（体育人文社会学专业论文）运动训练过程组织管理的灰色系统理论与方法研究.pdf

摘要运动训练过程是由运动员起始状态的诊断，经过训练目标的确立，训练计划的制定，训练活动的实施，训练过程的检查评定，训练控制与目标的实现六个基本部分有机的组合而成。而整个运动训练过程几乎均要受制于内部诸如生理的、心理的，外部诸如社会的、环境的因素的影响和干扰，表现出巨大的复杂性和不稳定性。这种不稳定性，一方面是由因素的不确定性造成的，另一方面是由因素之间的不确定关系造成的。因此，对于运动训练问题的探讨，不是全黑或全白的，而采用不确定性数学作为其研究手段是相当可行的。灰色系统理论于1 9 8 2 年由邓聚龙教授创立以来，在短短2 0 多年，其理论结构和应用范围都得到了大量的扩充和发展。由于该理论对时间序列短、统计数据少、信息不完全系统的建模与分析具有独特的功效，因而在社会、科教、技术等众多领域得到了广泛的应用。目前，灰色系统理论也是体育领域运用新科学新技术最快最有成效的理论方法之一。虽然对运动训练过程的灰色系统方面的运用研究已进行多年，但究其研究的手段来说，大都集中在灰色关联分析、成绩预测领域：在研究项目上集中于可测量类、技能类项目的竞技能力诊断评价上，而针对运动训练实施过程进行系统研究理论与方法研究则明显欠缺。为此，本文在系统分析的基础上，运用灰色数学的方法建立系统模型，对运动训练过程的组织管理问题进行研究。具体研究如下：在运动员的竞技诊断方面。诊断方法是由不同特点和作用的灰色关联分析组成，而通过多级别、多层次的综合评价诊断系统，不仅可以对整体、层次、要素等多结构问题进行诊断，而且可将时空变化问题归入到诊断的体系中。在运动i ) l i 练目标的确立方面。不同的训练阶段需要制定出有针对性地运动训练目标，在定性分析的基础上，以g m ( 1 ，1 ) 模型为基本依据，建立起处于转折期的、多因素综合的、非等间距的、高度增长期的、有一定波动趋势的诸多灰色预测模型，从而提高训练目标制定的可行性和准确性。在运动训练计划的制定方面。在对不同竞技能力进行难度诊断的基础上，通过灰色g m ( 1 ，n ) 协调模型、灰色多目标规划模型对运动训练过程进行有效分解，以制定出切实可行的训练计划。在运动训练活动的实施方面。首先，运用灰色信息差异测度，对运动训练实施过程中的实时信息数列变化进行变异诊断：然后，使用灰色三数据模型，在灰色差异信息测度分析的基础上进行即时的“新信息”预测控制：最后。运用灰色层次决策方法，对训练实旌过程中的方法手段进行最优化处理。在运动训练过程评价与调节方面。首先，运用灰色统计聚类法、灰色关联多层次评价法对运动训练效果进行阶段性评价；然后，在评价的基础上，通过建立不同运动项目的灰色矩阵，并运用灰色去余控制对训练灰色矩阵进行调控增减；最后，对运动训练指标进行修正，阶段性的优化训练计划，已达到逼近原计划的目的。关键词：运动训练过程运动员的竞技诊断运动训练目标运动训练计划运动训练活动的实施运动训练控制灰色系统理论与方法na b s t r a c ts p o r t st r a i n i n gp r o c e s sc o n s i s t so fs i xe s s e n t i a lp a r t s ：d i a g n o s i so fa t h l e t e s i n i t i a ls t a t e , e s t a b l i s h m e n to ft r a i n i n gg o a l s ，d e v e l o p m e n to ff f a i n i n gp l a n s ，i m p l e m e n t a t i o no ft r a i n i n ga c t i v i t i e s ，c h e c ka n de v a l u a t i o no ft r a i n i n gp r o c e s s ，a n da c h i e v e m e n to ft r a i n i n gc o n t r o h n e n ta n dg o a l s h o w e v e r , t h ew h o l ep r o c e s si si n f l u e n c e db yi n t e r n a lf a c t o r s , s u c h 勰p h y s i c a l p s y c h o l o g i c a lf a c t o r s , a n de x t e i n a lf a c t o r s s u c ha ss o c i a la n de n v i r o n m e n tf a c t o r s i td i s p l a y saf e a t u r eo fc o m p l e x i t ya n di n s t a b i l i t y t h ei n s t a b i l i t yr e s u l t sf r o mt h ei n s t a b i l i t yo ff a c t o r sa n di n s t a b l er e l a t i o n s h i pb e t w e e nf a c t o r s t h e r e f o