CC BY
33СИСТЕМА МОНИТОРИНГА
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКОГО СОСТОЯНИЯ СПОРТСМЕНОВ НА БАЗЕ ОБЛАЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
УДК/UDC 796.01:159.9
Поступила в редакцию 15.06.2020 г.
Доктор технических наук, профессор К.Г. Коротков
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт физической культуры», Санкт-Петербург
DEVELOPMENT OF ATHLETES' PSYCHOPHYSiOLÜGiCAL CONDITION MONiTORiNG SYSTEM BASED ON CLOUD TECHNOLOGIES
Doctor of Technical Sciences, Professor K.G. Korotkov
St. Petersburg Scientific Research Institute of Physical Culture, St. Petersburg
Информация для связи с автором: korotkov2000@gmail.com
Аннотация
Цель исследования - разработка и практическая апробация системы мониторинга психофизиологического состояния спортсменов на базе облачных технологий.
Методика и организация исследования. Приведено описание принципов построения разработанной в СПбНИИФК системы мониторинга психофизиологического состояния спортсменов на базе облачных технологий. Приборная база основана на методе газоразрядной визуализации (ГРВ), включенном в перечень приборов ФМБА для контроля психофизиологического состояния спортсменов. Программная среда реализована на сервере, что обеспечивает возможность работы в любых условиях, как в тренировочном зале, так и на улице, автоматическое сохранение получаемой информации, доступ к базе данных только для авторизированных пользователей и высокую степень безопасности базы данных. Разработанная система позволяет работать с базой данных с любого компьютера или мобильного телефона, подключённого к интернету. Опыт пяти лет эксплуатации системы показал, что она обладает высокой степенью надежности, быстроты, удобства для пользователей, и за всё это время не было выявлено ни одного случая утечки или потери информации.
Результаты исследования и выводы. Измерение психофизиологического состояния спортсменов производится утром и вечером. Это позволяет отслеживать циркадный ритм и учитывать адаптацию организма спортсмена к меняющимся условиям среды и тренировочным нагрузкам. Процесс измерения и анализа данных настолько прост, что он может проводиться тренером или самими спортсменами непосредственно в процессе тренировки. Спортсмены имеют различные психофизиологические параметры, поэтому основное внимание обращается на динамику изменения этих параметров во времени. Особенно важна положительная динамика параметров в период подготовки к соревнованиям. Показана высокая степень корреляции значений ГРВ параметров и успешности соревновательной деятельности во время выступлений. В процессе работы с олимпийскими и паралимпийскими командами России метод заслужил высокую оценку со стороны тренеров и спортсменов благодаря неинвазивности, простоте и информативности. Применение разработанной методики в спорте дает в руки спортсменам и тренерам удобный инструмент для анализа и корректировки тренировочного процесса и соревновательной деятельности.
Ключевые слова: психофизиологическое состояние, облачные технологии, газоразрядная визуализация.
Abstract
Presented a description of the principles of operations of a system for monitoring the psychophysiological condition of athletes on the basis of cloud technologies developed in SPbRIPC. The system is based on the method of gasdischarge visualization included in the list of FMBA devices for monitoring the psychophysiological condition of athletes. The software is implemented on the server, which provides an opportunity to work in any conditions, both in the training hall and in the field, automatic storage of the received information, access to the database only for authorized users and high security of the database. The developed system allows working with the database from any computer or mobile phone connected to the Internet. Experience of 5 years of operation of the system has shown that it has a high degree of reliability, speed, convenience for users, and for all this time there have been no cases of information leakage or loss. The psychophysiological condition of athletes is measured in the morning and evening. This allows monitoring the circadian rhythm and taking into account the adaptation of the athlete's body to changes in the environmental conditions and training loads. The process of measuring and analyzing data is so simple that it can be done by the coach or by the athletes themselves directly during the training process. Athletes have different psychophysiological parameters, so the focus is on the dynamics of these parameters over time. Particularly important is the positive dynamics of the parameters during the preparation for competitions. The high degree of correlation between the values of gas-discharge visualization parameters and the success of competitive activity during performances was shown. In the process of working with the Russian Olympic and Paralympic teams the method has earned high appreciation from the coaches and athletes due to its non-invasive, simple, and informative nature. Application of the developed method in sports gives a convenient tool for athletes and coaches to analyze and correct the training process and competitive activity.
Keywords: psychophysiological condition, cloud technology, gas-discharge visualization
Введение. Одной из целей «Стратегии развития информационного общества Российской Федерации на 2017-2030 го-
ды» является создание российских информационных и коммуникационных технологий для получения новых технологических
□
и
га у
г.
