基于因子分析对2022年中国女排入库主攻位置队员测试指标的应用研究

【作者】 卢冬磊； 谭思洁；

【机构】 天津体育学院；

【摘要】 研究目的:为贯彻落实《体育总局关于做好球类项目国家队备选运动员、教练员人才库建设和国家队选拔工作有关事宜的通知》要求,进一步加强女排项目国家队建设,规范运动员选拔工作,国排管中心于2022年2月7日,中国排协公布了新一届女排国家队人才入库球员名单,这标志着我国女排新生力量的加入,大大提高了我国女排的综合实力。在全新的巴黎奥运周期,排管中心以科学数据作为依据来建立人才库,并以此作为未来国家队的建队基础,显示出了新气象。根据排球项目的竞技特点,本文就体能及身体形态两项指标及其所包含的十项二级指标运用主成分分析法和因子分析法对2022年女排国家队运动员人才备选库入库运动员主攻运动员体能和身体形态指标及测量情况(包含助跑摸高、半"米"字移动、30米跑、实心球掷远、八百米跑、身高、体重、指间距、手足间距、BMI指数十项测试指标)进行类属分析及评价。并通过因子回归分析建立回归方程为后续优秀女性排球主攻运动员的选材提供参考。研究方法:主成分分析(Principal Component Analysis,PCA),是考察多个变量间相关性一种多元统计方法,是利用降维的思想,在损失很少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法,使它们尽可能多地保留原始变量的信息,且彼此间互不相关。这就使得新的主成分相对分析之前众多成分更具有方便总结和评价的优势。本研究中所选的身体素质和身体形态所包含的评价指标众多,且各数据指标之间存在着不同程度的多重共线性,多重共线性是指线性回归模型中的解释变量之间由于存在精确或高度相关关系而使模型估计市镇或难以估计准确(譬如身高与30米跑和半"米"字跑之间),因此运用主成分分析法对各成分指标进行降维。由于本研究中各数据指标度量单位不同且取值范围彼此差异非常大,不能直接由其协方差矩阵出发进行主成分分析,因此考虑将数据标准化(从相关性矩阵出发)。PCA模型建构:1)数据进行标准化处理消除量纲的影响;2)建立变量之间的相关系数矩阵R;3)计算相关系数矩阵R的特征值和特征向量;4)根据各指标贡献率特征总结出主成分并计算综合得分。由于在主成分分析过程中,每个原始变量在主成分中都占有一定的分量,这些分量(载荷)之间的大小分布没有清晰的分界线,这就造成无法明确表述哪个主成分代表哪些原始变量,也就造成提取出来的主成分无法清晰的解释其代表的含义。因子分析(Factor Analysis,FA)是通过因子轴旋转使原始变量在主成分上的载荷重新分布,从而使原始变量在主成分上的载荷两级分化,这样主成分就能够用那些载荷大的原始变量解释。进行主成分和因子分析前,首先需对研究数据是否适合进行主成分和因子分析进行检验,通过KMO(KMO=0.637>0.6)和Bartlett球形度检验(P=0.000<0.05)说明该研究数据适合进行主成分分析。数据统计软件为spss26。研究结果:1.将原始数据进行标准化处理,随后计算数据矩阵的相关系数矩阵R。针对主成分提取情况,共提取出2个主成分,特征根值均大于1,该2个主成分的贡献率分别是52.760%、21.536%,累计贡献率为74.296%,对应的加权后的权重依次为71.01%、28.99%。2.基于标准化后数据建立关系表达式分别为:y1=0.272x1+0.305x2+0.334x3+0.226x4+0.358x5+0.404x6+0.084x7+0.417x8+0.403x9-0.191x10。y2=-0.235x1+0.073x2+0.098x3+0.393x4-0.026x5+0.126x6+0.644x7-0.065x8-0.095x9+0.576x10。3.以这2个主成分得贡献率为权重,构建综合评价模型:z=0.7101y1+0.2899y2(x1为助跑摸高;x2为半"米"字移动;x3为30米跑;x4为实心球掷远;x5为八百米跑;x6为身高;x7为体重;x8为指间距;x9为手足间距;x10为BMI指数)4.将20名主攻球员身体指标和体能指标所包含的数据代入公式y1和y2,然后将y1和y2代入公式z,计算出总得分,从而对这20名主攻队员的能力进行综合评价。5.本文因子分析采用最大方差旋转法(varimax)进行旋转,以便找出主成分及对应指标的关系。经分析,在主成分1中,助跑摸高、半"米"字移动、30米跑、800米跑、身高、指尖距、手足间距、实心球掷远、BMI指数指标的载荷系数绝对值大于0.4,故将主成分1归纳为运动员的基础高度及移动速度能力;在主成分2中,实心球掷远、体重、BMI指数指标的载荷系数绝对值大于0.4,故将主成分2归纳为运动员的上肢绝对力量能力。研究结论:1.笔者通过对2022年女排国家队运动员人才备选库入库运动员主攻运动员体能和身体指标及测量情况进行主成分和因子分析并总结得到两个主成分因子,第一主成分反映运动员的基础高度及移动速度能力,第二主成分反映上肢绝对力量能力。根据主成分分析所得到两个主成分按其标准化权重进行排序,说明身体指标及体能指标所包含的十项二级指标中起决定性影响因素的是基础高度及移动速度能力,其次是上肢绝对力量能力。2.与传统将众多指标分别进行评价女排运动员运动能力相比,运用主成分分析所得的两项主成分综合判断女性排球运动员的运动能力,具有科学、高效、实用性。3.本文以2022年女排国家队运动员人才备选库入库运动员主攻运动员体能和身体指标及测量情况进行主成分分析所构建的优秀女排主攻运动员综合评价模型为后续在对女排主攻运动员的选材过程中提供了参考依据(譬如将本届入库队员各指标成绩代入综合评价模型中计算得分,并与将来所选运动员得分进行比较,以供教练员等进行评价和比较)。4.通过观察两个主成分指标所占标准化权重,可以看出基础高度及移动速度能力对于排球主攻这一位置来说十分重要。各省市排球队项目管理者负责人及教练员应该着重于对青年女排运动员这些指标运动能力的发展,使更多具有发展潜力的青年运动员入选至国家队,从而创造优异成绩,为国争光。更多还原