r e , w es h o u l da p p l ya na p p r o a c ho f u n c e r t a i n t ym a t hi nt h es t u d yo f s p o r t st r a i n i n gp r o c e s s s i n c ei t sf o u n d i n gb yp r o f e s s o rd e n gj u l o n gi n19 8 2 ，g r a ys y s t e mt h e o r y ss t r u c t u r ea n da p p l i c a t i o nh a sb e e ne n r i c h e da n dd e v e l o p e di nt h ep a s tt w e n t yy e a r s b e c a u s eo f i t sf u n c t i o ni nm o d e l i n ga n da n a l y s i so f s y s t e m so f s h o r tp e r i o d ，l e s ss t a t i s t i c sa n di n c o m p l e t ei n f o r m a t i o n ，g r a ys y s t e mt h e o r yi sa p p l i e d 研d e l yi i ls o c i a l ，s c i e n t i f i ca n dt e c h n o l o g i c a ls t u d i e s a tp r e s e n t ，i ti so n eo ft h em o s te f f i c i e n ta p p r o a c h e so fn e ws c i e n c ea n dt e c h n o l o g yi nt h es p o r t sr e s e a r c h a l t h o u g hi t sa p p l i c a t i o ni ns p o r t st r a i n i n gi sn o tn e w , i t sr e s e a r c hm e t h o d sa r em a i n l yi nt h ef i e l do fg r a yr e l e v a n c ea n a l y s i sa n df o r e c a s to fs c o r e s ，a n di t sr e s e a r c hi t e m sa r em a i n l yd i a g n o s i sa n de v a l u a t i o no fm e a s u r a b l ea t h l e t i ca b i l i t i e s t h e r el a c k sas y s t e m a t i cr e s e a r c ho nt h e o r ya n dm e t h o d o l o g yi ns p o r t st r a i n i n gp r o c e s s o nt h eb a s i so fas y s t e m a t i ca n a l y s i s ，t h i st h e s i sa p p l i e sg r a ym o d e l ，a n ds t u d i e st h eo r g a n i z a t i o na n dm a n a g e m e n ti ns p o r t st r a i n i n gp r o c e s s t h em a j o rr e s e a r c h e sa r ea sf o l l o w s 1 d i a g n o s i so f a t h l e t e st h ea p p r o a c hc o n s i s t so fg r a yr e l e v a n c ea n a l y s i so fd i f f e r e n tf e a t u r e sa n df u n c t i o n s t h em u l t i l e v e le o m p o s i t i v ed i a g n o s i ss y s t e mc a nd i a g n o s es t r u c t u r ep r o b l e m so ft h ew h o l e ，d i f f e r e n tl e v e l sa n de l e m e n t s ，a n dc a l lb r i n gt h ep r o b l e mo f s p a c e t i m ec h a n g ei n t ot h es y s t e mo f d i a g n o s i s 1 i i2 e s t a b l i s h m e n to f s p o r t st r a i n i n gg o a l sd i f f e r e n tt r a i n i n gp h a s e sn e e dd i f f e r