ч—
. О 0J
■ -О
с га
О (U .с Н
преимуществ, использования и обработки информации, доступа к ней, получения знаний, формирования новых рынков и обеспечения лидерства на них [9]. В этих условиях спортивная наука и практика, направленные на повышение эффективности тренировочного процесса и обеспечение высших достижений, также должны трансформироваться, придерживаясь современных «цифровых трендов».
Мониторинг психофизиологического состояния спортсменов в тренировочном процессе и во время соревнований является важной задачей для спорта высших достижений. При этом у спортсменов, как правило, нет времени и желания на проведение длительных сложных тестов. Поэтому использование аппаратурных методик экспресс-оценки психофизиологического состояния, которых спортсмен или тренер может провести самостоятельно, - это современная необходимость. Практика работы c олимпийскими и па-ралимпийскими командами показывает, что подобные тесты должны удовлетворять определенным критериям:
• неинвазивность,
• простота использования,
• наглядность и лёгкая интерпретируемость получаемых
результатов,
• возможность проведения в любых условиях, как в тренировочном зале, так и на улице, при различных погодных
условиях,
• автоматическое сохранение получаемой информации,
• ограничение доступа к сохраненной информации.
В последнее время все большее распространение получают малогабаритные устройства, работающие на базе облачных технологий, в том числе с применением мобильного телефона. В процессе научно-методического обеспечения сборных команд ИТ используются для оценки и анализа: функционального состояния спортсменов, биомеханического анализа техники движения спортсмена, психологического состояния, проектирования тематических схем ведения спортивной борьбы, оценки адаптационных возможностей и т. д. [3]. Наибольший удельный вес данных в физической культуре и спорте составляет функциональная диагностика. Практически все спортсмены используют в своей тренировочной деятельности приборы фирмы Polar, передающие на мобильные устройства или компьютер информацию о функциональном состоянии спортсмена в состоянии покоя и нагрузки.
Цель исследования - разработка и практическая апробация системы мониторинга психофизиологического состояния спортсменов на базе облачных технологий.
Методика и организация исследования. Метод газоразрядной визуализации (ГРВ) получил широкое распространение в мире для исследования психофизиологического состояния человека в медицине и психологии (обзор основных публикаций за 10 лет можно найти в работе [4]). В ФГБУ СПбНИИФК в течение многих лет под эгидой Министерства спорта Российской Федерации разрабатывается методика применения метода ГРВ в спорте. По результатам исследований опубликованы десятки статей и две монографии [4, 5]. Федеральный научно-клинический центр спортивной медицины и реабилитации Федерального медико-биологического агентства опубликовал «Методические рекомендации по использованию метода газоразрядной визуализации при неинвазивной диагностике функционального состояния, психофизиологического статуса и состояния здоровья спортсменов сборных команд РФ» под редакцией руководителя ФМБА профессора В. В. Уйба [2].
Основу метода ГРВ составляет компьютерная регистрация свечения пальцев рук спортсмена в электромагнитном поле высокой напряженности. Генерируемый ток на уровне микро-
ампера (время съёмки около 5 микросекунд) делают этот метод совершенно неинвазивным. Разработанная на базе многолетних исследований методика анализа спортсменов заключается в съемке свечения двух пальцев обеих рук при помощи прибора ГРВ. Весь процесс занимает около 10 с, что позволяет проводить его утром и вечером. Результаты измерения направляются на сервер, где происходит обработка информации, и практически мгновенно пользователь получает обработанные данные [7, 8]. Для спортсменов - это уровень стресса и уровень энергии. Многочисленные эксперименты показали высокую степень корреляции этих параметров с данными психологического анализа и других приборных методов.
Серверная программа представляет собой сетевую архитектуру, построенную по трехуровневому принципу, где сервисы внутри «интернет-облака» составляют три больших категории: хранение базы данных, обработка данных, общение с пользователем. Такая архитектура, в частности, обеспечивает высокую степень безопасности базы данных: вторжение хакеров возможно на первом уровне, маловероятно на втором и принципиально невозможно на третьем. Все данные ежедневно копируются на внешнем носителе, что обеспечивает их сохранность в случае сбоя системы. Сервер приложений и сервер базы данных физически находятся на одном сервере под управлением CentOS с установленным веб-сервером Apache и PHP 5.X. В силу того, что расчет параметров является достаточно тяжелой с вычислительной точки зрения задачей, то от модулей, реализующих данную задачу, требуется максимальная производительность. Исходя из этого, модули написаны на стандартном языке C++ и собираются в исполняемые файлы. Нахождение вычислительных модулей на мощном компьютере сервера позволяет устанавливать на устройство пользователя относительно небольшое приложение, которое служит для съемки данных и взаимодействия с сервером.
