體育強(qiáng)國背景下排球項目科技的發(fā)展研究

趙敏敏 陳華偉

（北京體育大學(xué) 北京 100084）

前言

近些年來，在體育強(qiáng)國的背景下競技體育發(fā)展逐漸激烈，全民健身熱潮也隨之而來，體育科技力量也日益強(qiáng)大，這種在國家的號召下日益興起的體育產(chǎn)業(yè)，為體育事業(yè)做出了極大的貢獻(xiàn)。其中在2019年發(fā)布的《體育強(qiáng)國建設(shè)綱要》中提出要加快推動互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能與體育實體經(jīng)濟(jì)深度融合。在此之后國家體育總局和地方各政府部門以及相關(guān)院校都進(jìn)行了大量的資金和設(shè)施的投入，并伴隨著科研的支持，體育科技如火如荼地發(fā)展。目前我國在排球競技科技中的成果基礎(chǔ)較為薄弱，科研和實際體育科技產(chǎn)出比例不協(xié)調(diào)，轉(zhuǎn)化率較低，轉(zhuǎn)化的成果在實際應(yīng)用中較少。在訓(xùn)練和比賽中的各種難題也被科研人員用高新技術(shù)逐一攻克，科學(xué)在排球項目歷史上能夠起到推動、革命的作用，不斷涌現(xiàn)體育科學(xué)技術(shù)浪潮席卷到世界各地，排球項目科技也隨時代刻畫著當(dāng)今時代體育發(fā)展之路的新面貌。

1、研究對象與方法

1.1、研究對象

本文將體育強(qiáng)國背景下排球項目科技的發(fā)展作為研究對象。

1.2、研究方法

（1）文獻(xiàn)資料法。

在中國知網(wǎng)、百度學(xué)術(shù)和Web of Science等數(shù)據(jù)庫中檢索關(guān)于排球科技成果的期刊文獻(xiàn)與報道資料。搜索相關(guān)結(jié)果較少，對技戰(zhàn)術(shù)分析的文章較多，因此對排球項目科技的研究很有必要。不僅對文獻(xiàn)中的我國的排球項目科技進(jìn)行回顧，同時也對其他國家的排球體育科技成果等進(jìn)行梳理。

（2）個案分析法。

對我國女排國家隊科研教練葛春林教授團(tuán)隊的工作內(nèi)容進(jìn)行部分分析，雖然只是冰山一角，但是也是對排球科技工作的現(xiàn)狀和所欠缺的地方有一些了解。還對美國和肯尼亞女排擁有的部分科技產(chǎn)品進(jìn)行了分析，能否根據(jù)我們自身條件，借鑒國外一些高科技的應(yīng)用，更好地服務(wù)于排球運(yùn)動員使其更好地發(fā)展，取得更好的成績。

（3）訪談法。

對北京體育大學(xué)中國排球運(yùn)動學(xué)院的相關(guān)專家進(jìn)行訪談，并進(jìn)行記錄，主要涉及到現(xiàn)有的排球項目的科技產(chǎn)品，其產(chǎn)品要改進(jìn)的地方，在比賽中含有科技元素的設(shè)施較多，無論是對賽場的把控，還是現(xiàn)場與電視機(jī)前的觀眾都能得到一定的滿足。對老師的訪談內(nèi)容緊貼運(yùn)動員、教練員、觀眾、訓(xùn)練、比賽、生理監(jiān)控等因素，從不同的視角進(jìn)行探討。