e n tg o a l s ，b a s e do nt h eq u a l i t a t i v ea n a l y m sa n dg m ( 1 ，1 ) m o d e l ，m a n yg r a yf o r e c a s tm o d e l sa r ce s t a b l i s h e d ，i n c l u d i n gt h em o d e l so fat u r n i n gp e r i o d , m u l t ie l e m e n t s ，o raw a v et e n d e n c y , i no r d e rt op r o m o t ct h ef e a s i b i l i t ya n dv e r a c i t yo ft h ee s t a b l i s h m e n to ft r a i n i n gg o a l s 3 。d e v e l o p m e n to f t r a i n i n gp h m so nt h eb a s i so fd i a g n o s i so fd i f f e r e n ta t h l e t i cd i f f i c u l t i e s ，p r a c t i c a lt r a i n i n gp l a n sa l ed e v e l o p e dt h r o u g hd e c o m p o s i n go ft r a i n i n gp h a s e sb yg m ( 1 ，n ) a n dg r a ym a l t i d o b j e c t i v ep r o g r a m m i n gm o d e l 4 i m p l e m e n t a t i o no f t r a i n i n ga c t i v i t i e sf i r s t ，v a r i a t i o nd i a g n o s i sw i l lb ea p p l i e df o rc h a n g e si ni n s t a n ti n f o r m a t i o ns e q u e n c eo f n u m b e r st h r o u g hg r a yi n f o r m a t i o nd i f f e r e n c em e a s u r ei nt h ep r o c e s so fi m p l e m e n t a t i o no fs p o r t st r a i n i n g s e c o n d , n e wi n f o r m a t i o nf o r e c a s tc o n t r o l m e n tw i l lb ei m p l e m e n t e d0 nt h eb a s i so fg r a yi n f o r m a t i o nd i f f e r e n c em e a s u r ea n a l y s i sb y 鲫yt h r e e s t a t i s t i c sm o d e l t h i r d ，t r a i n i n ga p p r o a c h e sw i l lb eo p t i m i z e db yg r a yl e v e ld e c i s i o nm e t h o d 5 e v a l u a t i o na n da d j u s t m e n to fs p o r t st r a i n i n gp r o c e s sf i r s t , s p o r t st r a i n i n ge f f e c t sw i l lb ee v a l u a t e db yg r a ys t a t i s t i c sc l u s t e r i n ga n dg r a yr e l e v a n c em u l t i l e v e le v a l u a t i o n s e c o n d ，a d j u s m a e n to i lt r a i n i n gg r a ym a t r i xw i l lb ei m p l e m e n t e db y 掣a yc o n t r o l m e n tt h r o u g ht h ee s t a b l i s h m e n to fg r a ym a t r i xo fv a r i o u ss p o r t si t e m s t h i r d ，s p o r t st r a i n i n gg u i d e l i n e sw i l lb er e v i s e dt ot h eo r i g i n a jp l a n n i n gg o a lt oo p t i m i z et r a i n i n gp l a n s k e yw o r d s ：s p o r t st r a i n i n gp r o c e s s ；a t h l