張 婕，劉建和

運動競賽過程具有復(fù)雜性的特征，影響運動成績最優(yōu)化的因素千絲萬縷，有必要把這些因素整合起來，對整個競賽過程實施有效控制。然而現(xiàn)有研究成果受限于競賽信息的不完全性，運動競賽過程控制中存在相應(yīng)的研究難題，對此，應(yīng)在現(xiàn)實背景下尋求最優(yōu)化的解決方式。大數(shù)據(jù)時代的“精準(zhǔn)”研究范式和現(xiàn)代控制理論中的“模糊技術(shù)”為攻克這一難題提供了思路，采取“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”相結(jié)合的形式，是在當(dāng)前科學(xué)技術(shù)平臺上實現(xiàn)運動競賽過程最優(yōu)化控制現(xiàn)實路徑。

1 運動競賽過程控制研究難題

“控制論”起源于20世紀(jì)40年代，隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，逐步運用到包括工程、生物、社會經(jīng)濟、生態(tài)等各個領(lǐng)域。體育作為人類社會的一個重要組成部分，同樣也是控制論所要探索的一個領(lǐng)域，發(fā)展至今，“控制論”已成為體育學(xué)研究中的一項重要基礎(chǔ)，其中關(guān)于訓(xùn)練過程控制的研究尤為突出，且較為廣泛地運用到了訓(xùn)練實踐過程中，如前蘇聯(lián)田徑教練佩特羅夫斯基將其從控制論角度提出的模式訓(xùn)練法應(yīng)用到了短跑運動員鮑爾佐夫的訓(xùn)練中，使后者在1972年的奧運會上獲得了100米、200米的短跑金牌[1]；我國學(xué)者徐本力、田麥久、茅鵬等均從“控制論”的角度出發(fā)，對訓(xùn)練理論進(jìn)行了不同層面的研究，訓(xùn)練控制理論逐漸形成體系。立足于此，一些具體項目運動訓(xùn)練過程的控制理論也逐步呈現(xiàn)。

然而由于競賽學(xué)學(xué)科發(fā)展的滯后性，20世紀(jì)80年代后期，運動競賽學(xué)才逐漸成為一門獨立的學(xué)科[2]，加之競賽信息采集的困難性，現(xiàn)有研究成果中，有關(guān)競賽控制的研究相對落后，較為系統(tǒng)的研究成果主要有：熊焰、田麥久(2011)的“競技參賽”研究[3]；徐本力在《體育控制論》中，對運動競賽控制進(jìn)行了研究[4]。在具體控制內(nèi)容上，則主要突出表現(xiàn)在競賽心理控制方面，國內(nèi)外相關(guān)研究較為突出的有：張力為(2013)較為全面的總結(jié)了“運動員自我控制與競技表現(xiàn)關(guān)系”的6個重要理論[5]，等等。但總體而言，從控制理論出發(fā)進(jìn)行的競賽過程控制研究較為鮮見，究其原因，主要在于競賽信息獲取的局限性，導(dǎo)致控制系統(tǒng)環(huán)節(jié)的缺失，正如劉建和(1993)指出“競賽信息的采集與分析方面，存在著兩個最為棘手的問題：缺乏共時性，缺乏定量分析”。[6]

整體而言，控制理論在競技體育領(lǐng)域，特別是在訓(xùn)練學(xué)領(lǐng)域已形成了一定的研究成果，而這些研究成果不同程度地應(yīng)用到了實踐中，為訓(xùn)練過程的科學(xué)化和系統(tǒng)化奠定了理論基礎(chǔ)，表明了控制理論在競技體育領(lǐng)域的價值。然而這種價值在競賽學(xué)領(lǐng)域卻未得到充分的體現(xiàn)，現(xiàn)有競賽過程控制的研究成果較少且主要集中在競賽心理控制上，究其原因，主要在于學(xué)科發(fā)展的滯后性和競賽信息獲取的困難性，因而，在現(xiàn)實可能的條件下，攻克這一難關(guān)的關(guān)鍵就在于合理利用有限的競賽信息，這就使得對于運動競賽過程的控制，有其特殊性，即不能單純地采用一種控制形式。

