跳远全程助跑中步态变化特点及其对助跑速度的影响
王国杰，章碧玉，彭秋艳，邹吉玲
摘 要： 目的：探讨我国高水平跳远运动员助跑过程中步态变化特点及其对助跑速度的影响。方法与内容：采用分段录像解析法对2018年全国田径锦标赛跳远项目决赛男、女前8名运动员全程助跑不同阶段的步长、步频、步速、下肢对称性和分段速度进行研究。结果：1)男子在后程助跑中增速18.9%，步长和步频增幅分别为7.4%和12.4%；女子后程增速12%，步长和步频增幅分别为8.3%和14.5%；56.25%的运动员在前程助跑中表现出步长倾向，87.5%的运动员在后程助跑中表现出步频倾向；2)非起跳腿在步频和步速上更具优势，起跳腿的优势仅体现在步长上，非对称性并未对造成双侧下肢在步长、步频和步速上的显著差异，并且与踏板准确性和助跑速度无相关关系；3)步态变化和下肢非对称性并未造成助跑水平速度上的损失，运动员均在板前10～0 m和最后2步内达到最大速度。结论：1)步频是跳远项目增速的主导变量，但是在不同助跑阶段又具有不同的表现形式。在前程助跑逐渐增加步长提高速度，在后程助跑中保持或略有增加步长的前提下，逐渐加快步频以达到最大速度是全程助跑的节奏模式；2)教练员在助跑训练中应考虑全程助跑的步态变化特点，并根据运动员前、后程助跑步数，在助跑训练中给与相应的提示，前程助跑中注意加大蹬地力量加大步长，后程助跑中应注意加快动作速率，强调神经系统的兴奋性，加快步频。
关键词： 跳远；全程助跑；步态变化；对称性；助跑速度
位移速度是步长与步频两个因素共同作用的结果，两者存在此消彼长的关系[1]，其中某一因素最大化均可达到最大速度[2-3]，在短跑的研究中不同学者从不同视角分析了步长和步频在速度中的重要作用，但是由于研究所针对的跑动阶段和运动员水平不同，其研究结果有一定的分歧。Suzuki等人认为步频是增速的主导变量[4-6]，而Komi等人认为步长才是增速的主导变量[7-9]。助跑速度是决定跳远成绩的关键因素[10-12]，但是由于跳远助跑距离长，且跑道上无明显标志点，难以开展全程助跑的步态分析研究，常见的研究多集中在板前4步至起跳的空间范围内[13-15]，难以对全程助跑中步长、步频及其变化特征进行深入的探究，虽然Hay[16]研究认为跳远运动员提高速度的主要途径是增加步频，并且起跳前的高步频有利于快速完成起跳，但是研究仅限于准备起跳阶段，具有一定的局限性；另外，跳远助跑受到起跳板的限制，运动员通常需要在后程助跑阶段进行步态上的调整，以消除前程助跑的积累误差，并达到可控速度[17-21]；再加上跳远项目的非对称性用力，双侧下肢在力量和动作速度上存在一定差异。那么跳远全程助跑中步长、步频和步速上的变化特点如何？它们之间的相互作用是否会对助跑速度产生影响？鉴于此，本研究对我国优秀跳远运动员全程助跑中不同阶段的步长、步频和步速以及下肢对称性进行研究，探讨其与助跑速度之间的关系。
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1研究内容与方法
1.1 研究内容
以2018年太原田径锦标赛(9月14-17日)总决赛男、女跳远决赛前8名运动员为研究主体(男子运动员成绩、身高、体重和年龄分别为7.72±0.17 m 、1.81±0.04 m、67±2.78 kg和24.88±3.09岁；女子运动员上述指标分别为6.16±0.15 m、1.72±0.08 m、57±5.30 kg和22.63±3.34岁)；以助跑不同阶段步长、步频、步速和对称性特征及其对速度的影响为主要研究内容。
1.2 主要研究方法
1.2.1 二维录像拍摄解析
2)录像解析：首先，截取运动员最佳跳次技术录像(最佳跳次成绩见表1)，采用Ariel14.2.3中的Digitize版块对标志贴进行标定，确定R1、R2、R3和R4坐标(图2)，最后由R1和R3坐标确定P1坐标，即：
同P1。在获取比例尺坐标后，以P1和P2坐标确定二维水平标尺P1P2，并进行标定(长度10 m)；然后，对每1步着地瞬间脚尖位置进行数字解析，计算不同着地点水平坐标，并进行数据输出与处理。分段时间以躯干有效部位(不包含四肢和头部)触及标志点连线瞬间作为时间的起止点。其中，重叠部分步长的计算，采用了2台相机中相同单步步长的平均值。