e t i cd i a g n o s i s ；s p o r t st r a i n i n gg o a l s ；s p o r t st r a i n i n gp l a n s ；i m p l e m e n t a t i o no fs p o r t st r a i n i n ga c t i v i t i e s ；s p o r t st r a i n i n gc o n t r o l m e n t ；g r a ys y s t e mt h e o r ya n da p p r o a c h运动训练过程组织管理的灰色系统理论与方法研究1 前言1 1 选题依据运动训练是指为提高运动员的竞技能力和运动成绩，在教练员的指导下，专门组织的有计划的体育活动，而运动训练过程是指运动训练活动进行的步骤和程序。是运动训练活动在时间维度上的表现，是运动训练的固有属性。一个完整的运动训练过程通常由6 个基本环节构成，即从运动员起始状态的诊断开始，经过训练目标的确立，训练计划地制定，训练活动的实施，训练过程的检查评定，最后达到训练目标的实现。这6 个基本环节相互联系，依次演进，适用于长、中、短期各类训练过程。运动训练过程具有多变性和可控性，随着现代科学技术的飞跃发展，人们越来越重视对行为的对象及其变化施以有效的控制，以保证其朝着预定的方向运行，实现预定目标。因此，对训练过程、训练对象( 运动员) 、竞技能力的发展等不同系统，实施程度不同的控制，对提高运动训练的实效产生着重要作用。在整个运动训练过程中，重要的是通过相应的训练手段，有计划的作用于运动员，使之产生预定的训练效果。1 9 4 8 年，美国著名数学家维纳的第一本控制论闯世，通过几十年的发展，控制论已经深入到了我们的物质生活和精神生活中，不断影响着我们的物质实践和思维方式。而体育控制论是应用控制论的基本理论与方法来研究体育这个复杂的社会系统的名称。按照钱学森的分类标准，体育系统应当属于复杂巨系统。因此，对运动训练过程控制理论的研究也就成了复杂性问题的研究。而“解决复杂性问题目前唯一的有效方法，就是使用从定性到定量的综合集成法”。运动训练的这种多因素、多层次、多目标的相互联系与制约性，使得运动训练的实施过程是由许多复杂和不确定的关系组成的动态系统，这种动态系统的不确定性，一方面表现为训练因素的不确定性，另一方面也表现为训练过程的不确定性。因此，对这样一种既复杂又不确定的系统，纯“黑”和纯“自”的研究都是不完全准确的。灰色理论对于元素( 参数) 信息不完全、结构信息不完全、边界信息不完全、运行行为信息不完全等不确定性问题的解决，有着较为有效的应用价值。因此，在研究运动训练过程这一个集生物系统、社会系统、技术系统于一体的复杂不确定系统，其意义是显而易见的。近些年，虽然灰色控制系统在运动训练学中的研究和应用逐步展开，并且已经在某些领域中取得了较好的实践效果，但究其研究的手段来说，大都集中在灰色关联分析、灰色预测领域；研究方向大都集中在田径项目的运动员选材、运动员竞技状态诊断、运动成绩预测等某些个别问题的研究上，适用于大多数运动项目的、系统的、分层次的、深入训练各环节的研究却未见文献报道。本研究旨在通过运用系统科学控制论思想和灰色控制理论方法对运动训练过程加以控制，以便更好的确定运动训练目标，制定运动训练计划，更好地对实际训练效果进行检查评定，改进原定训练目标、计划和手段，从而更好的完成训练过程，实现运动训练目标。1 2 文献综述从2 0 世纪6 0 年代中期起，世界各国体育科研工作者已经开始探索如何将控制理论引入体育和竞技运动训练领域，在此方面前苏联学者首先做出了突出贡献，1 9 6 5 年1 0 月和1 1 月，莫斯科体协和莫斯科体院分别组织了关于体育教学程序控制和体育领域关于广泛应用控制论的可能新的探讨的学术性会议，这两次会议是控制理论引入体育领域重要的里程碑。此后，越来越多的学者对之进行了更为广泛和深入研究，代表作有马特维耶夫编著的( i j i i练控制及优化( 1 9 7 2 年) ，佩特罗夫斯基编著的控制论与运动( 1 9 7 3 年) ，纳巴特尼娃编著的少年运动训练控制原理( 1 9 8 2 年) 。我国体育界对控制理论的研究始于2 0 世纪7 0 年代末期，1 9 7 8 年，史文广首次从数学分析的角度出发，应用正态分布理论和递度概率函数探讨了建立体育运动模型和实施模拟训练等问题，并于1 9 7 9 年完成了体育控制论的探讨一文，首次提出了“体育控制论”一词。2 0 世纪8 0 年代以后，随着田麦久、过家兴等专2家对训练理论进行了不同层面研究的同时，研究运动训练系统控制的科研人员也日益增多，训练控制理论日益形成体系，研究领域不断丰富，科研论文和专著水平也不断提高。1 9 8 2 年，中国学者邓聚龙教授创立了灰色理论。凭借其对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现其对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控，已在社会、经济、农业、工业、生态、生物等许多领域取得了显著的效果。短短几年中灰色系统理论已以其强大的生命力立于科学之林，奠定了它作为一门横断学科的学术地位，并产生了诸如“灰色水文学”、“灰色地质学”、“灰色育种学”等一批新兴交叉学科。