2 運動競賽過程“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”的理論基礎(chǔ)

2.1 運動競賽過程“精準(zhǔn)控制”的理論基礎(chǔ)

“精準(zhǔn)”即指“非常準(zhǔn)確”，隨著信息化時代的到來，特別是大數(shù)據(jù)在各個領(lǐng)域的廣泛運用，現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，“精準(zhǔn)”一詞逐漸深入到社會各個領(lǐng)域，形成了特定的“精準(zhǔn)”研究范式，如“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”“精準(zhǔn)營銷”“精準(zhǔn)醫(yī)療”及“精準(zhǔn)扶貧”等。

“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)”是通過信息化技術(shù)、數(shù)字化技術(shù)、智能化控制技術(shù)和精準(zhǔn)變量投入技術(shù)，對整個生產(chǎn)工藝過程實現(xiàn)精細(xì)化、準(zhǔn)確化的農(nóng)業(yè)微觀經(jīng)營管理新思想；[7]“精準(zhǔn)營銷”是基于對客戶信息的充分占有和數(shù)據(jù)挖掘分析，對于不同客戶的異質(zhì)性需求提供針對性的營銷手段；[8]“精準(zhǔn)醫(yī)療”是以個體化醫(yī)療為基礎(chǔ)，隨著生物信息與大數(shù)據(jù)科學(xué)的交叉應(yīng)用而發(fā)展起來的新型醫(yī)療模式；[9]“精準(zhǔn)扶貧”是指針對不同貧困區(qū)域環(huán)境、不同貧困農(nóng)戶狀況，運用科學(xué)技術(shù)對扶貧對象實施精確識別、精確幫扶、精確管理的治貧方式。[10]從上述四個概念來看，“精準(zhǔn)”研究范式是立足于現(xiàn)代信息技術(shù)的基礎(chǔ)之上，從微細(xì)環(huán)節(jié)出發(fā)，準(zhǔn)確定位解決具體的實踐問題，因而，準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的獲取是進(jìn)行“精準(zhǔn)”研究的關(guān)鍵所在。對運動競賽過程實施“精準(zhǔn)控制”的前提條件，就在于臨場競賽信息的準(zhǔn)確性。

大數(shù)據(jù)在競技體育領(lǐng)域的廣泛運用為臨場競賽信息的準(zhǔn)確性提供了一定的現(xiàn)實可能，如美國的ESPN記錄了大量的體育數(shù)據(jù)，而Basketball-Reference，football-reference，Soccer Association 等網(wǎng)站對相關(guān)比賽均有詳細(xì)的數(shù)據(jù)記錄，還有一些專門的體育數(shù)據(jù)提供商，可以提供更為精確甚至是在一般網(wǎng)站上難以獲得的競賽數(shù)據(jù)。[11]因此，對運動競賽過程實施“精準(zhǔn)控制”，是在基于“精準(zhǔn)”研究范式的基礎(chǔ)上，通過準(zhǔn)確收集臨場競賽信息，在對控制行為質(zhì)性規(guī)定之上，對量的精確規(guī)定。

2.2 運動競賽過程“模糊控制”的理論基礎(chǔ)

經(jīng)典控制理論需要被控對象的精確數(shù)學(xué)模型。然而，在許多情況下，被控對象或過程不能建立精確的數(shù)學(xué)模型，對此，美國加利福利亞大學(xué)教授查德利用模糊數(shù)學(xué)的基本思想和理論提出了模糊控制理論。至今，與控制方面有關(guān)的研究有模糊識別、模糊知識庫、模糊語言規(guī)則等。[12]