Разработанная система позволяет авторизированным пользователям работать со своей базой данных с любого компьютера или мобильного телефона, подключённого к интернету. Опыт пяти лет эксплуатации системы показал, что она обладает высокой степенью надежности, быстроты, удобства для пользователей и за всё это время не было выявлено ни одного случая утечки или потери информации.
Результаты исследования и их обсуждение. Как отмечалось, измерение психофизиологического состояния спортсменов осуществляется утром и вечером. Это позволяет отслеживать циркадный ритм и учитывать адаптацию организма спортсмена к меняющимся условиям среды и тренировочным нагрузкам [6]. Процесс измерения и анализа данных настолько прост, что он может проводиться тренером или самими спортсменами непосредственно в процессе тренировки. Спортсмены имеют различные психофизиологические параметры, поэтому основное внимание обращается на динамику изменения этих параметров во времени. Особенно важна положительная динамика параметров в период подготовки к соревнованиям. Показана высокая степень корреляции значений ГРВ параметров и успешности соревновательной деятельности во время выступлений [1]. В процессе работы с олимпийскими и паралимпийскими командами России метод заслужил высокую оценку со стороны тренеров и спортсменов благодаря неинвазивности, простоте и информативности.
Последнее поколение ГРВ приборов работает на аккумуляторах и поддерживает связь с мобильным телефоном через bluetooth.
Обсуждение. Современная тенденция к развитию «домашней медицины» заключается в создании устройств для
http://www.teoriya.ru
№5^ 2021 Май | May
индивидуального пользования, которые собирают определенные физиологические данные и информируют пользователя о выходе параметров за пределы физиологической нормы. Средства мониторинга состояния здоровья или показателей физической активности набирают популярность с каждым годом. Последнее поколение устройств работает через Интернет с использованием мобильного телефона, что позволяет сохранять в облаке базу данных и при необходимости консультироваться со специалистом. Применение этих идей в спорте дает в руки спортсменам и тренерам удобный инструмент для анализа и корректировки тренировочного процесса и соревновательной деятельности. Разработанные в СПбНИИФК технология и методика применения ГРВ метода для анализа спортивной деятельности на базе интернет-технологий апробированы в течение ряда лет при обследовании спортсменов олимпийских и паралимпийских команд России и показали высокую эффективность в сочетании с простотой использования и интерпретации данных. Следующий этап - широкое внедрение этого метода в практику российского спорта.
Выводы. Представленные материалы свидетельствуют о перспективе дальнейшего широкого внедрения метода ГРВ в российский спорт. Переход на интернет-технологии является логическим этапом в развитии современного общества, и спортивная наука и практика успешно работают в этом направлении.
Литература
1. Банаян А.А. Прогноз соревновательной готовности спортсменов-паралимпийцев на базе оценки циркадного ритма на спортивных мероприятиях методом ГРВ / А.А. Банаян, А.А. Грачев, К.Г. Ко-ротков и др. // Адаптивная физическая культура. - 2016. - № 2 (66). - С. 2-5.
2. Барсукова М.В. Методические рекомендации по использованию метода газоразрядной визуализации при неинвазивной диагностике функционального состояния, психофизиологического статуса и состояния здоровья спортсменов сборных команд РФ. Методические рекомендации / М.В. Барсукова, Е.С. Гнетнева, С.О. Ключников и др. // Под ред. проф. В.В. Уйба. - М.: ФМБА России, 2018. - 23 с.
3. Баряев А.А. Научно-методическое сопровождение спортсменов-инвалидов: учеб. пособие / А.А. Баряев, С.А. Воробьев // Национальный государственный университет физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта. - СПб., 2017. - 80 с.
4. Коротков К.Г. Метод газоразрядной визуализации биоэлектрографии в спорте / К.Г. Коротков, А.К. Короткова // Теория и практика физ. культуры. - 2018. - № 11. - С. 65-67.
5. Коротков К.Г. Инновационные технологии в спорте: исследование психофизиологического состояния спортсменов методом газоразрядной визуализации / К.Г. Коротков, А.К. Короткова. -М.: Советский спорт. - 2008. - 278 с.
6. Коротков К.Г. Психофизиологические основы анализа спортивной деятельности методом газоразрядной визуализации (ГРВ) / К.Г. Коротков, С.А. Воробьев, А.К. Короткова. - М.: Спорт, 2018. - 144 с.
7. Коротков К.Г. Интернет-система поддержки методик контроля психологического состояния в системе спортивной подготовки спортсменов-паралимпийцев / К.Г. Коротков, А.К. Короткова // Адаптивная физическая культура. - 2017. - № 3. - С. 34-36.