由于运动调练系统本身所具有的灰色特性，使得将灰色理论应用于训练领域成为可能，许多运动训练学者已经将部分灰色系统思想和方法引入该领域，从而逐步丰富了运动训练理论方法，提高了训练的科学化水平。1 2 1 运动训练过程的灰色系统整体研究专著方面，国内较有影响的体育控制理论著作体育控制论( 徐本力，四川教育出版社，1 9 8 8 ) 、体育控制理论( 黄香伯，湖南科技出版社，1 9 9 2 )都对灰色理论在训练中的应用作了表述。前者提出了现代竞技体育最优化控制、整体化控制、信息化控制和模型化控制过程的不确定性，以及体育领域黑箱、自箱、灰箱的系统特征，认为在运动训练实施控制的过程中“我们所碰到的问题，或所要研究、认识和控制的系统，真正完全不清楚或完全清楚地情况是不多的”，并做出了“可以相信，它将为体育科研提供更为科学的方法，为体育教学和运动训练提供新的思维方式，为体育发展战略研究和2 0 0 0 年中国体育的长期预测和规划提供理论基础”的推断。而后者则是详细地介绍了运动训练过程中有代表性和实际意义的控制方法，例如灰色关联分析、g m ( 1 ，1 ) 预测模型、g m ( 1 ，n ) 系统模型等，并通过举例，说明这些方法在体育预测、决策、规划等领域应用的可行性。杨范昌、徐明等的专著灰色系统理论与体育( 成都科技大学出版社，1 9 9 4 ) 是体育科学届首部完全介绍灰色系统理论与体育结合的专著，除了分析、建模外，又介绍了灰色系统决策、灰色局势决策、灰色层次决策及灰色统计、灰色聚类等，与现实中的体育实例相结合，取得了良好的控制效果。自1 9 8 4 年在山西太原首届全国灰色系统研究学术讨论会上，徐明的论文灰色系统理论在冬季长跑中的应用面世以来，拉开了灰色系统理论在体育领域研究的序幕，随着研究和应用不断展开，逐步开始对不同的运动项目进行控制研究。范振国等认为，运动诩练系统作为一个多因素、多层次、多目标的相互联系与制约的庞大系统，它的实施过程是由许多复杂的灰关系组成，因而可以利用灰色关联法在评价的基础上参与运动员选材；利用灰色协调模型g m ( 1 , n ) 对运动员的竞技能力进行分析判断以及做出必要的调整；利用灰色预测模型g m ( 1 ，1 ) 对运动员成绩进行预测，制定出切实可行的训练目标。1 2 2 运动训练过程的灰色系统分步研究1 2 2 1 运动员竞技能力的灰色诊断研究灰色关联分析作为灰色理论中较为成熟的方法，在对运动员身体素质、竞技能力进行诊断评价中运用较为广泛，取得的效果也较为明显。例如，杜和平对世界优秀跳远运动员的各项身体素质指标与运动成绩间的关系进行了研究；朱泳运用灰色关联分析与灰色统计相结合的方法对不同水平男子百米运动员身体素质与运动成绩之间的关系进行了研究；刘嘉津研究了连续5个赛季中国男子篮球联赛前8 名球队之间的技战术能力，并依此对球队竞技实力进行了分析和分类。茅洁等将灰色关联分析法与神经网络技术结合，利用a r t 聚类分析方法，通过迭代运算对测得的生化指标数据进行挖掘处理，通过对竞技体能的分类，使信息形成具有特征意义的信息群，为运动员竞技体能的分析、解释、预测提供了量化数据，提高了对后备力量运动员培养的科学性、智能性。1 2 2 2 运动训练目标的灰色确定研究( 灰色预测理论)刘嘉津研究了适用于竞技体育领域的灰色预测理论框架问题，在对现实问题进行定性分析的基础上，运用不同的预测方法建立了对运动员不同运动训练时期，不同竞技结构，不同专项的较为全面和广阔的竞技体育领域的预测模型，对建立切实可行的训练目标提供了方法支持。鲁守栋在硕士毕业论4文中，通过在对不同预测方法研究分类的基础上，研发了s s p s t 运动训练预测仿真系统软件，实现了人机结合系统的高度结合。此外，g m ( 2 ，1 ) 在研究具有重大转折体育事件的问题中的应用，灰色马尔柯夫模型在研究训练成绩不稳定发展问题中的应用，灰色系统预测模型在研究体育复杂系统问题发展趋势中的应用等等，都是对具体体育事件进行定性分析后，选择合理的预测手段来提高预测精度、制定较为准确训练目标的方法体现。1 2 2 - 3 运动训练计划的制定的灰色方法研究管继春运用灰色系统g m ( 1 , n ) 模型，仅利用小样本数据对运动员的动态竞技状态进行了研究，得出了研究高水平运动员在影响运动成绩和训练效果方面的动态训练控制方法。孙晋海等通过对优秀十项全能运动员的成绩发展预测和各子项运动成绩目标的难易程度判断，对多项组合项群选手子项阶段训练安排的重要程度进行了灰色诊断，较好的考虑了影响其评定效果的多种主要因素，有效提高了训练的安排模式，为运动训练计划的制定提供了依据。梁建平等运用灰色动态系统模型g m ( i 舢和静态系统模型g m ( 0 , h ) 对我国优秀跳远运动员关英楠的训练负荷动态因素进行分析，将g m ( i 1 1 ) 模型和g m ( 1 ，1 ) 模型结合起来，建立了指标体系；结合数理统计，对运动负荷安排进行量化分析，建立了理想的负荷方案。1 2 2 4 运动训练过程实施的灰色控制研究需要指出的是，运动训练实施过程的控制是一个极其复杂的系统，在其中，受到诸多不确定外界因素的影响，并且这些因素之间的联系方式同样具有不确定性。对训练实施过程的控制，是运动训练控制整个过程进行中最具实效性和决定意义的环节，通过文献检索，不同运动专项控制实施的研究论文数量很少，反映出该领域研究成果的缺失。