我國學(xué)者徐本力(1988)在《體育控制論》中，闡述了“最佳教學(xué)控制手段的優(yōu)選：模糊(Fuzzy)綜合優(yōu)選法”[4]；另有學(xué)者茍明(2006)，運用MATLAB軟件，以乒乓球運動為例，建立了運動訓(xùn)練的模糊控制模型；[13]馮洪，郭蘇芝(2007)以高校運動訓(xùn)練籃球?qū)I(yè)學(xué)生為實驗對象，運用模糊數(shù)學(xué)，提出了籃球戰(zhàn)術(shù)教學(xué)思維訓(xùn)練過程的最優(yōu)控制觀點，[14]等等。從上述研究來看，模糊控制技術(shù)主要運用在教學(xué)和訓(xùn)練過程之中，在競賽學(xué)領(lǐng)域尚未可見。

因此，本文所要探討的運動競賽過程“模糊控制”，是針對于“精準(zhǔn)控制”而言，既在某些競賽信息無法準(zhǔn)確獲得的背景下，運用“模糊”理論提供的研究范式，建立在“精準(zhǔn)控制”范疇之外的“模糊控制”模式，以相互補充。

隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，“精準(zhǔn)”研究范式逐漸深入到社會各個領(lǐng)域，對于數(shù)據(jù)的挖掘和使用成為信息化時代的重要標(biāo)志[15]，而各種信息技術(shù)也在運動競賽中得到了不同程度的應(yīng)用，繼而為競賽“精準(zhǔn)控制”提供了現(xiàn)實可能。然而運動競賽中，仍存在部分無法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的領(lǐng)域，對于這些領(lǐng)域的控制，“模糊理論”在現(xiàn)代控制理論中的應(yīng)用可作為參考，既在無法建立準(zhǔn)確數(shù)學(xué)模型的情況下，仍可達(dá)到控制的目的。

3 運動競賽過程“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”的實踐意義

3.1 對運動競賽過程實施“精準(zhǔn)控制”是人們的主觀追求

實踐問題是科學(xué)研究的起點，關(guān)于運動競賽過程的研究，應(yīng)從實踐問題出發(fā)，描述、解釋、干預(yù)這些問題并預(yù)測可能發(fā)生的新問題。[16]對運動競賽過程實施最優(yōu)化控制是取得預(yù)期運動成績的重要保障，而“精準(zhǔn)控制”的實施更是人們的主觀追求。然而從當(dāng)前關(guān)于運動競賽過程控制的研究上來看，一是由于運動競賽的特殊性，受制于各種主客觀條件，競賽信息的采集難以同步進(jìn)行，[17]因而對運動競賽過程的有效控制研究進(jìn)展緩慢；二是現(xiàn)有有關(guān)運動競賽過程中相關(guān)問題的研究，如“制勝因素”“制勝規(guī)律”“戰(zhàn)術(shù)博弈行為”等，所體現(xiàn)出的共同問題均在于只有對質(zhì)的規(guī)定，而缺乏具體量的體現(xiàn)。因此，運動競賽過程控制理論與實踐呈現(xiàn)一定的脫節(jié)現(xiàn)象，在實踐中對運動競賽過程的控制多以教練員的主觀經(jīng)驗判斷為依據(jù)。[18]

對運動競賽過程實施“精準(zhǔn)控制”，即在于實現(xiàn)理論與實踐的對接，具體表現(xiàn)為對控制過程“質(zhì)與量”的共同規(guī)定，使競賽過程控制主體有理可依，有據(jù)可循，解決具體的實踐問題。隨著大數(shù)據(jù)時代的到來，數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在社會各領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用[19]，繼而為“精準(zhǔn)”研究范式提供了現(xiàn)實可能。運動競賽過程中同樣產(chǎn)生了龐大的數(shù)據(jù)群，并逐步應(yīng)用到運動競賽過程相關(guān)問題的研究中，如“運動員競賽能力分析”[20]“運動員競賽行為分析”[21]“三大球競賽數(shù)據(jù)可視化分析”[11][22]等等。基于實踐需求，有必要對現(xiàn)有客觀競賽數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘分析，在質(zhì)性研究的基礎(chǔ)上，建立“精準(zhǔn)控制”的實現(xiàn)范疇。

