许占鸣 李泓辰

(1.西安体育学院 游泳教研室 陕西西安 710068;2.北京体育大学中国田径运动学院 北京 100084)

撑竿跳高成绩构成分量反映了运动成绩各部分的特征，而且各分量占比适宜与否，直接关乎着试跳成败。近年来，广为沿用的成绩构成分量4H理论已无法满足实际研究的需求，5H理论作为最新理论更切实地反映了运动实际。随着撑竿跳高运动技术的不断改进，我国的撑竿跳高项目取得了一定的成绩，其中较为典型的是李玲成为亚洲纪录保持者[1]。但是，此项目成绩仍与世界纪录有较大差距[2]。为了更好地做好智能化训练反馈科技服务保障，有规划地进行田径项目国家队科技助力工作，该文以5H理论为视角，协以项目特点，搜集大量国内外相关数据，探寻我国精英撑竿跳高运动员各成绩构成分量特征以及与国外高水平运动员的差距，以期提高运动员成绩，丰富5H理论数据库，全力保障国家队备战大型国际赛事。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以我国精英撑竿跳高运动员成绩构成分量及失败跳次原因为研究对象。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

围绕该研究的重点，分别在中国知网、万方等平台以“5H理论”“撑竿跳高成绩构成分量”“Pole Vault”“Technical principle”等关键词进行相关检索，仔细阅读、筛选、分析检索到的中英文文献，同时积极查阅国际田联、中国田径协会官网相关信息，了解世界运动员成绩发展态势，为撰写该文奠定理论基础。

1.2.2 对比分析法

将我国撑竿跳高精英队员的相关指标同国外高水平撑竿跳高队员对比，分析我国精英队员与其在5H成绩构成分量的差距，找出我国精英运动员存在的技术问题。该文国外数据取自2015年世界田径锦标赛撑竿跳高项目男女子前12名均值[3]。

1.2.3 运动生物力学摄影法

（1）影片拍摄

竞赛拍摄时间和地点：2020年9月17日和9月18日在浙江省杭州市上虞体育中心分别对男、女子撑竿跳高比赛进行拍摄。

拍摄仪器：4台JVC高速摄像机、2台SONY（FDRAX700）高速摄像机、6个三脚架、一套辐射型三维标定框架。

拍摄流程：项目组使用6台高速摄像机进行拍摄，其中2台SONY高速摄像机分别位于运动员跑进方向左侧和正对跑道的看台上，用于三维拍摄，摄像机的拍摄频率为60Hz，曝光时间为1/1000s。其余4台为JVC高速摄像机，拍摄频率为50 Hz，曝光时间为1/1000s。6台摄像机的具体机位如图1所示。S1号相机用于拍摄三维画面的正面，拍摄主光轴正对运动平面，与运动员跑进方向相对，摄像机距撑竿跳高架约30m；S2号相机用于拍摄三维画面的侧面；J1号相机用于拍摄运动员助跑后四步；J2号相机用于拍摄的拍摄范围为运动员起跳腾空至过杆落垫；J3号相机用于拍摄运动员全程助跑；J4号相机通过扫描跟踪的方式拍摄运动员的全程助跑，拍摄主光轴均垂直于运动平面，机身高度为1.20m。除J1号摄像机在看台下，其余摄像机均位于看台上[4]。

比例尺的设置，主要包括平面规定和三维标定。平面标定：如图1所示，分别在0m (穴斗底端)、3m、5m处放置横杆作为横向比例尺，利用横杆固定长度(4.50m)和横杆上固有的标志点作为纵向标尺。三维标定：将三维标定框架在穴斗处高举至空中，在比赛前和比赛后均进行3次标定。标定过程中，以在S1和S2相机处观察框架上的各杆互不重合为成功的1次标定。

图1 拍摄位置示意图

（2）图像解析

采用锐动科技公司开发的fastmove三维录像解析系统进行解析，解析频率为60Hz，截断频率为10Hz，选取21个关节位置及横杆和撑竿两端的四点，逐帧点点后进行平滑处理，之后导入DLT标定框架融合，合成完整棍状图及相关数据。