其中，王麒麟等运用灰色局势决策分析对我国优秀十项全能运动员齐海峰的竞技成绩进行了决策分析，通过对灰色决策矩阵的行分析、列分析。确定了影响其专项成绩的相对“弱项”与“强项”，指明了该运动员攀登运动竞技高峰的发展先决动力因素，认为齐海峰的训练重点应该放在发展绝对速度和速度力量项目上，形成一种以速度为先导、跳跃和投掷项目为两翼，力量为推动整体原动力的训练模式。该方法建立的训练决策模型，为训练最优化控制提供了参考，有利于总体竞技能力的进一步提高。综上所述，我们不难看出对运动训练过程灰色控制领域的研究已经具有一定的研究基础和理论厚度，形成了较为完善的理论体系和方法论体系。但就其研究对象来说，大都是用来解决训练领域中局部的、低层次的问题，这显然达不到现代方法论体系“显现出高度分化又高度综合的要求”。为此，本研究在分析运动训练过程现实状态和实际规律的基础上，从灰色理论的思想体系出发，应用现代灰色控制论研究方法，重点对运动训练过程控制的运行机制进行了研究，建立了把灰色控制理论融合进运动训练过程的现代科学训练模式，为我国运动训练理论向更高、更全面、更系统方向发展提供思想和方法双层面的借鉴和参考。62 研究对象与方法2 1 研究对象2 1 1 运动训练过程的可控性2 1 2 运动训练过程的灰色特征2 1 - 3 运动训练过程的灰色控制技术2 2 研究方法2 2 1 文献资料法和逻辑归纳法通过检索中国学术期刊题录数据库( 网址：w w 3 , v c n k i n e t ) ，并阅读相关的著作，在占有大量运动训练学理论以及灰色系统理论方法的基础上，应用灰色控制方法对运动训练过程进行系统控制研究。2 2 2 系统分析法对运动训练过程进行深入分析，了解现行系统及运作环境，在综合集成系统方法的指导下，应用灰色系统理论方法，构造出基于灰色系统的运动训练过程的系统控制理论体系。2 2 3 灰色数学建模法在对运动训练过程进行灰色状态分析的的基础上，结合实际，运用灰色控制方法进行数学建模，以实现控制效果。73 研究结果与分析3 1 运动训练过程的灰色分析3 1 1 运动训练过程系统的系统一陛和可控性分析按照现代系统研究开创者贝塔朗菲的定义，系统是“相互作用的多元素的复合体”。从组成结构来看，系统是由两个基本部分组成的，一方面是系统组分和组类的多少，即系统的多元性；另一方面是系统组分之间关联关系的复杂程度和层次结构，即系统的整体性。徐本力认为，运动负荷系统是由教学负荷、训练负荷、比赛负荷和锻炼负荷等多种一级子系统以及多大六级的下属子系统组成，从而表现出巨大的复杂性。同时，人的机体对于外部负荷的适应表现出一定的长期性、不稳定性、阶段性特征，在各子系统之间复杂的发展变化关联方式( 如非线性、不确定性、模糊性、动态性等) 下，这种不稳定状态的变化可以分为两种基本情况，一种是慢慢趋向稳定结构，另一种是出于周期性的震荡之中。因而，在制定训练计划时，要求教练员既要保证训练的系统性，在突变式增加训练负荷打破原有的机能稳定后，能使机体逐步对负荷产生适应；又应阶段性的组织运动训练过程，以保证训练周期的逐个实施，阶段性的提高运动成绩。“为了保证运动训练系统可以行之有效的运行，就需要对其实施有效的控制。”具体来讲，训练中应准确把握和控制与运动训练活动有关的各种因素和运动训练过程的各个阶段，训练的内容、量度及实施，并对它们进行及时和必要的调节，以使得运动训练活动能够按照预先设计的方式进行，保证训练目标的实现。完整的训练控制应具备以下几个重要的基本环节和条件( 图l 所示) ：( 1 ) 施控主体( 教练员等) 和被控对象( 运动员等) 。没有控制系统就无法产生和实施控制作用，被控系统的状态也无法产生定向的改变。而没有被控系统，控制作用也无处可施，控制自然是一句空话。( 2 ) 控制信息( 讲解、示范等) 和前向信息控制通路。信息是实旌控制的条件，控制系统向被控系统所发出的具有控制作用的控制信息，是沿着前8向信息控制通路传递给被控制系统的。( 3 ) 反馈控制、反馈信息( 训练效果) 和反馈信息控制通路。作为控制与被控制的教练员与运动员，在训练过程这个教育过程中是一个相互的双边关系。运动员除了接受教练员传输来的控制信息进行训练外，同时也通过口述和其他各种外在表现形式，将自己经训练后竞技能力改变的现实信息反馈给教练员，教练员将反馈信息与监测模型进行对照和分析后，重新修订计划，并将这一新的“反馈输入信息”又重新输入到控制系统中形成新的前向控制。，f ! 竺竺= l - - - - - _ - l图1 运动训练过程的控制系统( 依徐本力，1 9 9 0 )3 1 2 运动训练过程的灰性及灰色理论在运动训练过程控制中的实用价值一个系统由许多因素组成，如果组成系统的因素明确、因素之间的关系清楚、组成系统的结构明确、系统作用原理明了，那么这个系统是白色系统。如果系统信息完全缺乏，这样的系统为黑色系统。介于黑色系统与白色系统之间，即系统部分信息已知、部分信息未知的系统为灰色系统( g r e ys y s t e m ) 。1 9 8 2 年，中国学者邓聚龙教授创立了灰色系统理论。它的理论依据是：在实9际工作中，我们所要研究、认识、控制的系统，往往处于种完全不清楚和清楚的状态之间，即黑与白之间。此时该系统便称为灰色系统，它所表示出来的特定性被称为灰色性。