2、體育科技對排球項目事業(yè)發(fā)展的促進(jìn)作用

縱觀排球這個運(yùn)動項目在國際大賽上所取得成績，在三大球中出類拔萃，雖然歐美一些國家的球隊群星閃耀，各隊水平相當(dāng)、實力相近，競爭也隨競技水平的提高而越發(fā)激烈，比賽經(jīng)常僵持到五局且比分膠著，勝負(fù)僅在毫厘之間。因此除了技戰(zhàn)術(shù)、體能、智能和心理常規(guī)性影響比賽的因素，體育科技不僅提高訓(xùn)練效果，也將影響比賽結(jié)果。從中國隊目前的情況來看，則是一直配備專門的科研教練，比如，女排科研教練葛春林的團(tuán)隊能夠利用大數(shù)據(jù)技術(shù)分析對手的比賽，進(jìn)行總結(jié)歸納。我們科研人員也是始終聚焦國家隊的重大需求，密切關(guān)注國際科技的運(yùn)用情況，以女排精神為指引，不斷創(chuàng)新新型科技產(chǎn)品，繼續(xù)優(yōu)化科學(xué)結(jié)構(gòu)，不斷推出重要成果，不僅在競技體育領(lǐng)域，而且在群眾體育方面都做出了一系列的貢獻(xiàn)，也實現(xiàn)了前所未有的突破，為我國的排球項目的體育科學(xué)化水平和促進(jìn)排球項目發(fā)展提供了堅定的基礎(chǔ)和強(qiáng)有力的支撐。也只有將傳統(tǒng)的排球訓(xùn)練與先進(jìn)的體育科技進(jìn)行有機(jī)的融合，才能使教練員和運(yùn)動員協(xié)調(diào)一心，提高競技能力水平，推動排球運(yùn)動成績與排球運(yùn)動的發(fā)展。

3、排球項目的相關(guān)科技產(chǎn)品及其作用

3.1、發(fā)球機(jī)為提高一攻質(zhì)量奠定基礎(chǔ)

中國女排的訓(xùn)練秘密武器有不少，之前我們有所了解的發(fā)球機(jī)就是助女排奠定技術(shù)基礎(chǔ)的利器，這是練習(xí)一傳防守的好幫手。中國女排的發(fā)球機(jī)早在“俞家軍”時代就已經(jīng)引進(jìn)，又在2015年世界杯時，因為郎平指導(dǎo)訓(xùn)練女排姑娘們的一傳和防守，逐漸走進(jìn)人們的視野，被人們所熟知。發(fā)球機(jī)具有1-10個擋位，發(fā)球速度與擋位成為正比，它的主體構(gòu)架是由上下兩個齒輪構(gòu)成的，依靠齒輪旋轉(zhuǎn)速度的摩擦力，將排球從中間通道快速彈出。在訓(xùn)練過程中國家隊的教練們會悄悄地提升發(fā)球速度，加大發(fā)球擋位，更好地鍛煉隊員的能力，從簡單逐漸加大難度，隊員們也因此吃了不少苦頭，卻得到了極大的鍛煉。這種機(jī)器也存在一些問題，每次發(fā)的球都是固定式，不能靈活應(yīng)變，那么北體大也是引購了發(fā)球機(jī)，由此也是發(fā)現(xiàn)它不能因人而異，并且發(fā)球力度、速度、弧度、高度和角度都不能因人而異，需要有專門的人員進(jìn)行操作。但這個機(jī)器可以提高訓(xùn)練效率，減少發(fā)球失誤，對我們國家隊的成員和廣大的排球訓(xùn)練者的基本能力的提高都提供了較大的幫助。

3.2、攔網(wǎng)訓(xùn)練機(jī)器人保障防守的第一道防線

東京奧運(yùn)會在日本舉行，為此作為東道主和中國女排老對手的日本女排也對于這次的比賽變得十分重視，在日常訓(xùn)練中引進(jìn)了非常帶有高科技的因素的訓(xùn)練器材來幫助日本女排的隊員們進(jìn)行輔助訓(xùn)練，這項高科技訓(xùn)練器材就是他們新研發(fā)的一種攔網(wǎng)訓(xùn)練機(jī)器人。這款機(jī)器人可以在排球過網(wǎng)的瞬間對球做出相應(yīng)的攔網(wǎng)和防守動作，采用計算機(jī)程序進(jìn)行控制，所以在預(yù)判和攔網(wǎng)上都要比人的預(yù)判快很多，這款機(jī)器人還輸入了很多的陣型變更等預(yù)設(shè)方案，所以它可以根據(jù)排球運(yùn)行的方式來自動調(diào)節(jié)相應(yīng)的高度和陣型來阻攔打過來的排球。其中模仿到了各隊的攔防戰(zhàn)術(shù)，但是機(jī)器終究是程序化的設(shè)置，只能通過精密的算法進(jìn)行模仿，但是對于人類的靈活多變還是無法應(yīng)對的，因此在東京奧運(yùn)會上日本女排的比賽成績也是不盡人意，那么我們也就覺得比賽中復(fù)雜情況也不是機(jī)器完全可以媲美的。