3.2 基于運動競賽復(fù)雜性的“模糊控制”是競賽中的現(xiàn)實存在

運動競賽過程是一個復(fù)雜的運作體系，在相關(guān)論述中也有所體現(xiàn)，諸如“競賽邊界的相對開放性”[23]“影響競賽過程因素的隨機性”[24]“競賽結(jié)果的不確定性”[25-27]等等，運動員的現(xiàn)實競技狀態(tài)、競賽局面的變化等均會對競賽過程產(chǎn)生影響。然而如前述所提到，由于各種主客觀條件，對運動員競賽過程中實時信息的采集很難做到同步進(jìn)行，對競賽局面中發(fā)生的隨機現(xiàn)象也較難完全預(yù)測、全面收集信息并做出“精準(zhǔn)控制”。因而基于現(xiàn)實可能，運動競賽過程中確實存在暫時無法做到“精準(zhǔn)控制”的灰色地帶。

然而在實踐過程中，這些無法“精準(zhǔn)控制”的灰色地帶同時也是構(gòu)成競賽過程的重要組成部分。而當(dāng)前對于這一部分的實踐過程，多以教練員的主觀經(jīng)驗為決策依據(jù)，然而個體的主觀經(jīng)驗決策在競賽結(jié)果出來之前無法判斷好壞，經(jīng)驗的科學(xué)性也有待檢驗。因此，要實現(xiàn)運動競賽過程的最優(yōu)化控制，有必要從現(xiàn)實可能上去探究這一領(lǐng)域，在“精準(zhǔn)控制”范疇外建立“模糊控制”模式，將教練員的這種主觀經(jīng)驗轉(zhuǎn)化為科學(xué)的理論，這是對運動競賽過程實施最優(yōu)化的關(guān)鍵問題。

4 運動競賽過程最優(yōu)化控制理論

4.1 運動競賽過程最優(yōu)化控制目標(biāo)的確定

所謂控制是指為了改善系統(tǒng)的性能或達(dá)到某個特定的目的，通過對系統(tǒng)輸出信號的采集和加工而產(chǎn)生控制信號施加到系統(tǒng)的過程。[28]而本文所要探討的運動競賽過程最優(yōu)化控制，具體指在競賽現(xiàn)場，為獲取比賽勝利或創(chuàng)造優(yōu)異運動成績，而對比賽進(jìn)程中各個環(huán)節(jié)進(jìn)行控制，使競賽過程按照預(yù)定方向發(fā)展，最終實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

在此前提下，對于運動競賽過程最優(yōu)化控制的目標(biāo)，應(yīng)著重于在比賽過程中制勝，即排除賽前各環(huán)節(jié)(如選材、訓(xùn)練、管理等)因素的影響，這就需要考慮到運動員(隊)自身及對手已具備的競技能力水平最大可再現(xiàn)程度，在此基礎(chǔ)上，實現(xiàn)競賽成績最優(yōu)化。然而，“最優(yōu)化”是一個相對概念，從體育控制論的角度來說，最核心的問題是要解決對系統(tǒng)狀態(tài)變化的最佳定向控制[4]，實施定向控制需有一個可量化的具體目標(biāo)，即需要將“最優(yōu)化”轉(zhuǎn)換為運動競賽中可精確判定的指標(biāo)。因而，運動競賽過程控制的目標(biāo)，從相對概念的角度上而言，則應(yīng)在充分考慮競賽對手即自身競技能力水平的最大可再現(xiàn)程度的基礎(chǔ)上，取得與之相對應(yīng)或者超過現(xiàn)有水平的名次，即最優(yōu)化控制目標(biāo)的下限值為根據(jù)賽前各運動員(隊)競技能力水平排名應(yīng)取得的名次，等于或超過該名次的均可視為實現(xiàn)了運動競賽過程最優(yōu)化控制目標(biāo)。