1)录像拍摄：采用3台JVC GC-P100在比赛现场进行定点定焦拍摄运动员每次试跳时起动至踏板的技术录像，拍摄频率50 Hz，快门速度1/1000 s，分辨率1920×1080/50 P，摄像机主光轴与助跑跑道方向垂直。3、2和1号机分别对准起跳板后10 m、30 m和45 m处位置(图1)，相机放置在高度为30～35 m的顶层看台，拍摄距离50～55 m，每台摄像机拍摄范围为20～22 m，其中3和2号机重叠区域为板后18～22 m区域，1和2号机重叠区域为板后35～45 m。赛前在助跑跑道0 m、10 m、20m、30 m、40 m和50 m边线外两侧0.30 m处贴设长0.05 m，宽0.05 m的白色标记帖(图1)，以标志贴远离沙坑的后沿作为距离测量的起点(图2)。4号机(Casio EX-ZR800)聚焦运动员足部进行扫描跟踪拍摄，拍摄频率240 Hz，分辨率640×480，用于支撑和腾空时间的测量。
图1 拍摄现场机位布置及标志点贴设位置示意图
图2 二维标志点示意图
3)拍摄误差：比赛开始前在起跳板后8.10 m、15.10 m、22.10 m、25.10 m和32.10 m处放置标志点，并记录标志点所对应的实际值。解析后的数值与实际值误差为±0.02 m(百分误差为±0.25%)[17-20,22-23]，在可接受范围内。
2.4 全程助跑不同分段速度特征
1.2.2 数理统计法
当
时公式改为
采用SPSS 17.0和Origin 9.0对原始数据进行描述性统计、T检验和相关分析。步长与步频倾向性中，利用步频-速度与步长-速度的相关系数之差作为标准值，正值时为步频型，负值时为步长型[27]；对双侧下肢步频、步长和步速进行T检验，并对其非对称性系数与踏板精度和助跑速度进行相关分析。
2研究结果
跳远运动员通常会在后程助跑阶段进行步态上的调整，消除前程助跑积累误差的同时，形成良好的起跳准备姿态，并达到适宜的可控速度[17-21]。Lee[17]发现运动员会在后程助跑中根据视觉反馈信息，调整后续单步中的垂直冲量，调整步态。Hunt[8]认为加大垂直冲量可以加快步频，但对步长有消极影响。本研究中，男、女运动员在后程助跑中主要通过增加步频的方式加快助跑速度，分别有62.5%和87.5%的运动员在全程和后程助跑中表现出步频倾向，56.25%的运动员在前程助跑中表现出步长倾向。可见步频在全程以及后程助跑中是速度提升的核心因素，而步长在前程助跑中对速度的获得起重要作用。
男、女全程助跑平均步长、步频和步速分别为2.16±0.12 m、1.94±0.05 m， 4.05±0.27 Hz、3.88±0.13 Hz和8.76±0.51 m/s、7.53±0.32 m/s；后程助跑中的步长、步频和步速相比前程助跑有所提高，并达到最大值，男、女运动员上述指标分别为2.29±0.04 m、2.05±0.04 m，4.45±0.11 Hz、4.27±0.18 Hz和10.18±0.34 m/s、8.73±0.26 m/s(表1)。男子运动员助跑速度由前程的8.26 m/s，提升至后程的10.18 m/s，速度增量1.92 m/s，增幅18.9%，其中步长和步频增量分别为0.17 m和0.55 Hz，
表 1全程助跑距离以及不同阶段步长、 步频和速度
2.3 全程助跑优势与非优势腿对称性特征
2.2 助跑不同阶段步长和步频对速度的影响
第二,至40年代，英美陌生化文学特点初步形成。在这一阶段,英美作家受到一战的影响,战前的繁华变为废墟，面对无边的废墟，作家们再也无法将对美好生活的憧憬和向往寄托于田园生活,只能通过更为虚幻的语言形式来表现内心的空虚和迷乱。因此，这个阶段的陌生化文学作品重点描述人物的主观感受，而不是外部的客观现实。
全程助跑中有4人(25%)为步长倾向型、10人(62.5%)为步频倾向型，另有2人(12.5%)不具有倾向性；前程助跑中9人(56.25%)为步长倾向型、4人(25%)为步频倾向型，另有3人(18.75%)不具倾向性；后程助跑中2人(12.5%)为步长倾向型、14人(87.5%)为步频倾向型(图3～图5)。由此可见步长是前程助跑增速的主导变量，而步频为后程助跑增速的主导变量。
表 2助跑不同阶段步长、步频与速度的相关系数
图3 全程助跑步长与步频倾向性
图4 前程助跑步长与步频倾向性
图5 后程助跑步长与步频倾向性