2 结果与分析

2.1 我国精英撑竿跳高运动员成绩构成分量分析

握竿高度在运动成绩中占有首要地位，握竿高度的提升将很大程度提高运动成绩[5]。由表1、表2可知，我国精英男子运动员的握竿高度接近国外高水平运动员，而女子运动员相差较多，尤其是陈巧铃，低于国外高水平运动员近20cm，说明继续加强重点运动员的握竿高度，改进整体技术水平，是我国精英运动员提高成绩应该努力的方向。同时，运动成绩对握竿高度的依赖性取决于运动员的整体技术水平，在所有成功跳次中，张伟的H1占总成绩的89.62%，李玲为95.35%，陈巧铃甚至高达98.16%，国外高水平男子为83.45%，女子为88.72%，通过对比可发现，我国精英运动员对H1的依赖性大于国外选手，并且女子运动员的运动成绩更依赖于H1。

撑竿跳高成绩由握竿高度和腾跃高度构成，H2和H3占腾跃高度的大部分。良好的竿上技术和推竿后对身体的控制能力有利于腾跃高度的提高[6]。由表1、表2可知，我国精英男女子运动员的腾跃高度均显著低于国外水平，相差近30cm之多，相比于握竿高度，我国精英队员的腾跃高度与之差距更大。通过腾跃高度H2、H3互相比较发现，H2大于H3都超过40cm，说明我国精英和国外高水平运动员的腾跃高度更依赖H2，尤其是女子运动员；分别对比国内外男女子运动员的腾跃高度发现，我国精英男子运动员与国外运动员在H2和H3上差距接近，而我国女子精英运动员与国外高水平运动员在H2相差30cm，在H3上仅仅相差3cm，说明我国精英运动员在腾跃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，所以进一步提高助跑速度是缩小我国运动员与国外高水平运动员成绩差距的可行之径[7，8]。

H4、H5是腾跃高度的一小部分，不仅能反映对H2和H3的利用率，还能反映过杆技术的好坏。过杆技术越好，H4与H5之和越小，对腾跃高度的利用率就越高，反之也成立。试跳失败的跳次不涉及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，除了我国精英女子运动员在H5上与国外接近外，其余全大于国外，并且我国女子在H4方面明显大于国外高水平女子均值，说明我国精英队员重心利用率较差，且我国精英女子队员在H4上对利用率的影响较大。另外，张伟的重心利用率为95.15%，李玲、陈巧铃最好跳次的利用率分别为93.07%、91.89%，国外高水平男、女子重心利用率分别为96.96%、95.52%，通过对比可发现，在重心利用率方面，国外男子＞国外女子＞张伟＞李玲＞陈巧铃，并且国外高水平运动员在重心利用率方面整体大于我国精英运动员，进一步说明我国精英运动员对腾跃高度的利用率较差。此外，男子运动员重心利用率大于女子，也可说明男子过杆技术好于女子。

表1 我国精英男子撑竿跳高运动员成绩构成分量情况

表2 我国精英女子撑竿跳高运动员成绩构成分量情况

2.2 我国精英撑竿跳高运动员成绩构成分量的占比

由图2可知，不管是我国精英队员，还是国外高水平选手，H1、H2、H3的占比都为H1＞H2＞H3，H1远大于其他两个分量的比值，说明握竿高度是撑竿跳高运动成绩的核心，是运动员夺取优胜的法宝。而在H2、H3中，H2占有绝大部分，H3最多仅为2.75%，我国精英女子运动员甚至为0，说明在腾跃高度当中，撑杆的弹性力量更多作用到运动员伸展转体，促进运动员推杆的伸展性，而并非推竿后的重心腾起高度。除此之外，男子选手在H2和H3的占比上均大于女子选手，说明男子选手的竿上技术要好于女子，能够更好地利用撑杆的弹性力量，将人体腾跃到更高的高度。

图2 我国精英男、女子撑竿跳高运动员成绩构成分量占比示意图

2.3 我国精英撑竿跳高运动员与国外高水平运动员差距分析

由图3可知，我国精英男子撑竿跳高运动员与国外高水平运动员的差距主要在H2和H3上，且张伟在H3上的差距更大，丁邦超在H2上的差距更大。我国精英女子运动员则与男子不同，其与国外高水平女子运动员的差距更多地体现在H1和H2上，李玲的差距主要在H2上，陈巧铃的差距主要在H1上。