4.2 “精準(zhǔn)控制”“模糊控制”與運動競賽過程最優(yōu)化控制

運動競賽過程的“精準(zhǔn)控制”，是指通過準(zhǔn)確收集臨場量化競賽信息，經(jīng)過加工分析，對運動員的競賽行為做出量化指示；而運動競賽過程的“模糊控制”，則是在某些競賽信息無法準(zhǔn)確獲得的情況下，通過將其轉(zhuǎn)化為“模糊語言”，經(jīng)過模糊分析，對運動員的競賽行為做出質(zhì)化指示。從控制系統(tǒng)的構(gòu)成而言，兩者均包括施控主體、被控對象、競賽信息及其獲取與傳遞。

然而對于“精準(zhǔn)控制”和“模糊控制”而言，由于兩者獲取的信息本質(zhì)不同，實質(zhì)上是屬于兩個不同的控制系統(tǒng)。如圖1所示，控制主體通過對競賽信息的分類，可量化信息進(jìn)入“精準(zhǔn)控制”通道，不可量化信息進(jìn)入“模糊控制”通道，并通過數(shù)據(jù)挖掘和模糊技術(shù)等方法，分別給出精準(zhǔn)控制指令和模糊控制指令，共同作用在被控對象予以執(zhí)行。

圖1 運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)信息流程簡化模型示意圖Figure 1 Simplified flow chart of the optimal control system in sports competition process

在某些情況下，兩個控制系統(tǒng)在不同信息的作用下，可能給出指向預(yù)期目標(biāo)一致性的指令，既“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”出現(xiàn)并集；但也有可能給出差異較大甚至沖突的指令，既“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”出現(xiàn)交集。因而，“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”實質(zhì)上是屬于對運動競賽過程實施控制的兩種方法，控制論所強調(diào)的控制，是將各種控制方法進(jìn)行橫向?qū)Ρ鹊那闆r下，選出其中最佳的方法進(jìn)行控制，[29]所謂運動競賽過程最優(yōu)化控制，即為頂層控制系統(tǒng)，下屬“精準(zhǔn)”與“模糊”兩個子控制系統(tǒng)，其存在并集和交集兩種情況。對運動競賽過程的最優(yōu)化控制問題，是建立在“精準(zhǔn)控制”和“模糊控制”兩種方法的集合上，探索合理運用的全局模式問題。

4.3 運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)的構(gòu)成

(1)施控主體——教練員、運動員。

在臨場競賽過程中，可以介入到競賽之中，對競賽過程實施調(diào)控的人員包括教練員、運動員、裁判員及相關(guān)工作人員。從出于制勝的角度而言，教練員在競賽過程中，發(fā)揮著指揮運動員(隊)競賽行為[30]，朝向最終制勝目標(biāo)的作用，因而，毋庸置疑，教練員是運動競賽控制的施控主體。而裁判員及工作人員，其作用在于保證比賽進(jìn)程的公平順利進(jìn)行，不屬于制勝范疇，毋須將其列為施控主體。而運動員存在的雙重身份，其既是競賽行為的實施者，同時也是競賽行為的控制者，隸屬于施控主體范疇。

(2)被控對象——運動員(隊)。

被控對象是具體實施控制行為的客體。運動競賽是運動員(隊)在裁判員主持下按照統(tǒng)一的規(guī)則進(jìn)行的競技較量[32]，因而，在運動競賽過程控制中，實施控制行為的客體無疑為運動員(隊)，意即運動員(隊)為被控對象。