3.3、扣球機(jī)提高起球質(zhì)量保進(jìn)攻

扣球是排球運(yùn)動中五大基本技術(shù)之一。在排球比賽中，扣球是主要的得分技術(shù)。在關(guān)鍵時刻能否扣球得分，關(guān)系到在比賽中能否獲得主動權(quán)甚至是比賽的勝利。當(dāng)前的排球扣球機(jī),不能連續(xù)地運(yùn)輸排球，不方便訓(xùn)練人員調(diào)節(jié)排球在球筒中的發(fā)射角度,并且球筒的發(fā)射角度在調(diào)整后會卡住排球，導(dǎo)致訓(xùn)練員的訓(xùn)練與真實的比賽相差甚遠(yuǎn)。這個發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點，而提出的一種排球扣球機(jī)，其能連續(xù)地運(yùn)輸排球,方便加裝排球，且加裝排球后承接排球的殼能回到原位，方便訓(xùn)練人員調(diào)節(jié)排球在球筒中的發(fā)射角度,使訓(xùn)練員能從多個角度進(jìn)行扣球訓(xùn)練,讓訓(xùn)練更接近真實的比賽,并且筒的發(fā)射角度在調(diào)整后不會卡住排球。一個排球運(yùn)動員要熟練地掌握扣球技術(shù)，都必須要經(jīng)過長期的專項訓(xùn)練，基于科學(xué)訓(xùn)練理論和技術(shù),適當(dāng)引入輔助訓(xùn)練系統(tǒng)和專用設(shè)備，可以有效減少陪練教練的工作強(qiáng)度，可以為提高運(yùn)動員的訓(xùn)練水平提供必要的技術(shù)保障。

3.4、技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的秘密武器：DataVolley

在進(jìn)行比賽時，我們官方和各隊伍都會進(jìn)行技術(shù)統(tǒng)計，不僅供電視機(jī)前的觀眾朋友明確清晰地看到技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計，也可以及時地向雙方比賽隊提供技戰(zhàn)術(shù)得分與失誤情況，及時調(diào)整自己隊的技戰(zhàn)術(shù)，統(tǒng)計的及時性與準(zhǔn)確性也將影響比賽的結(jié)果。目前我國高水平排球隊伍都會有一套技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計的方法，有的是使用傳統(tǒng)的畫圖法，有的則是用的由意大利引進(jìn)的分析軟件DetaVolley，這個軟件雖然操作復(fù)雜，工作量較大，但是由一人即可完成，統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)全面、準(zhǔn)確，在各隊伍中很受歡迎，逐漸在各隊中運(yùn)用開來。北京體育大學(xué)排球?qū)W院以及中國排球協(xié)會都會進(jìn)行定期的相關(guān)課程培訓(xùn)，進(jìn)行軟件的專門人才培訓(xùn)，為排球賽事提供了良好的人才資源庫。該軟件不僅可以輸出技術(shù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，還可以制作技術(shù)錄像，在國家級比賽中賽前會安裝好機(jī)器，有專門的人進(jìn)行隊伍中的技戰(zhàn)術(shù)統(tǒng)計，賽間將技術(shù)統(tǒng)計結(jié)果及時給到教練組，能夠提供大量的最有價值的情報和數(shù)據(jù)，也是各個隊伍取得良好成績的保障。有了這個數(shù)據(jù)分析軟件，就不會再摸不清對手的技戰(zhàn)術(shù)，可以及時改變戰(zhàn)術(shù)與打法，為贏取比賽勝利奠定良好的基礎(chǔ)。

