許占鳴 李泓辰

(1.西安體育學(xué)院 游泳教研室 陜西西安 710068;2.北京體育大學(xué)中國(guó)田徑運(yùn)動(dòng)學(xué)院 北京 100084)

撐竿跳高成績(jī)構(gòu)成分量反映了運(yùn)動(dòng)成績(jī)各部分的特征，而且各分量占比適宜與否，直接關(guān)乎著試跳成敗。近年來(lái)，廣為沿用的成績(jī)構(gòu)成分量4H理論已無(wú)法滿足實(shí)際研究的需求，5H理論作為最新理論更切實(shí)地反映了運(yùn)動(dòng)實(shí)際。隨著撐竿跳高運(yùn)動(dòng)技術(shù)的不斷改進(jìn)，我國(guó)的撐竿跳高項(xiàng)目取得了一定的成績(jī)，其中較為典型的是李玲成為亞洲紀(jì)錄保持者[1]。但是，此項(xiàng)目成績(jī)?nèi)耘c世界紀(jì)錄有較大差距[2]。為了更好地做好智能化訓(xùn)練反饋科技服務(wù)保障，有規(guī)劃地進(jìn)行田徑項(xiàng)目國(guó)家隊(duì)科技助力工作，該文以5H理論為視角，協(xié)以項(xiàng)目特點(diǎn)，搜集大量國(guó)內(nèi)外相關(guān)數(shù)據(jù)，探尋我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員各成績(jī)構(gòu)成分量特征以及與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員的差距，以期提高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)，豐富5H理論數(shù)據(jù)庫(kù)，全力保障國(guó)家隊(duì)備戰(zhàn)大型國(guó)際賽事。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量及失敗跳次原因?yàn)檠芯繉?duì)象。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法

圍繞該研究的重點(diǎn)，分別在中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方等平臺(tái)以“5H理論”“撐竿跳高成績(jī)構(gòu)成分量”“Pole Vault”“Technical principle”等關(guān)鍵詞進(jìn)行相關(guān)檢索，仔細(xì)閱讀、篩選、分析檢索到的中英文文獻(xiàn)，同時(shí)積極查閱國(guó)際田聯(lián)、中國(guó)田徑協(xié)會(huì)官網(wǎng)相關(guān)信息，了解世界運(yùn)動(dòng)員成績(jī)發(fā)展態(tài)勢(shì)，為撰寫該文奠定理論基礎(chǔ)。

1.2.2 對(duì)比分析法

將我國(guó)撐竿跳高精英隊(duì)員的相關(guān)指標(biāo)同國(guó)外高水平撐竿跳高隊(duì)員對(duì)比，分析我國(guó)精英隊(duì)員與其在5H成績(jī)構(gòu)成分量的差距，找出我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員存在的技術(shù)問題。該文國(guó)外數(shù)據(jù)取自2015年世界田徑錦標(biāo)賽撐竿跳高項(xiàng)目男女子前12名均值[3]。

1.2.3 運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)攝影法

（1）影片拍攝

競(jìng)賽拍攝時(shí)間和地點(diǎn)：2020年9月17日和9月18日在浙江省杭州市上虞體育中心分別對(duì)男、女子撐竿跳高比賽進(jìn)行拍攝。

拍攝儀器：4臺(tái)JVC高速攝像機(jī)、2臺(tái)SONY（FDRAX700）高速攝像機(jī)、6個(gè)三腳架、一套輻射型三維標(biāo)定框架。

拍攝流程：項(xiàng)目組使用6臺(tái)高速攝像機(jī)進(jìn)行拍攝，其中2臺(tái)SONY高速攝像機(jī)分別位于運(yùn)動(dòng)員跑進(jìn)方向左側(cè)和正對(duì)跑道的看臺(tái)上，用于三維拍攝，攝像機(jī)的拍攝頻率為60Hz，曝光時(shí)間為1/1000s。其余4臺(tái)為JVC高速攝像機(jī)，拍攝頻率為50 Hz，曝光時(shí)間為1/1000s。6臺(tái)攝像機(jī)的具體機(jī)位如圖1所示。S1號(hào)相機(jī)用于拍攝三維畫面的正面，拍攝主光軸正對(duì)運(yùn)動(dòng)平面，與運(yùn)動(dòng)員跑進(jìn)方向相對(duì)，攝像機(jī)距撐竿跳高架約30m；S2號(hào)相機(jī)用于拍攝三維畫面的側(cè)面；J1號(hào)相機(jī)用于拍攝運(yùn)動(dòng)員助跑后四步；J2號(hào)相機(jī)用于拍攝的拍攝范圍為運(yùn)動(dòng)員起跳騰空至過(guò)桿落墊；J3號(hào)相機(jī)用于拍攝運(yùn)動(dòng)員全程助跑；J4號(hào)相機(jī)通過(guò)掃描跟蹤的方式拍攝運(yùn)動(dòng)員的全程助跑，拍攝主光軸均垂直于運(yùn)動(dòng)平面，機(jī)身高度為1.20m。除J1號(hào)攝像機(jī)在看臺(tái)下，其余攝像機(jī)均位于看臺(tái)上[4]。