(3)信息——臨場制勝指標(biāo)。

在整個運動員競賽過程中，產(chǎn)生了龐大的信息群，然而控制論所追求的信息，是與控制行為相關(guān)的主要信息，因而出于制勝目標(biāo)，有必要甄別出與競賽制勝相關(guān)的信息，實現(xiàn)控制系統(tǒng)的有的放矢。在這一方面，各項目制勝因素的相關(guān)成果可作為借鑒，即在遵循制勝規(guī)律的前提下，提前制勝因素相關(guān)指標(biāo)作為運動競賽過程控制的信息來源，在這一點上，就需要根據(jù)“精準(zhǔn)控制”和“模糊控制”的需要將制勝信息劃分歸類。

(4)通道——競賽信息及競賽行為傳遞途徑

控制通道是控制系統(tǒng)得以運行的基礎(chǔ)所在。對于運動競賽過程控制的通道，當(dāng)施控主體為教練員時，一是在臨場收集各類競賽信息的途徑，二是教練員與運動員(隊)之間的交流平臺。而當(dāng)運動員作為施控主體時，其存在內(nèi)源通道和外源通道兩個部分，內(nèi)源通道即運動員及時感知自我行為的途徑，外源通道即教練員反饋給運動員的信息，在教練員與運動員(隊)之間進(jìn)行交流的時候出現(xiàn)。

4.4 運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)的特征

運動競賽的結(jié)果具有不確定性[32]，這是其競賽學(xué)獨立于競技體育學(xué)科領(lǐng)域的根本立足點，即訓(xùn)練水平不完全等同于競技水平，訓(xùn)練成績也不能完全代表最終的競賽名次。再則，從運動競賽的起源與發(fā)展、競賽規(guī)則的演變等特點均可體現(xiàn)出，現(xiàn)代競賽的發(fā)展趨向于增加競爭激烈程度，使競賽結(jié)果充滿懸念，從而實現(xiàn)運動競賽的人文價值。競賽結(jié)果的不確定性對競賽過程控制提出了限制因素，即控制系統(tǒng)必須在承認(rèn)不確定性的前提下運行，這就決定其只能是一種相對最優(yōu)化控制，而非絕對最優(yōu)化控制。

同時，由于運動競賽過程的特殊性，教練員和運動員(隊)之間的交流受到一定限制，即信息及指令的傳遞通道某些時候是處于關(guān)閉狀態(tài)，這也決定，對運動競賽過程的最優(yōu)化控制不是連續(xù)性的，而是階段性的。

辯證唯物論告訴我們，絕對真理和相對真理是辯證統(tǒng)一的，兩者相互包含、相互滲透，絕對最優(yōu)化控制與相對最優(yōu)化控制也是如此，控制系統(tǒng)給出的指令在某一時刻，可能是絕對最優(yōu)化，但相對于整個競賽過程而言，就是相對最優(yōu)化。對競賽過程最優(yōu)化控制的追求，就是相對最優(yōu)化向絕對最優(yōu)化不斷接近的過程。[33]因而，我們需要將運動競賽過程進(jìn)行劃分，并繼而給出相應(yīng)的最優(yōu)控制指令，在不斷的反饋過程之中，調(diào)整指令，最終達(dá)到最優(yōu)化控制的目的。

廣義上而言，運動競賽過程包括賽前、賽中、賽后三個階段，而對于競賽過程的控制，主要指代狹義的賽中階段，常見的劃分依據(jù)主要有“戰(zhàn)局態(tài)勢”[34]“攻防對抗”[35]“時間維度”[36]等等，這些劃分形式多密切結(jié)合競賽特征。然而，從競賽過程控制對于信息通道的需求而言，其劃分依據(jù)應(yīng)在結(jié)合競賽特征的基礎(chǔ)上，重點考慮教練員與運動員(隊)之間的交流情況，即選擇教練員與運動員(隊)之間可以交流，信息傳遞通道處于開放狀態(tài)的時候作為劃分點。