3.5、鷹眼挑戰(zhàn)系統(tǒng)保證公平的桿秤

鷹眼技術(shù)的使用，可以幫助裁判更加清晰的判斷，而且會使得比賽更加公平公正。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，自從國際排聯(lián)推出“鷹眼”挑戰(zhàn)系統(tǒng)以來，運(yùn)動員糾錯率明顯上升，裁判員判斷錯誤率明顯下降。中國也是及時地引進(jìn)了鷹眼挑戰(zhàn)，經(jīng)過一定的測試，在一定程度上提高了比賽的觀賞性、公正性和趣味性，也得到了一致的好評，現(xiàn)在的排超聯(lián)賽已經(jīng)全賽程的使用鷹眼挑戰(zhàn)系統(tǒng)。參與奧運(yùn)會執(zhí)法的國際級裁判劉江也帶領(lǐng)著國內(nèi)的裁判員們，對鷹眼挑戰(zhàn)的使用，還有裁判員如何面對“鷹眼”挑戰(zhàn)技術(shù)兩個專題并結(jié)合在實際中的例子進(jìn)行講解，從鷹眼挑戰(zhàn)設(shè)備的安裝要求、在比賽中的挑戰(zhàn)規(guī)則、比賽中的挑戰(zhàn)工作程序以及記錄員如何填寫挑戰(zhàn)情況統(tǒng)計表等都進(jìn)行了詳盡的了解，這也是對比賽判罰與規(guī)則進(jìn)行了深入解析。

4、體育強(qiáng)國背景下排球項目體育科技的發(fā)展策略

4.1、加快排球體育科技人才的培養(yǎng)

排球體育科技要想取得進(jìn)步和發(fā)展，離不開大量的經(jīng)費投入、政策的支持和科技人才的培養(yǎng)。首先是人才培養(yǎng)方面，進(jìn)行人才培養(yǎng)時，可利用網(wǎng)絡(luò)這個媒介并在原有的教學(xué)設(shè)備上進(jìn)行教學(xué)與培訓(xùn)，這樣方便于各培訓(xùn)人員的時間安排，還可提升培訓(xùn)的質(zhì)量。應(yīng)用及時開發(fā)信息技術(shù)保證更好地完整教學(xué)配套設(shè)施。一些新媒體設(shè)備像DetaVolley軟件、鷹眼技術(shù)都是新興的體育高科技技術(shù)，方便攜帶還可以及時提供重要的賽事信息，及時地研發(fā)與應(yīng)用，也是排球比賽獲勝的關(guān)鍵一部分，更是為贏得比賽奠定堅實的基礎(chǔ)，為排球科技的發(fā)展提供幫助。

4.2、完善排球項目科技配套設(shè)施

隨著競技體育的高速發(fā)展，排球相關(guān)設(shè)施也在逐漸趨向科技化，作為三大球之一的排球的關(guān)注度雖然沒有籃球關(guān)注度與相關(guān)配套設(shè)施完善，但其近些年的發(fā)展迅速明顯可見。像AI系統(tǒng)、轉(zhuǎn)播系統(tǒng)、Kadho Sports和VIS系統(tǒng)等等，都已經(jīng)擁有完整的配套設(shè)施運(yùn)用且完善，并逐漸升級更新加強(qiáng)其科技功能。在東京奧運(yùn)會上的排球轉(zhuǎn)播，受到了世界各地人們的好評，其在轉(zhuǎn)播時到進(jìn)攻結(jié)束時，會出現(xiàn)黃色發(fā)球、紅色一傳、藍(lán)色進(jìn)攻、綠色二傳的標(biāo)簽，還會伴隨著進(jìn)攻結(jié)束時會出現(xiàn)Receive Angle、Toss-Spike等重要數(shù)據(jù)。相類似的科技配套設(shè)施的完善，不僅能夠給觀眾帶來良好的觀賞體驗，也能看到球員自身的天賦所在。無論是從國家政府部分還是地方的體育相關(guān)部分都要促進(jìn)相關(guān)科技產(chǎn)品的開發(fā)與產(chǎn)出，刺激球迷消費，拉動排球經(jīng)濟(jì)發(fā)展，擴(kuò)大排球在國內(nèi)發(fā)展的影響力與氛圍。