比例尺的設(shè)置，主要包括平面規(guī)定和三維標(biāo)定。平面標(biāo)定：如圖1所示，分別在0m (穴斗底端)、3m、5m處放置橫桿作為橫向比例尺，利用橫桿固定長(zhǎng)度(4.50m)和橫桿上固有的標(biāo)志點(diǎn)作為縱向標(biāo)尺。三維標(biāo)定：將三維標(biāo)定框架在穴斗處高舉至空中，在比賽前和比賽后均進(jìn)行3次標(biāo)定。標(biāo)定過(guò)程中，以在S1和S2相機(jī)處觀察框架上的各桿互不重合為成功的1次標(biāo)定。

圖1 拍攝位置示意圖

（2）圖像解析

采用銳動(dòng)科技公司開發(fā)的fastmove三維錄像解析系統(tǒng)進(jìn)行解析，解析頻率為60Hz，截?cái)囝l率為10Hz，選取21個(gè)關(guān)節(jié)位置及橫桿和撐竿兩端的四點(diǎn)，逐幀點(diǎn)點(diǎn)后進(jìn)行平滑處理，之后導(dǎo)入DLT標(biāo)定框架融合，合成完整棍狀圖及相關(guān)數(shù)據(jù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量分析

握竿高度在運(yùn)動(dòng)成績(jī)中占有首要地位，握竿高度的提升將很大程度提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)[5]。由表1、表2可知，我國(guó)精英男子運(yùn)動(dòng)員的握竿高度接近國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員，而女子運(yùn)動(dòng)員相差較多，尤其是陳巧鈴，低于國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員近20cm，說(shuō)明繼續(xù)加強(qiáng)重點(diǎn)運(yùn)動(dòng)員的握竿高度，改進(jìn)整體技術(shù)水平，是我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員提高成績(jī)應(yīng)該努力的方向。同時(shí)，運(yùn)動(dòng)成績(jī)對(duì)握竿高度的依賴性取決于運(yùn)動(dòng)員的整體技術(shù)水平，在所有成功跳次中，張偉的H1占總成績(jī)的89.62%，李玲為95.35%，陳巧鈴甚至高達(dá)98.16%，國(guó)外高水平男子為83.45%，女子為88.72%，通過(guò)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員對(duì)H1的依賴性大于國(guó)外選手，并且女子運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)成績(jī)更依賴于H1。

撐竿跳高成績(jī)由握竿高度和騰躍高度構(gòu)成，H2和H3占騰躍高度的大部分。良好的竿上技術(shù)和推竿后對(duì)身體的控制能力有利于騰躍高度的提高[6]。由表1、表2可知，我國(guó)精英男女子運(yùn)動(dòng)員的騰躍高度均顯著低于國(guó)外水平，相差近30cm之多，相比于握竿高度，我國(guó)精英隊(duì)員的騰躍高度與之差距更大。通過(guò)騰躍高度H2、H3互相比較發(fā)現(xiàn)，H2大于H3都超過(guò)40cm，說(shuō)明我國(guó)精英和國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員的騰躍高度更依賴H2，尤其是女子運(yùn)動(dòng)員；分別對(duì)比國(guó)內(nèi)外男女子運(yùn)動(dòng)員的騰躍高度發(fā)現(xiàn)，我國(guó)精英男子運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外運(yùn)動(dòng)員在H2和H3上差距接近，而我國(guó)女子精英運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員在H2相差30cm，在H3上僅僅相差3cm，說(shuō)明我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員在騰躍高度上的差距更多在H2上。研究表明，提高助跑速度可有效提高H2的高度，所以進(jìn)一步提高助跑速度是縮小我國(guó)運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員成績(jī)差距的可行之徑[7，8]。