灰色系统理论以“部分信息已知，部分信息未知”的“小样本”、“贫信息”不确定性系统作为研究对象，主要通过对“部分”已知信息的生成、开发，提取有价值的信息，实现对系统运行行为、演化规律的正确描述和有效监控。灰色系统模型对实验观测数据没有什么特殊的要求和限制，因此应用领域十分宽广。系统论和灰色理论均认为，系统信息不完全的情况可分为以下四种：1 ) 元素( 参数) 信息不完全；2 ) 结构信息不完全；3 ) 边界信息不完全；4 ) 运行行为信息不完全。下表是“灰”的一些引申含义。其中信息不完全与非唯一性是“灰”的主要含义，人们在认识世界与改造世界的过程中常常自觉或不自觉地通过对已经掌握的部分信息对事物进行整体剖析，通过对少量信息的加工并延伸、扩展到对系统进行处理。人们在开创新局面寻求优化决策时，往往会有意无意的运用“非唯一性”来探讨各种有效途径，获得最佳效果。表l白、黑、灰三种信息的区别灰色系统理论以系统论为指导，以灰色系统为研究对象。最为- - n 新兴的科学，它融合了系统论、信息论、现代数学、现代计算技术等科学的思想、方法和技术，它研究了灰色系统的构成要素、组织结构、信息流动、控制结1 0构，是对系统目标进行分析、研究、设计、调整的一般科学，具有综合性、应用性。灰色系统理论认为，尽管客观系统表象极为复杂，表征数据看似杂乱无章，但是系统内部存在必然的联系，潜藏着内在的规律，因素具有整体功能。任何随机过程都是在一定范围、一定时区内的灰色量，即灰过程，将其时间进行细分后，归结为一种连续的、平稳的、动态的随机过程。灰色系统理论把客观视为一个灰色物质系统。在研究系统时，紧紧地抓住表征信息，利用关联分析、灰色聚类、灰数生成、灰色建模等信息加工手段，寻求系统内在的规律，用于预见系统未来的发展状态，调控系统的发展速度，实现系统物质和能量的优化组合。众所周知，运动训练是一个多因素，多层次，多目标的相互联系与制约的庞大系统，它的实施过程是由许多复杂的元素及它们之间的复杂联系所组成的，它包含了运动员全面状态的诊断，专项运动成绩的发展动向、经验与科学的综合分析、对专项运动发展的预测、训练与比赛的环境条件等繁多的信息网络，是一项生物系统、社会系统、技术系统在特定的时间和空间上组合结构而成的系统工程，是一典型的灰色系统，完全可以引用灰色系统的方身体脾高重围心血肺囊身率压活质体量ll厂厂r t l速力耐灵柔度量力巧韧走跑跳掷攀爬鑫耋图2 人体的灰色系统结构图( 引自体育控制论)i 坚韧性i-l自制力r 自觉性，性格一气质厂能力本体感1感觉知能力产知觉对疾病的抵抗能力运动训练过程固有的复杂性和不确定性，导致对其的认识、模拟、预测和决策的非唯一性，而这些性质都体现了运动训练过程的灰色禀性。从一定意义上说，大多数运动训练系统具有灰色系统的特性；换句话说，灰色运动训练系统具有广泛性。运动训练过程的灰色特性源于人体生物适应性，生理周期性等内部因素的复杂性和对比赛场地、气候、竞争对手等外部因素考察的不完全( 如图2 所示) 。运动训练的实施过程中，信息的不完全是时刻存在的。如，在对运动员竞技状态的评估过程中，即使对该项目竞技能力组成的体能评价体系、生理生化指标等信息完全明晰，但由于运动员作为一个生物个体，会持续地受到生物周期性规律以及外界客观因素影响，仍难以对运动员特定时空条件下的特定竞技状态予以真实的评价；再如，对运动员运动成绩进行预测，虽然运动员以往的比赛和训练成绩及在此过程中展现出的竞技水平十分明确，但在实际的比赛过程中，却往往会因时差，场地、气候、比赛对手甚至是裁判员等关联信息的了解不甚明确，而使成绩预测的精度难以达到预期效果。3 2 运动员起始竞技诊断的灰色理论与方法3 2 1 运动员起始竞技诊断的灰色理论依据众所周知，运动员的竞技状态诊断是运动训练过程的起点和出发点。首先，运动员竞技状态的诊断为运动训练过程确立一个正确的出发点。运动员处于一种什么状态，决定其总体竞技能力状况的各个因素的发展水平如何，运动员的发育状况如何，确定这一状态的原因又是什么等等一系列问题，都对运动训练过程有着重要的影响。对这些问题的中肯分析和准确判断，是有效组织运动训练过程的基本依据之一。其次，对运动员竞技状态的诊断能及时地检查评价训练工作的效果。通过科学的诊断，可以使教练员和运动员及时掌握训练过程的进展情况及运动员竞技能力的变化情况，从而对运动训练指标的制定、训练周期的划分、阶段任务的确定、训练方法和手段的选择以及训练负荷的安排是否适宜及时做出准确的判断。最后，对运动员竞技状态的诊断是实施有效控制的重要前提。对运动员起始状态的诊断，包括运动员的运动成绩、竞技能力和训练负荷三个方面。运动成绩是运动员参加比赛的结果，是根据特定的评定行为对运动员及其对手的竞技能力在比赛中发挥状况的综合评定。这一评定既包括运动员在比赛中表现出来的竞技水平，也包括竞赛的胜负和名次。从表面来看，运动员的参赛成绩是白化的数值，而运动成绩产生的过程中，实际上了受到内外各种因素的干扰。运动成绩是竞赛过程信息不完全的表现之一，因而具有明显的灰色性质。竞技能力是运动员参加训练和比赛所必须具备的本领，是运动员的体能、技能、战术能力、运动智能和心理能力的综合。对不同专向的运动员的竞技能力进行诊断时，必须考虑不同专向竞技能力的特点。不同项群、不同项目竞技能力的组成不同，因此，相同的考察指标在不同专向垦所起到的作用以及所反映的重要性便会有所不同，这便要求对运动员竞技能力的考察指标应分类明确，有所侧重。