4.3、簡化成績服務(wù)系統(tǒng)步驟操作

競技體育最終的目的就是在比賽中展現(xiàn)出訓(xùn)練中所獲得的競技水平，無論是專業(yè)運(yùn)動員還是群眾參與的大眾體育，那么有運(yùn)動訓(xùn)練就會有競技比賽，有競技比賽就會有運(yùn)動成績，那么成績系統(tǒng)就要作為整個比賽運(yùn)行的關(guān)鍵。目前RS（奧運(yùn)成績）是技術(shù)工作的核心部分，這是有專門的人員負(fù)責(zé)且操作的，ORIS（奧運(yùn)會成績信息服務(wù)的英文簡稱）又是其指導(dǎo)性文件，這個系統(tǒng)不僅具有指導(dǎo)性，還具有全面性，同時嚴(yán)謹(jǐn)還具有邏輯性。這個系統(tǒng)又是計時記分系統(tǒng)、現(xiàn)場成績處理系統(tǒng)和信息發(fā)布系統(tǒng)三個系統(tǒng)部分，同時又有很多輔助系統(tǒng)提供保障，這個系統(tǒng)還涉及到多家公司進(jìn)行支持運(yùn)營維持，那么所有的系統(tǒng)又都是在VIS系統(tǒng)上進(jìn)行開發(fā)創(chuàng)造的，是一個非常龐大的系統(tǒng)。對于這種復(fù)雜的系統(tǒng)，要加大技術(shù)的研究，簡化整個系統(tǒng)的操作步驟，化繁為簡，不僅要對國內(nèi)成績系統(tǒng)的開發(fā)加大力度，也要作為奧運(yùn)大國貢獻(xiàn)出自己的一份力量。

4.4、增加訓(xùn)練智能診斷設(shè)備設(shè)施

現(xiàn)在越來越多的隊伍配備高科技的設(shè)備，可穿戴技術(shù)也為運(yùn)動健兒賦能助力。比如，肯尼亞女排就會借助可穿戴設(shè)備，教練就可及時地獲取運(yùn)動員的重要生理數(shù)據(jù)，這些信息可以分析運(yùn)動員的生理指標(biāo)，提前預(yù)防運(yùn)動員受傷，并可為運(yùn)動員量身定做訓(xùn)練計劃。美國隊也是在隊服中添加了可以感知體溫的監(jiān)察裝置，當(dāng)運(yùn)動員體溫過高時，可進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕禍兀袊爠t是在這方面有所欠缺，一直沒有進(jìn)行專門的研究。再比如，有的國家引入了AI視覺系統(tǒng)，去獲取速度、方向和跳躍高度來幫助運(yùn)動員訓(xùn)練，那么反觀我們國家雖然也有相應(yīng)的攝像分析系統(tǒng)，但是沒有那么先進(jìn)，一直都是葛春林老師帶領(lǐng)的團(tuán)隊用高速攝影機(jī)拍攝隊員們訓(xùn)練，分析位置、動作診斷或者意識不到位進(jìn)行分析，還有比賽時分析對手比賽球的落點，是用彩色標(biāo)注出來，可能存在延誤的情況，那就更需要加強(qiáng)技術(shù)研究，提高對運(yùn)動員的生理、運(yùn)動技術(shù)、運(yùn)動戰(zhàn)術(shù)等配套分析，進(jìn)行全面的診斷，比賽中才能知己知彼。

4.5、搭建排球科技信息平臺

搭建科技信息平臺是目前體育行業(yè)的一種流行趨勢，是我國要邁向體育強(qiáng)國的良好的溝通平臺，目前排球項目的溝通平臺有國家體育總局排球管理中心、中國排球協(xié)會官方網(wǎng)站、各地市的排球管理中心以及各地市的排球協(xié)會等官方網(wǎng)站進(jìn)行發(fā)布通知公告等，未有專門的排球科技交流板塊。在排球項目科技信息產(chǎn)品的發(fā)展方面，我們相關(guān)政府部門與社會部門應(yīng)給予足夠的支持來建設(shè)和發(fā)展，從政策、資金、技術(shù)、研發(fā)、宣傳等方面都給予足夠的保障，科技是運(yùn)動員在賽場上的助力器，協(xié)助運(yùn)動員取得良好成績。要豐富排球科技信息平臺的建設(shè)路徑，構(gòu)建更為完善的排球服務(wù)系統(tǒng)，提高排球科技水平，使其形成更為完整的排球信息平臺體系，提高排球項目的科技含量，主動服務(wù)和適應(yīng)各層次水平的運(yùn)動員以及群眾球員的訓(xùn)練，適應(yīng)我國體育事業(yè)的個性化發(fā)展，提高排球項目科技產(chǎn)品的質(zhì)量、技術(shù)含量，從而積極推動排球產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