H4、H5是騰躍高度的一小部分，不僅能反映對(duì)H2和H3的利用率，還能反映過(guò)桿技術(shù)的好壞。過(guò)桿技術(shù)越好，H4與H5之和越小，對(duì)騰躍高度的利用率就越高，反之也成立。試跳失敗的跳次不涉及H4和H5，所以此分量上只分析成功跳次。由表1、表2可知，在H4、H5方面，除了我國(guó)精英女子運(yùn)動(dòng)員在H5上與國(guó)外接近外，其余全大于國(guó)外，并且我國(guó)女子在H4方面明顯大于國(guó)外高水平女子均值，說(shuō)明我國(guó)精英隊(duì)員重心利用率較差，且我國(guó)精英女子隊(duì)員在H4上對(duì)利用率的影響較大。另外，張偉的重心利用率為95.15%，李玲、陳巧鈴最好跳次的利用率分別為93.07%、91.89%，國(guó)外高水平男、女子重心利用率分別為96.96%、95.52%，通過(guò)對(duì)比可發(fā)現(xiàn)，在重心利用率方面，國(guó)外男子＞國(guó)外女子＞張偉＞李玲＞陳巧鈴，并且國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員在重心利用率方面整體大于我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員，進(jìn)一步說(shuō)明我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員對(duì)騰躍高度的利用率較差。此外，男子運(yùn)動(dòng)員重心利用率大于女子，也可說(shuō)明男子過(guò)桿技術(shù)好于女子。

表1 我國(guó)精英男子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量情況

表2 我國(guó)精英女子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量情況

2.2 我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量的占比

由圖2可知，不管是我國(guó)精英隊(duì)員，還是國(guó)外高水平選手，H1、H2、H3的占比都為H1＞H2＞H3，H1遠(yuǎn)大于其他兩個(gè)分量的比值，說(shuō)明握竿高度是撐竿跳高運(yùn)動(dòng)成績(jī)的核心，是運(yùn)動(dòng)員奪取優(yōu)勝的法寶。而在H2、H3中，H2占有絕大部分，H3最多僅為2.75%，我國(guó)精英女子運(yùn)動(dòng)員甚至為0，說(shuō)明在騰躍高度當(dāng)中，撐桿的彈性力量更多作用到運(yùn)動(dòng)員伸展轉(zhuǎn)體，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員推桿的伸展性，而并非推竿后的重心騰起高度。除此之外，男子選手在H2和H3的占比上均大于女子選手，說(shuō)明男子選手的竿上技術(shù)要好于女子，能夠更好地利用撐桿的彈性力量，將人體騰躍到更高的高度。

圖2 我國(guó)精英男、女子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)構(gòu)成分量占比示意圖

2.3 我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員差距分析

由圖3可知，我國(guó)精英男子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員的差距主要在H2和H3上，且張偉在H3上的差距更大，丁邦超在H2上的差距更大。我國(guó)精英女子運(yùn)動(dòng)員則與男子不同，其與國(guó)外高水平女子運(yùn)動(dòng)員的差距更多地體現(xiàn)在H1和H2上，李玲的差距主要在H2上，陳巧鈴的差距主要在H1上。

圖3 我國(guó)精英男、女子撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員差距示意圖

2.4 我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員失敗跳次原因分析

對(duì)我國(guó)精英男子隊(duì)員的構(gòu)成分量情況進(jìn)行分析可知，丁邦超在橫桿高度為5.30m的3個(gè)跳次均失敗，3個(gè)跳次的重心最高點(diǎn)平均為5.53m，張偉在5.30m高度上的成功跳次的重心高度為5.57m，二者僅相差4cm，張偉和丁邦超的重心最高點(diǎn)高度均超過(guò)橫桿，況且張偉在越過(guò)5.30m的高度時(shí)，有將近27cm的高度未被利用，說(shuō)明丁邦超有足夠的重心高度越過(guò)橫桿，但由于竿上技術(shù)動(dòng)作不合理，使肢體某環(huán)節(jié)碰掉橫桿，導(dǎo)致試跳失敗。對(duì)于張偉，5.50m的跳次均失敗，相比于5.30m成功跳次的成績(jī)分量，騰躍高度的值均有增加，且都高于橫桿高度，但5.30m的跳次中H4、H5的值也可反映張偉的過(guò)桿技術(shù)不佳，所以在增加橫桿高度的情況下，需要更高的重心高度，才可成功越過(guò)橫桿，或者在重心高度不變的情況下，合理設(shè)置預(yù)設(shè)架距進(jìn)而減小H4、H5的值，增加重心利用率，也可順利過(guò)桿。通過(guò)以上分析可知，張偉和丁邦超跳失敗的主要原因?yàn)檫^(guò)桿技術(shù)不佳或者預(yù)設(shè)架距不合理，建議今后多加磨煉過(guò)桿技術(shù)，從而為騰躍更高的高度提供可能。