运动员竞技能力的判定值不会是纯自的，例如，对于体能而言，主要是由速度、力量、耐力三种基本素质以及多种素质的组合素质组成，从元素信息的角度来说，具有灰色的特性；对于技能和战术能力而言，除了元素信息的不完全，还包括结构信息、边界信息的不完全，因此也具有明显的灰色特性；对于心理能力和运动智能而言，是思维活动在外部环境和影响因素的作用下所表现出来的外在应答，其灰色的特性更是显而易见的。除了各种竞技能力本身的灰色特性之外，各种竞技能力之间运行的信息也是不完全的，同样具有灰色的特性。运动员竞技能力的变化主要是在训练负荷的影响下产生的。运动员所取得的运动成绩以及竞技能力的变化，都与其所承受的运动负荷的质与量有着密切的关系。因此，通过统计学的方法，对速度、难度、负重量或密度等符合强度指标进行统计学分析，便可观测出运动员竞技能力的变化，从而较好的反映运动员训练状态的变化情况。某时期运动员所能承受的最大运动负荷数值是运动负荷诊断的依据，它的选取，要求科学地探求符合量度的l 临界值，负荷量度临界值的大小既随其发育程度、竞技水平等较为稳定的状态的变化而变化，又受着运动员健康状况、日常休息、心理状态因素的影响。对负荷量度变化的确定，应该是在科学诊断获取信息的基础上，对灰色信息进行白化处理的结果。这个过程同样是一个灰色的过程。3 2 2 运动员起始竞技诊断的灰色数学方法对运动员竞技能力的诊断是一个复杂的多指标多层次系统，它含有许多因素，这些因素之间哪些是主要的，哪些是次要的；哪些影响大，哪些影响小；哪些需要发展，哪些需要抑制；哪些是明显的，哪些是潜在的，这些都是因素分析的内容。近些年也有许多体育学者通过统计学和模糊理论，来研究其他因素对主因素的关系。但统计量要求大量数据，并对数据的分布要求较高，并且不但忽略了次要因素，而且当遇到不同的方案，不同的主要因素优劣相互交错的情况可能导致失败。模糊理论以隶属函数为基础，隶属函数的确定带有很大的经验性、主观性，它只能处理边界不确定的问题，而对信息不完全的问题，则无能为力。由于训练系统具有明显的灰色特性，因而可以利用灰色理论与方法进行研究。灰色关联是灰色系统的基本概念，它是事物之间的不确定关联，或系统因子间，因子对主行为之间的不确定关联。灰色系统分析是按照系统中各特征参数系列之间的相似相近程度用数学理论所进行的系统分析。与其他分析方法相比，灰关联分析具有对数据列不要求大样本的典型分布，计算简单易行，一般不会与定性分析产生相矛盾的结果等特点。灰关联分析的关键是灰关联的建立。关联度是体现事物间关联程度的量。在一个系统中，系统各因素之间是彼此相互作用、相互抑制、相互依赖的，如何充分定量反映因素间的这种相关程度是建立关联度的根本所在。3 2 2 1 几种主要的灰色关联度3 2 2 1 j 原始数列的无量纲化处理在运动训练系统中，有很多因素的意义不同，所以数据的量纲各异。如，有的测量单位为长度“米”，有的则是时问“秒”；肺活量用“毫升”，心率用“踟分”；等等。其次，各种单位进行测量时数值的数量级相差悬殊，如，有的小肌肉群的力量素质训练不足l 公斤，而有的大肌肉群训练所需负荷强度却高达上百公斤；有些爆发力项目只需几秒即可完成，而有些耐力性项目1 4则长达数小时；等等。在直接比较无法得到正确结果的情况下，一般需要对原始数据进行无量纲化数据处理，其主要作用有：统一因素问的量纲；统一因素间的级数：使无参考点的序列有共同的参考点，利于比较；尽量使指标数呈典型状态，从而加大可比较的性质，提高结果的可靠性、可行性。，主要的单位无量纲化方法有：初值化变换模型：删= 端叫)式中，( j j ) 为原始数据，工：( 1 ) 为第f 个变量的第一个数据的初值。均值化变换模型：墨( 七) ：三掣( 3 2 2 )式中，爿( d 为原始数据，习3 去善一( 后) 第个变量的平均值。标准化变换模型：删：鲨( 3 2 3 )式中，( t ) 为原始数据，葛2 壶善i ( 砷第个变量的平均值，为变量的标准差，研=是第i 个变量的标准差。t 分值化变换模型：啦) = 掣+ 5 0( 3 2 4 )式中，_ ( d 为原始数据，习= 三毒( i ) 第f 个变量的平均值，g 为变量珀q1 5标准差，舅=是第i 个变量的标准差。极差化变换模型：t ( 七) ：盟盟粤之( 3 蠲m a x x 。一m m x ：式中，( 七) 为原始数据，i i l i r l x ：第f 个变量原始数据的最小值，m a x x ：第1 个变量原始数据的最大值。归一化变换模型：t ( 后) ：毒盟( 3 2 6 )x ： )式中，( 七) 为原始数据，一( 七) 为原始数列的级数和。3 2 2 1 2 灰色关联分析法设有参考数列为：x o = ( x o ( 1 ) ，( 2 ) ，x o ( k ) ，( 胛) )比较数列为：x ，= ( 工，( 1 ) ，t ( 2 ) ，( | i ) ，x ，( 肝) ) ，f = 1 , 2 ，n第k 个时刻，比较数列x ，对参考数列x 。的关联系数为( 后) ，其计算公式为：伍) = m i n i m 而k i njx)o一(k)-x】,+(kpm+pm甲axmkk。a仁xjx)o一(k)g-, x l , ( k ) ，( 3 2 7 )其中p 为分辨系数，p 取0 5 或1 0 。k ( t ) 一t ( 后) l 称为第k 个时刻与的绝对差