增幅分别为7.4%和12.4%；女子运动员助跑速度由前程的6.82 m/s提升至后程的8.73 m/s，速度增量1.91 m/s，增幅12%，其中步长和步频增量分别为0.17 m和0.62 Hz，增幅分别为8.3%和14.5%。步频在后程助跑中是速度提升的主导因素，对速度提升的贡献率较高。
跳远是单一动作结构非周期性项目，在长期起跳负荷作用下，会产生程度不同的下肢非对称性，主要表现在步长、步频和步速的差异上，一般认为起跳腿在上述指标上会优于非起跳腿。但本研究发现非起跳腿的步长、步频和步速大于起跳腿(表3)，对应的人数及比例分别为6人(37.5%)、12人(75%)和11人(68.75%)，但仅有4人(25%)在步长和步频上表现出显著差异(P <0.05), 并且其对应θsym值为3.82±0.87，高出Zifchock[28]在周期性项目中1.8%的适宜对称系数值，并表现出明显的非对称性；但是研究并未发现步态非对称性与踏板犯规率和助跑速度之间的相关关系(表4)，说明体现在步长、步频和步速上的下肢非对称性并不会对助跑速度和踏板准确性产生影响。
研究结果表明，不同移植处理对降香黄檀叶片的光响应曲线影响明显不同(图1)。在光强低于200 μmol·m-2·s-1时，各处理下植株的净光合速率(Pn)依次排序为：断根 > 全冠移 > CK > 去冠 > 去冠移处理。随着光强的增加，去冠处理下叶片的Pn增加速度明显大于去冠移，当光强达到1500 μmol·m-2·s-1时，各处理下的Pn基本达到光饱和。
表 3全程助跑优势与非优势腿对称性
注：P为优势腿(起跳腿)，NP为非起跳腿；*表明P与NP在步长、步频和步速上的对称性在0.05水平有显著差异
表 4下肢非对称性与踏板犯规率和助跑速度的相关性
4)技术参数界定：①步频和步速：
其中支撑时间(TC)为脚与地面接触瞬间至脚离开地面后的第1个画面；腾空时间(TF)为脚与地面分离瞬间至脚与地面下一次接触瞬间；②助跑阶段的划分：全程助跑指运动员从起动至踏板；Hay等[13,20,24-25]以最大趾-板距离标准差出现的位置(倒数第6步)将助跑分为程序化助跑和视觉调控助跑，该分界点也被称为视觉调控点。本研究以此为依据将程序化助跑作为前程助跑，指起动点至视觉调控点(倒数第6步)；视觉调控阶段作为后程助跑，指视觉调控点至起跳；③优势腿(Prefer Leg)指起跳腿，非优势腿(Non-Prefer Leg)指非起跳腿；4)对称系数：优势腿与非优势腿之间的差异[26]，其中XNP和XP在本研究中为优势和非优势腿的步长、步频和步速，其计算公式如下：
目前诸多研究已经证实了助跑速度与成绩之间的高度正相关关系，本研究中板前10～0 m速度与成绩的相关系数为0.949(P <0.01)，运动员从起动(40～30 m)至起跳前(10～0 m)速度不断增加(表5、图7)，并在板前10～0 m区间范围内达到最大速度，男子为10.22±0.29 m/s、女子为8.90±0.27 m/s。从单步上来看，虽然在助跑过程中有轻微波动，整体上助跑速度从起动至踏板呈不断加大的趋势， 有14人(87.5%)在起跳前最后1步达到最大速度，另有2人(12.5%)在倒数第2步达到最大速度；所以无论是从10 m分段，还是单步而言，在助跑过程中运动员的助跑速度整体呈不断加大的态势，并没有因为步态的不对称和调整带来较大的速度波动或者损失。
比如花很多钱买回一条狗，狗突然失踪，主人怎么办？肯定悬赏重金将它找回……找回来，揍一顿，锁上铁链，关起来，饿几天……
表 5全程助跑不同分段速度
注：L为最后1步
图6 不同分段速度变化曲线
图7 单步速度占最大速度百分比曲线
3分析与讨论
2.1 助跑不同阶段步态特征
论证区水样经云南地质工程勘察设计研究院测试研究所检测，水中阴离子以重碳酸根HCO3-、硫酸根SO42-为主，阳离子以钠(Na+)为主，pH值7～7.1地下水化学特征为HCO3-·SO42--Na+型。
“你传颜师父的二十四字诀也就罢了，为什么又将‘骊山谱’画给曲风，这小子的棋力最近本来就退步了，你还帮着他偷懒！”在袁安等入谷之前，曲风是棋圣最得意的弟子，谷中的访客来寻王积薪下棋的，多半都是他对付去了。欲访棋王，先奏曲风。曲风如虎，积薪如狼。这都是江湖上的弈道传说了。其时积薪年过三十，纱帽白衣，身形精干，说话中气十足，平日不苟言笑，接着颜真卿责问上官星雨，辞色又比书圣要严峻很多。