图3 我国精英男、女子撑竿跳高运动员与国外高水平运动员差距示意图

2.4 我国精英撑竿跳高运动员失败跳次原因分析

对我国精英男子队员的构成分量情况进行分析可知，丁邦超在横杆高度为5.30m的3个跳次均失败，3个跳次的重心最高点平均为5.53m，张伟在5.30m高度上的成功跳次的重心高度为5.57m，二者仅相差4cm，张伟和丁邦超的重心最高点高度均超过横杆，况且张伟在越过5.30m的高度时，有将近27cm的高度未被利用，说明丁邦超有足够的重心高度越过横杆，但由于竿上技术动作不合理，使肢体某环节碰掉横杆，导致试跳失败。对于张伟，5.50m的跳次均失败，相比于5.30m成功跳次的成绩分量，腾跃高度的值均有增加，且都高于横杆高度，但5.30m的跳次中H4、H5的值也可反映张伟的过杆技术不佳，所以在增加横杆高度的情况下，需要更高的重心高度，才可成功越过横杆，或者在重心高度不变的情况下，合理设置预设架距进而减小H4、H5的值，增加重心利用率，也可顺利过杆。通过以上分析可知，张伟和丁邦超跳失败的主要原因为过杆技术不佳或者预设架距不合理，建议今后多加磨炼过杆技术，从而为腾跃更高的高度提供可能。

对我国精英女子运动员的构成分量情况进行分析发现，运动员的H3均为0cm，说明李玲和陈巧铃的腾跃高度全部由H2构成。由图4、图5可看出，李玲和陈巧铃的重心最高点出现在推竿环节上握手臂尚未伸直的过程中，而不是出现在推竿后的某一瞬间，具有先腾跃横杆、再推竿的现象。因此，运动员推在竿后，重心呈现下降的趋势，而不是升高，这也合理解释了我国精英女子队员H2值低和H3值为0的现象。基于上述现象不难看出李玲和陈巧铃试跳失败的原因。李玲在4.40m的失败跳次中，重心最高点及H2值平均为4.48m和0.23m，明显低于4.30m成功跳次的值，况且重心最高点才超越横杆高度8cm，通过前文分析得知我国精英女子运动员的重心利用率较差，所以没有绝对的重心最高点很难成功越过横杆，再加上李玲为先过杆再推竿，两失败跳次推竿时H1与H2之和均低于横杆高度，所以造成李玲在4.40m的高度试跳失败。前文已说明陈巧铃的重心利用率最差，为91.89%，要想越过4.30m的高度，重心最高点应达4.68m，而3次失败跳次的重心最高点均低于此值，这是她在4.30m高度3次试跳均失败的一个原因。另外，根据陈巧铃先越杆后推竿的特点，她在横杆高度4.30m的第一和第三次失败跳次中，推离撑竿瞬间H1与H2之和小于或几乎接近横杆高度，是这2个跳次失败的主要原因。在4.30m第二跳次中，与李玲在4.30m的撑竿跳次相比，虽然其具有较高的H2，但由于李玲有握竿高度优势，所以二者重心最高点相差无几，但由于李玲的重心利用率高于陈巧铃，所以李玲在此高度上试跳成功，而陈巧铃试跳失败。良好的上肢力量可为推竿过程保持良好姿态提供稳定支撑[9]。通过以上分析可知，李玲试跳失败的主要原因出现在推竿瞬间身体重心的高度较横杆高度低，今后要加强上肢力量以及推竿过程身体的伸展程度；而陈巧铃试跳失败的主要原因为重心利用率较低，建议今后着重加强过杆技术。

图4 李玲推竿瞬间及重心最高点示意图

图5 陈巧铃推竿瞬间及重心最高点示意图

3 结语

在H1、H2、H3占重心最高点的比值上，我国精英撑竿跳高运动员与国外高水平运动员一样，均为H1＞H2＞H3,其中H1占比远大于H2与H3之和，说明运动成绩主要依赖握竿高度H1。在腾跃高度H2＋H3上，H3占比甚微，说明撑杆的弹性力量更多地促进H2的升高，并非H3。

我国精英男子运动员与国外高水平运动员在成绩构成分量上的差距主要体现在H2、H3上，女子运动员差距主要体现在H1、H2上。在H4、H5方面，我国精英男、女子运动员均大于国外高水平运动员，说明我国精英运动员的过杆效率低于国外高水平运动员。

我国精英男子运动员试跳失败的主要原因为过杆技术不佳或者预设架距不合理；李玲试跳失败的主要原因为推竿瞬间身体重心的高度较横杆高度低，陈巧铃试跳失败的主要原因为重心利用率较低。