各指標(biāo)對(duì)體質(zhì)狀況影響的主次關(guān)系， 認(rèn)為應(yīng)當(dāng)以此選擇合理的鍛煉項(xiàng)目和鍛煉方式來提高體質(zhì)［12］。2000 年，羅麗等人用關(guān)聯(lián)分析方法對(duì)全國(guó)漢族城市7～22 歲男性學(xué)生的身體形態(tài)機(jī)能各指標(biāo)與身體素質(zhì)各指標(biāo)關(guān)聯(lián)分析， 研究發(fā)現(xiàn)形態(tài)機(jī)能素質(zhì)各指標(biāo)之間是相互作用的，且不同指標(biāo)之間的相關(guān)程度是有差異的，且相同指標(biāo)間不同年齡組關(guān)聯(lián)度不同， 因此在進(jìn)行體育鍛煉時(shí)要因人而異，更加個(gè)性化的鍛煉更為有效［13］。 周智聰在 2019 年對(duì)鄭州黃河護(hù)理職業(yè)學(xué)院2015 級(jí)和2016 級(jí)在校大學(xué)生為研究對(duì)象，將學(xué)生體質(zhì)的身體形態(tài)、機(jī)能指標(biāo)、素質(zhì)指標(biāo)與體質(zhì)健康綜合評(píng)分進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析，找出影響綜合得分的主要因素，從而找到有針對(duì)性的鍛煉方式，促進(jìn)學(xué)生健康成長(zhǎng)［14］。 翁曉雨等在2019 年對(duì)安徽某高校大學(xué)生的引體向上與其他的素質(zhì)測(cè)試指標(biāo)進(jìn)行灰色關(guān)聯(lián)分析， 同時(shí)用皮爾遜相關(guān)分析進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)二者得出的結(jié)論基本是一致的，在數(shù)據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析要求更低，操作更為簡(jiǎn)潔，實(shí)際應(yīng)用中更為有效［15］。 劉喜玲、陳留強(qiáng)在2016 年發(fā)表的大學(xué)生體質(zhì)健康綜合評(píng)定的灰色關(guān)聯(lián)研究中以中原工學(xué)院信息商務(wù)學(xué)院大學(xué)生體質(zhì)健康測(cè)試的身體形態(tài)、 身體機(jī)能和身體素質(zhì)的指標(biāo)和體質(zhì)健康綜合評(píng)定的關(guān)聯(lián)度來判斷指標(biāo)對(duì)健康綜合評(píng)定的影響， 并為該學(xué)院學(xué)生體質(zhì)發(fā)展提供建議［16］。

從上述文獻(xiàn)中我們可以看出， 灰色關(guān)聯(lián)模在全民健身方面的應(yīng)用主要集中2000 年以后，并且研究?jī)?nèi)容主要是在體質(zhì)綜合評(píng)定和身體形態(tài)、機(jī)能、素質(zhì)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度上做研究，沒有更為深入的探討研究，都是點(diǎn)關(guān)聯(lián)的分析模型，沒有基于整體或者全局視角的綜合關(guān)聯(lián)模型。 研究對(duì)象也比較單一，基本都集中在大學(xué)生體質(zhì)研究。

3 灰色系統(tǒng)在全民健身領(lǐng)域應(yīng)用中存在的主要問題及在前景分析

從以上綜述可以得出，灰色系統(tǒng)自1982 年提出受到國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界的積極關(guān)注并且在眾多領(lǐng)域中成功應(yīng)用，1987 年即被應(yīng)用到群眾體質(zhì)研究，至今已有30 多年的時(shí)間，但是在體質(zhì)研究方面仍然處于起步階段，自2000 年后有關(guān)灰色系統(tǒng)在體質(zhì)發(fā)面的研究才逐漸增多，但在研究對(duì)象、研究指標(biāo)、研究方法、研究?jī)?nèi)容幾方面都存在局限性。

3.1 研究對(duì)象的局限。

首先，全民健身顧名思義要涉及到各個(gè)年齡階段，迄今為止的研究對(duì)象更多地聚焦在幼兒、青少年身上，近年來有少許對(duì)老年人的研究， 基本沒有對(duì)中青年人群體質(zhì)的灰色研究。20～59 歲的中青年人是國(guó)家發(fā)展的中流砥柱， 他們的健康占據(jù)著非常重要的作用，這個(gè)年齡段要么剛踏入社會(huì)，工作強(qiáng)度非常大，要么上有老下有小，工作壓力大，大部分不具備時(shí)間和精力去健身，導(dǎo)致健身潮中這個(gè)年齡段的人群占比非常小，對(duì)這部分人的體質(zhì)預(yù)測(cè)研究既可以判斷未來10～20 年中年人群的體質(zhì)狀況也可以判斷出未來老年人的體質(zhì)狀況， 為全民健身發(fā)展計(jì)劃提供數(shù)據(jù)支持。 其次， 根據(jù)我國(guó)發(fā)展的實(shí)際情況，存在很多特殊群體，如農(nóng)民工、留守兒童、空巢老人等等，對(duì)這些經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展出現(xiàn)的新的人口結(jié)構(gòu)的灰色系統(tǒng)研究能夠更加系統(tǒng)全面體現(xiàn)出我國(guó)國(guó)民體質(zhì)的未來趨勢(shì)， 為政府決策提供有效支持。