8. Коротков К.Г. Био-Велл - програмно-аппаратный комплекс для определения психофизиологического состояния человека методом газоразрядной визуализации, работающий на базе облачных интернет-технологий / К.Г. Коротков, К.П. Семенов, А.А. Грачев // Биотехносфера. - 2015. - № 6 (42). - С. 31-34.
9. Указ Президента РФ от 9 мая 2017 г. № 203 «О Стратегии развития информационного общества в Российской Федерации на 2017-2030 годы». URL: https://www.garant.ru/products/ipo/prime/ doc/71570570/.
References
1. Banayan A.A., Grachev A.A., Korotkov K.G., Korotkova A.K. Prediction of competitive readiness of Paralympic athletes on the basis of assessment of circadian rhythm at sporting events by the method of GDV. Adaptive physical culture. 2016. no. 2. (66) pp. 2-5.
2. Barsukova M.V., Gnetneva E.S., Klyuchnikov S.O., Polyakov S.D., Zholinsky A.V., Polyayev B.A. Methodical recommendations on the use of gas-discharge imaging method in non-invasive diagnostics of functional state, psychophysiological status and health condition of the sportsmen of Russian Federation national teams. Methodical recommendations. Prof. V.V. Uiba (ed.)(in Russian). Moscow: Federal Medical and Biological Agency of Russia, 2018. 23 p.
3. Baryayev A.A., Vorobyov S.A. Scientific and methodical support of disabled athletes. P.F. Lesgaft National State University of Physical Culture, Sports and Health, St. Petersburg, 2017. 80 p.
4. Korotkov K. Review of EPI papers on medicine and psychophysiology published in 2008-2018. Int J Complement Alt Med. 2018. 11(5). pp. 311-315.
5. Korotkov K.G., Korotkova A.K. Gas-discharge Visualization method for Bioelectrography in Sport. Theory and practice of physical culture. 2018. No. 11. pp. 65-67.
6. Korotkov K.G., Korotkova A.K. Innovative technologies in sports: investigation of a psychophysiological condition of the sportsmen by a method of the gas-discharge visualization. Moscow. Sovetskiy Sport publ. 2008. 278 p.
7. Korotkov K.G., Vorob'ev S.A., Korotkova A.K. Psychophysiological bases of the sports activity analysis by a method of the gas-discharge visualization (GPV). Moscow: Sport, 2018. 144 p.
8. Korotkov K.G., Korotkova A.K. Internet support system for the methods of the psychological state control in the system of sports training of the Paralympic athletes (in Russian). Adaptive physical culture. 2017. No. 3 (71). pp. 34-36.
9. Korotkov K.G., Semenov K.P., Grachev A.A. Bio-Well - hardwaresoftware complex for determination of the human psychophysiological state by the gas-discharge visualization method, working on the basis of the cloud Internet technologies. Biotechosphere. 2016 No. 6 (42), pp. 31-34.
10. Presidential Decree No. 203 of 9 May 2017 "On the Strategy for the Development of the Information Society in the Russian Federation for 2017-2030". Available at: https://www.garant.ru/products/ipo/ prime/doc/71570570/.
НОВЫЕ КНИГИ
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ПРЫЖКОВ НА ЛЫЖАХ С ТРАМПЛИНА И ЛЫЖНОГО ДВОЕБОРЬЯ: УЧЕБНИК / В.В. ЗЕБЗЕЕВ, Н.Б. НОВИКОВА, О.С. ЗДАНОВИЧ, Г.Г. ЗАХАРОВ, И.Г. ИВАНОВА. -ЧАЙКОВСКИЙ: ЧАЙКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ, 2020 Г. - 479 С.
^N-978-5-94720-056-0
Учебный материал содержит исторические сведения, характеризующие особенности становления и развития прыжков с трамплина и лыжного двоеборья, а также научно-методические и практические аспекты подготовки спортсменов. С учетом материалов научных исследований российских и зарубежных специалистов представлено описание технической подготовки прыгунов с трамплина и двоеборцев. Изложены методические основы физической и психологической подготовки, раскрыты особенности соревновательной и профессиональной деятельности прыгунов с трамплина и двоеборцев. Рассмотрены вопросы построения различных по продолжительности циклов подготовки и контроля за подготовленностью спортсменов в прыжках с трамплина и двоеборье.
Учебник предназначен для образовательных учреждений высшего образования, осуществляющих образовательную деятельность по направлению подготовки 49.03.01 - «Физическая культура», студентов, магистрантов, аспирантов, преподавателей, тренеров и специалистов по прыжкам на лыжах с трамплина и лыжному двоеборью.