虽然短跑中关于步频[4-6]和步长[7-9]对速度的贡献率上存在不一致的观点，但是Kuitunen[29]和Weyand[30]主张先增加步长以提高速度，随后再逐渐增加步频以达到最大速度是相对较为合理的速度节奏变化模式， Salo[1]指出高水平运动员的步态特征虽有相同的趋向，但是个体间也有明显的差异，应区别对待。本研究中步长能力在前程助跑中对速度的提升具有主导作用，在全程和后程助跑中步频则起到主要的增速作用，与Kuitunen[29]和Weyand[30]的研究结果相似。因此教练员在助跑训练中应考虑全程助跑中的步态变化特点，并根据运动员前后程助跑步数，在助跑训练中给予相应的提示，前程助跑中注意加大蹬地力量，加大步长；后程助跑中应加快动作速率，强调神经系统的兴奋性，加快步频。
一般认为长期的起跳冲击负荷会使起跳腿产生训练适应，表现出力量和速度能力上的优势，然而本研究中非起跳腿反而在步频、步长和步速上表现出优势，起跳腿的优势仅体现在步长上，但这种非对称性并没有产生步速上的显著差异，也没有对踏板准确性和助跑速度产生影响。跳远起跳时间通常在0.12～0.13 s之间[11,15]，是后程助跑中支撑时间最长的一步，因为起跳需要较长的时间才能产生足够改变身体运动轨迹的作用力，因此长期的训练使下肢产生肌肉用力适应[31]，表现在助跑中相对较长的支撑时间，进而影响了起跳腿单步的步频，相应地也对单步的速度产生影响。但是无论是从分段速度还是单步的速度变化上来看，助跑过程中运动员速度整体呈不断加大的态势，并未出现因步态的不对称带来的速度波动或损失，与其他仅限于助跑最后2步至起跳环节中因动作调整带来水平速度损失的结果不同[32-33]，可能是研究仅限于最后2步而没有整体考虑所致。所以，不对称性是客观存在的，因为下肢用力的不对称性和动作结构的调整并不会带来明显的速度损失，而是通过步长和步频的上的倾向性调整进行互补[27]，并达到适宜的助跑速度。
4研究结论
4.1 步频是跳远项目增速的主导变量，但是在不同助跑阶段又具有不同的表现形式。在前程助跑逐渐增加步长提高速度，在后程助跑中保持或略有增加步长的前提下，逐渐加快步频以达到最大速度是全程助跑的节奏模式。
4.2 教练员在助跑训练中应考虑全程助跑的步态变化特点，并根据运动员前、后程助跑步数，在助跑训练中给予相应的提示，前程助跑中注意加大蹬地力量加大步长，后程助跑中应注意加快动作速率，强调神经系统的兴奋性，加快步频。
第一，题本编制。结合等值 IRT题目的难度参数估计数值，对难易排序合理的试题题本进行编制。而在题本当中的每页都涵盖多个难度接近亦或是相同的试题，试题来源都是实际测验，同样也可以是题库中没有被运用的试题。
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Characteristics of gait change in long jump approach and its effect on approach speed
WANG Guo-jie，ZHANG Bi-yu，PENG Qiu-yan，ZOU Ji-ling
Abstract :Objective :To explore the influence of gait characteristics on the approach speed of high-level long jump athletes in China.Methods :Utilizing segmentation video analysis method to study the step length, stride frequency, pace and segmentation speed of 16 athletes in different stages of approach.Results :1) The speed growth rate of men in late approach was 18.9%, contribution rate of SL and SF was 7.4% and 12.4% respectively; The speed growth rate of women