4.6、全方位發(fā)展排球科技相關(guān)產(chǎn)品

排球科技產(chǎn)品助力運(yùn)動員的競賽能力，不僅要從內(nèi)部進(jìn)行開放式的發(fā)展，也要注意引進(jìn)國內(nèi)外最尖端的科技因子，進(jìn)行融合或適應(yīng)性改造，積極從國際舞臺發(fā)現(xiàn)并引進(jìn)排球項目科技成果，跨專業(yè)領(lǐng)域的相關(guān)科技因子也要進(jìn)行留意與借鑒。打造多功能復(fù)合型科研團(tuán)隊，培養(yǎng)多學(xué)科的科研人員，結(jié)合體能訓(xùn)練、運(yùn)動康復(fù)、機(jī)能監(jiān)控、數(shù)據(jù)分析、裁判監(jiān)控、情報收集、技戰(zhàn)術(shù)分析等方面進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，形成跨學(xué)科、多功能的排球科技人才團(tuán)隊。建立比賽數(shù)據(jù)管理庫，注重訓(xùn)練過程的數(shù)據(jù)積累，由小到大形成科學(xué)的數(shù)據(jù)體系庫，梳理各個數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，研發(fā)建立相關(guān)數(shù)據(jù)模型，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行規(guī)范管理，從隊員的身體素質(zhì)、生理機(jī)能等方面的數(shù)據(jù)，再到訓(xùn)練、比賽的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，將數(shù)據(jù)庫分不同的層次與系統(tǒng)，創(chuàng)建線上、線下整合發(fā)展的高科技數(shù)據(jù)庫。鼓勵自主創(chuàng)新的排球項目科技產(chǎn)品的研發(fā)，給與學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)，加強(qiáng)相關(guān)技術(shù)的開發(fā)與研究，對基礎(chǔ)技術(shù)和關(guān)鍵技術(shù)給與特殊的學(xué)習(xí)研究機(jī)會。對科研人才給與保障，從政府和個地方下手，給與足夠的人才補(bǔ)貼，吸引跨界人才對高新技術(shù)的攻堅克難，給排球項目科技帶來足夠的新鮮血液，不斷壯大科技人才隊伍的創(chuàng)新。對排球項目科技相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)，給與足夠的支持，才能帶領(lǐng)科技人才創(chuàng)新出更為訓(xùn)練與比賽服務(wù)的利器，奪取好的成績，為所在的團(tuán)隊爭光，也更能增強(qiáng)比賽的趣味性與觀賞性。

5、小結(jié)

體育科技的發(fā)展水平代表了當(dāng)?shù)貒液偷貐^(qū)的競技實力、競技事業(yè)的發(fā)展水平，還體現(xiàn)了當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展，是綜合實力的一種體現(xiàn)，那么從北京夏季奧運(yùn)會和冬奧會可以看出我們的體育科技已經(jīng)走在世界前列，將一些有用的科技也推到了大眾體育，這也是奧運(yùn)帶給我們的一筆巨大財富。排球項目的競爭日益激烈，競技水平的高低也取決于相關(guān)科技的投入的多少，相應(yīng)的政府部分和各省市體育部門都要投入相應(yīng)的科研力量與經(jīng)費，積極鼓勵科研人員、教練員與運(yùn)動員運(yùn)用新技術(shù)攻克日常運(yùn)動訓(xùn)練和比賽過程中存在的各種難題。排球項目的科技的發(fā)明、實踐、應(yīng)用都對排球項目有著推動和革命的力量，不斷出現(xiàn)的排球體育科技正如奔騰的浪潮席卷到每個角落，在這個過程中也刻畫著經(jīng)濟(jì)社會的面貌，我們祖國的強(qiáng)大。