由于不同項目的競賽特點，教練員和運動員(隊)之間出現(xiàn)交流的時間點和頻率不一，[37]應(yīng)首先依據(jù)交流時間點劃分成若干個時刻，再依據(jù)競賽特征，將同屬性的時刻劃分為階段，依次進(jìn)行時刻控制與階段控制。如分輪次的競賽，則每試跳、試投結(jié)束后，為1個時刻，每輪試跳、試投結(jié)束后，為1個階段；分節(jié)/局次的競賽，則每次暫停/換人為1個時刻，每節(jié)/局比賽為1個階段，等等。若干個最優(yōu)化時刻控制向最優(yōu)化階段控制接近，而若干個最優(yōu)化階段控制向整體最優(yōu)化控制接近。

4.5 運動競賽過程最優(yōu)化控制信息流程中特殊問題的處理

4.5.1 關(guān)于運動競賽過程最優(yōu)化控制中的開環(huán)與閉環(huán)問題

一般情況下，運動競賽過程控制系統(tǒng)的運行是由若干個時刻、階段最優(yōu)化控制轉(zhuǎn)換成最后的整體最優(yōu)化控制。然而，在某些項目的競賽過程中，如短程競速類，幾乎不存在時刻與階段控制，如圖2所示，這類項目為開環(huán)控制，即沒有反饋的參與，而對于有時刻和階段控制的項目，則為閉環(huán)控制。無論是開環(huán)控制還是閉環(huán)控制，其控制主體與被控對象均相同，控制主體接受到的量化與質(zhì)化信息也一樣。

圖2 運動競賽過程最優(yōu)化控制的開環(huán)與閉環(huán)控制Figure 2 Open and closed control in the optimal control system of sports competition process

然而，對于開環(huán)控制而言，由于其沒有反饋的參與，其最優(yōu)化控制則應(yīng)重點強調(diào)一開始控制主體給與的控制指令，需要更加全面的收集競賽前的相關(guān)信息；對于閉環(huán)控制而言，更加重視競賽中的時刻、階段反饋信息。[38]在此區(qū)別之下，對運動競賽過程的最優(yōu)化控制應(yīng)根據(jù)項目競賽的特點有所側(cè)重，特別是針對于開環(huán)控制項目，如何有效地實施“精準(zhǔn)”與“模糊”控制，達(dá)到最優(yōu)化控制的目的，則是需要根據(jù)項目的特點來具體處理。

4.5.2 關(guān)于“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”交集問題

如前述所言，運動競賽過程最優(yōu)化控制是由“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”兩個子系統(tǒng)所構(gòu)成，若兩個子控制系統(tǒng)給出的控制指令不存在相沖突的地方，則采取并集思路，對所給出的全部控制指令忠實執(zhí)行，這是最理想化的狀態(tài)。然而在實際競賽中，由于運動員的現(xiàn)實狀態(tài)或競賽局面變化等問題，兩種控制方法出現(xiàn)交集的情況時有發(fā)生，此時，如何選出最佳方法需要考慮兩個因素：控制目標(biāo)與最大約束條件。

(1)控制目標(biāo)：即對運動競賽過程實施最優(yōu)化控制所要達(dá)到的目標(biāo)，該目標(biāo)為兩個子控制系統(tǒng)在橫向比較時需要首先考慮的因素。

(2)最大約束條件：即運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)的運行邊界，通過綜合賽前及臨場相關(guān)信息，結(jié)合運動員自身的競技能力水平確立競賽中對被控對象進(jìn)行調(diào)控的上限值。

通過橫向比較，選取在不超過最大約束條件下，最接近控制目標(biāo)的指令進(jìn)入最終指令，共同形成對運動競賽過程的控制。

4.5.3 關(guān)于最優(yōu)化控制中運動員自我控制信息處理問題

運動員既是運動競賽過程最優(yōu)化控制的客體，同時也是控制主體之一，這在當(dāng)前的關(guān)于競賽中運動員自我控制的相關(guān)研究中得以體現(xiàn)。[39]運動競賽過程最優(yōu)化控制中，運動員自我控制信息的處理思路有兩個方向：