對(duì)我國(guó)精英女子運(yùn)動(dòng)員的構(gòu)成分量情況進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，運(yùn)動(dòng)員的H3均為0cm，說(shuō)明李玲和陳巧鈴的騰躍高度全部由H2構(gòu)成。由圖4、圖5可看出，李玲和陳巧鈴的重心最高點(diǎn)出現(xiàn)在推竿環(huán)節(jié)上握手臂尚未伸直的過(guò)程中，而不是出現(xiàn)在推竿后的某一瞬間，具有先騰躍橫桿、再推竿的現(xiàn)象。因此，運(yùn)動(dòng)員推在竿后，重心呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，而不是升高，這也合理解釋了我國(guó)精英女子隊(duì)員H2值低和H3值為0的現(xiàn)象。基于上述現(xiàn)象不難看出李玲和陳巧鈴試跳失敗的原因。李玲在4.40m的失敗跳次中，重心最高點(diǎn)及H2值平均為4.48m和0.23m，明顯低于4.30m成功跳次的值，況且重心最高點(diǎn)才超越橫桿高度8cm，通過(guò)前文分析得知我國(guó)精英女子運(yùn)動(dòng)員的重心利用率較差，所以沒有絕對(duì)的重心最高點(diǎn)很難成功越過(guò)橫桿，再加上李玲為先過(guò)桿再推竿，兩失敗跳次推竿時(shí)H1與H2之和均低于橫桿高度，所以造成李玲在4.40m的高度試跳失敗。前文已說(shuō)明陳巧鈴的重心利用率最差，為91.89%，要想越過(guò)4.30m的高度，重心最高點(diǎn)應(yīng)達(dá)4.68m，而3次失敗跳次的重心最高點(diǎn)均低于此值，這是她在4.30m高度3次試跳均失敗的一個(gè)原因。另外，根據(jù)陳巧鈴先越桿后推竿的特點(diǎn)，她在橫桿高度4.30m的第一和第三次失敗跳次中，推離撐竿瞬間H1與H2之和小于或幾乎接近橫桿高度，是這2個(gè)跳次失敗的主要原因。在4.30m第二跳次中，與李玲在4.30m的撐竿跳次相比，雖然其具有較高的H2，但由于李玲有握竿高度優(yōu)勢(shì)，所以二者重心最高點(diǎn)相差無(wú)幾，但由于李玲的重心利用率高于陳巧鈴，所以李玲在此高度上試跳成功，而陳巧鈴試跳失敗。良好的上肢力量可為推竿過(guò)程保持良好姿態(tài)提供穩(wěn)定支撐[9]。通過(guò)以上分析可知，李玲試跳失敗的主要原因出現(xiàn)在推竿瞬間身體重心的高度較橫桿高度低，今后要加強(qiáng)上肢力量以及推竿過(guò)程身體的伸展程度；而陳巧鈴試跳失敗的主要原因?yàn)橹匦睦寐瘦^低，建議今后著重加強(qiáng)過(guò)桿技術(shù)。

圖4 李玲推竿瞬間及重心最高點(diǎn)示意圖

圖5 陳巧鈴?fù)聘退查g及重心最高點(diǎn)示意圖

3 結(jié)語(yǔ)

在H1、H2、H3占重心最高點(diǎn)的比值上，我國(guó)精英撐竿跳高運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員一樣，均為H1＞H2＞H3,其中H1占比遠(yuǎn)大于H2與H3之和，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)成績(jī)主要依賴握竿高度H1。在騰躍高度H2＋H3上，H3占比甚微，說(shuō)明撐桿的彈性力量更多地促進(jìn)H2的升高，并非H3。

我國(guó)精英男子運(yùn)動(dòng)員與國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員在成績(jī)構(gòu)成分量上的差距主要體現(xiàn)在H2、H3上，女子運(yùn)動(dòng)員差距主要體現(xiàn)在H1、H2上。在H4、H5方面，我國(guó)精英男、女子運(yùn)動(dòng)員均大于國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員，說(shuō)明我國(guó)精英運(yùn)動(dòng)員的過(guò)桿效率低于國(guó)外高水平運(yùn)動(dòng)員。

我國(guó)精英男子運(yùn)動(dòng)員試跳失敗的主要原因?yàn)檫^(guò)桿技術(shù)不佳或者預(yù)設(shè)架距不合理；李玲試跳失敗的主要原因?yàn)橥聘退查g身體重心的高度較橫桿高度低，陳巧鈴試跳失敗的主要原因?yàn)橹匦睦寐瘦^低。