3.2 研究指標(biāo)的局限。

一是灰色系統(tǒng)理論模型在已有的體質(zhì)研究中指標(biāo)的選擇僅限于身體形態(tài)（身高、體重、圍度）、身體機(jī)能（肺活量）、身體素質(zhì)（體前屈、握力、立定跳遠(yuǎn)、800m 等）的基本指標(biāo)的研究，對(duì)于派生指標(biāo)研究較少， 如可以衡量人體的肥胖程度的身體質(zhì)量指數(shù)BMI；能夠判斷是否是中心性肥胖，是否面臨患心臟病風(fēng)險(xiǎn)的的指標(biāo)腰臀比； 指標(biāo)范圍的拓展可以在更大程度上判斷人體體質(zhì)。 二是現(xiàn)有的灰色系統(tǒng)理論在體質(zhì)研究方面僅局限身體形態(tài)、身體機(jī)能和身體素質(zhì)。 而人的體質(zhì)包括很多方面的內(nèi)容，中國(guó)體育科學(xué)學(xué)會(huì)早就明確指出，體質(zhì)包括5 方面的內(nèi)涵：1）身體形態(tài)發(fā)育水平；2）生理功能水平；3）身體素質(zhì)和運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)展水平；4）心理素質(zhì)發(fā)展水平；5）對(duì)內(nèi)外環(huán)境的適應(yīng)能力， 即對(duì)不利因素和環(huán)境變化影響的應(yīng)激調(diào)節(jié)能力及對(duì)各種疾病的抵抗能力［17］。 只有通過對(duì)以上多個(gè)指標(biāo)的綜合測(cè)量和評(píng)價(jià)才能科學(xué)、有效、準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)一個(gè)人的體質(zhì)。 未來對(duì)體質(zhì)綜合評(píng)價(jià)的預(yù)測(cè)研究應(yīng)成為體質(zhì)預(yù)測(cè)研究領(lǐng)域的新的熱點(diǎn)。

3.3 研究方法的局限。

灰色系統(tǒng)理論經(jīng)過30 多年的發(fā)展， 現(xiàn)已基本建立起一門新興學(xué)科的結(jié)構(gòu)體系，其主要包括：灰數(shù)及其運(yùn)算、序列算子與灰色信息挖掘、灰色關(guān)聯(lián)分析模型、灰色聚類評(píng)估模型、GM 系列模型、灰色組合模型等。 其中較為頻繁地應(yīng)用于全民健身方面的是灰色預(yù)測(cè)模型和灰色關(guān)聯(lián)分析模型，其中灰色預(yù)測(cè)模型均是對(duì)體質(zhì)指標(biāo)預(yù)測(cè)的簡(jiǎn)單重復(fù)使用，灰色關(guān)聯(lián)模型也是基于對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)聯(lián)度的排序，研究數(shù)量總體不多，質(zhì)量不高，內(nèi)容較為淺顯，缺乏深度，運(yùn)用的模型較為單一。其他灰色系統(tǒng)的方法模型在體質(zhì)研究中的應(yīng)用還有待于進(jìn)一步的拓展。

3.4 研究?jī)?nèi)容的局限

灰色系統(tǒng)在體質(zhì)方面的研究主要內(nèi)容集中在體質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果的預(yù)測(cè)和各指標(biāo)間關(guān)聯(lián)度的研究，究其原因我國(guó)從1979 年開始對(duì)全國(guó)兒童青少年體質(zhì)進(jìn)行調(diào)查研究，1997 年開始進(jìn)行了成年人體質(zhì)測(cè)試，2000 年開展了全體國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)［18］。之后基本保持每5 年一次的體質(zhì)監(jiān)測(cè)， 為整體縱向研究體質(zhì)提供了很好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)， 但也給灰色系統(tǒng)在體質(zhì)上的研究帶來了局限性，很多研究都只依靠于體質(zhì)監(jiān)測(cè)的指標(biāo)和數(shù)據(jù)，而沒有拓展和開發(fā)新的研究?jī)?nèi)容， 比如不同的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目或者運(yùn)動(dòng)方式對(duì)體質(zhì)的長(zhǎng)期影響的灰色系統(tǒng)研究基本沒有， 這種研究耗費(fèi)時(shí)間比較長(zhǎng)， 沒有國(guó)家和政府的支持以及研究者的耐心很難堅(jiān)持； 再者灰色系統(tǒng)理論在人體慢性疾病的研究領(lǐng)域基本處于空白。 2019 年胡盛壽、 高潤(rùn)霖等發(fā)表的 《中國(guó)心血管病2018》中研究發(fā)現(xiàn)，不管中國(guó)的城市還是農(nóng)村，1990～2016 年近26 年間心腦血管、腫瘤、呼吸系統(tǒng)疾病一直占據(jù)居民主要死亡率的前3 位，灰色系統(tǒng)對(duì)于未來疾病的防治研究，對(duì)于得病后的康復(fù)以及如何讓患病人群回歸家庭回歸社會(huì)， 提高患病人群的生活質(zhì)量等具有前瞻性的指導(dǎo)作用。