一是融合。由于運動員與教練員是兩個不同的控制主體，則其會形成兩個不同控制系統(tǒng)，共同融合形成最優(yōu)化控制。對于這一思路，則需要同時建立運動員和教練員“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”體系，并將運動員自我控制的結(jié)果與教練員控制行為相銜接。

二是融入。即針對于暫時無法準(zhǔn)確建立運動員自我控制體系的情況下，采取信息融入的方式將其納入運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)。由于本文建立的運動競賽過程“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”體系，其根本出發(fā)點就在于基于競賽的復(fù)雜性、信息獲取的有限性，在現(xiàn)實可能范圍內(nèi)予以最優(yōu)化的控制，因而，可以將運動員自我控制的結(jié)果視為教練員需要收集的競賽信息之一，納入“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”通道，從現(xiàn)象呈現(xiàn)的層面上實施最優(yōu)化控制。

整體而言，對于運動員自我控制信息的處理問題，在可能條件下，采取融合方式是達(dá)到最優(yōu)化控制的理想追求；然而，也需要認(rèn)識到一點，在“理想狀態(tài)”暫時無法達(dá)到的情況下，仍然可以采取融入的方式來解決運動競賽過程的最優(yōu)化控制問題。

4.5.4 關(guān)于運動競賽過程控制中的補償性調(diào)控問題

在實際的競賽過程中，教練員與運動員(隊)之間除了有明顯的交流時間，可以實施時刻、階段最優(yōu)化控制外，某些時候也可以通過語言、手勢等簡單信號對其競賽行為做出指示，而運動員在自身競賽行為的實施過程中，也可以發(fā)現(xiàn)一些問題并進(jìn)行及時自我調(diào)控，這類控制指令往往更多地針對運動員(隊)在實施既定競賽行為時出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行及時調(diào)整或者提示。

對于這一類調(diào)控指令，根據(jù)人的注意有限容量理論，人一次只能集中注意力于少量的信息，[40]教練員和運動員在競賽行為實施過程中的注意力有限，只能提取關(guān)鍵信息，臨場制勝信息收集不全面，因而不能將其作為實施精準(zhǔn)控制與模糊控制的信息依據(jù)。同時，這類調(diào)控指令，不會經(jīng)過控制系統(tǒng)的完整信息處理流程，往往是一種即刻性或反射性行為，由運動員(隊)競賽行為結(jié)果直接反饋回被控對象進(jìn)行調(diào)控，其本質(zhì)上為一種補償性調(diào)控，在控制系統(tǒng)給出的控制指令指導(dǎo)下，對被控對象的競賽行為進(jìn)行及時修正。需要注意的一點是，其本質(zhì)為一種補償性調(diào)控，不能替代原有控制指令。同時，其也是運動競賽過程最優(yōu)化控制系統(tǒng)得以順利運行的一項有益輔助，應(yīng)充分利用這種補償性調(diào)控，以促進(jìn)最終控制目標(biāo)的達(dá)成。

總體而言，對于運動競賽過程的控制是一種相對最優(yōu)化控制，而非絕對最優(yōu)化控制，因而其控制目標(biāo)需要充分考慮運動員(隊)及其對手競技能力水平在競賽中的最大可再現(xiàn)程度，而最優(yōu)化控制則是以“精準(zhǔn)控制”與“模糊控制”兩種模式為基礎(chǔ)的全局控制系統(tǒng)，在此過程中，需要充分考慮各項目的競賽特點，處理開環(huán)控制與閉環(huán)控制問題、臨場制勝信息的量化與質(zhì)化問題、運動員自我控制信息的融合與融入問題、精準(zhǔn)控制與模糊控制指令的交集問題、競賽過程的時刻與階段劃分問題、補償性調(diào)控的運用問題、反饋信息的再處理問題等，以達(dá)到對運動競賽過程的最優(yōu)化控制，實現(xiàn)最優(yōu)化競賽成績。