in late approach was 12%, and the contribution rate of SL and SF was 8.3% and 14.5% respectively; 56.25% of the athletes showed a tendency to SL in the early approach, and 87.5% of the athletes showed a tendency to SF in late approach; 2) The NP side is more advantageous in the SF and the SV. The advantage of P side is only reflected in the SL, and the asymmetry exertion of force does not cause the difference in the symmetry of the lower limb，and has no relationship with board accuracy and approach speed; 3) Gait changes and lower limb asymmetry did not cause loss of horizontal speed. All athletes reached the maximum speed in the 10-0m and the last 2 steps. Conclusion :1) The stride frequency is the dominant variable of the long jump speed, but it has different forms in different approach stages. The rhythm mode of the whole run-up is to gradually increase the stride length in the early approach and speed up the stride frequency to achieve the maximum speed while maintaining or slightly increasing the stride length in the late approach; 2) Coaches should consider the gait change characteristics of the full approach in approach training, and give corresponding tips in approach training according to the number of approach steps of athletes in different approach stage. They should pay attention to increasing push strength and step length in early approach and accelerating action speed, emphasizing excitement of nervous system and accelerating stride frequency in late approach.
Key words :long jump; full approach; gait characteristics; symmetry; approach speed
中图分类号： G804.6； G823.3
文献标识码： A
文章编号： 1006-2076( 2019) 05-0103-08
收稿日期： 2019-05-05
作者简介： 王国杰(1992- )，男，河南固始人，在读博士研究生，研究方向运动训练理论及实践应用、运动技术诊断分析。
作者单位：北京体育大学竞技体育学院，北京 100084
College of Competitive Sports, Beijing Sport University, Beijing 100084, China