本發(fā)明涉及體育訓練推演，具體為一種可視化推演系統(tǒng)。

背景技術：

1、在現(xiàn)代競技體育和高水平訓練中，隨著運動強度和訓練頻率的提高，對運動員的生理狀態(tài)、疲勞程度及訓練負荷的實時監(jiān)控已成為提升運動表現(xiàn)和防止運動損傷的關鍵因素。傳統(tǒng)的訓練監(jiān)控方法多依賴教練的經驗判斷和簡化的指標記錄，如訓練時間、強度和簡單的心率監(jiān)測，這些手段缺乏對復雜生理狀態(tài)的全面量化分析，難以應對運動員在高強度訓練下日益多樣化和個性化的需求。此外，隨著運動項目的差異化，運動員的體能消耗模式和生理指標也呈現(xiàn)出顯著的個體差異，單一標準的訓練負荷評價體系往往難以準確反映每位運動員的真實狀態(tài)，這種局限性可能導致訓練方案的效用不足，甚至引發(fā)過度訓練和疲勞積累等不良后果。

2、近年來，可穿戴設備和傳感技術的迅速發(fā)展，使得獲取運動員實時生理參數(shù)成為可能，諸如心率、血氧飽和度和肌電信號等關鍵指標能夠通過智能手表、胸帶監(jiān)測器和便攜式傳感器實時采集。這一數(shù)據(jù)采集的進步為量化運動員在訓練過程中的身體狀態(tài)提供了數(shù)據(jù)基礎。然而，單純的數(shù)據(jù)采集還不足以實現(xiàn)對運動員狀態(tài)的精確管理和預警功能，缺乏綜合分析和推演的數(shù)據(jù)系統(tǒng)，難以將這些數(shù)據(jù)轉化為直接的訓練指導和風險預防手段。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種可視化推演系統(tǒng)，解決了背景技術中的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種可視化推演系統(tǒng)，包括：

3、數(shù)據(jù)采集模塊，用于通過可穿戴設備采集運動員訓練的實時生理參數(shù)，同時獲取運動員的當前訓練數(shù)據(jù)，并將實時生理參數(shù)和當前訓練數(shù)據(jù)發(fā)送至后續(xù)的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)分析推演模塊和生理參數(shù)推演模塊；

4、數(shù)據(jù)庫，用于存儲運動員的歷史訓練數(shù)據(jù)、歷史生理參數(shù)以及科學數(shù)據(jù)生理參數(shù)的極限值；

5、訓練數(shù)據(jù)推演模塊，用于獲取數(shù)據(jù)庫中的歷史訓練數(shù)據(jù)，接收當前訓練數(shù)據(jù)，對歷史訓練數(shù)據(jù)進行分析，得到歷史訓練數(shù)據(jù)的基準偏差值和基準值，接著確定綜合訓練負荷指標，并評估出運動員的疲勞狀態(tài)指標，根據(jù)綜合訓練負荷指標及疲勞狀態(tài)指標計算疲勞狀態(tài)閾值，將疲勞狀態(tài)閾值作為訓練極限值；同時，獲取當前訓練數(shù)據(jù)以及基準偏差值和基準值，計算確定當前綜合訓練負荷指標，并評估出運動員的當前疲勞狀態(tài)指標，將當前疲勞狀態(tài)指標與訓練極限值進行比較，確定運動員當前的訓練是否超出訓練極限，當判斷為超出訓練極限時，生成訓練危險信號發(fā)送至后續(xù)的訓練警報模塊；

6、生理參數(shù)推演模塊，用于獲取數(shù)據(jù)庫中歷史生理參數(shù)和科學數(shù)據(jù)生理參數(shù)的極限值，接收當前生理參數(shù)，進行整體分析，確定運動員當前的生理狀態(tài)是否在安全范圍內，當判斷為不在安全范圍內，生成生理危險信號發(fā)送至后續(xù)的訓練警報模塊；

7、訓練警報模塊，用于接收訓練危險信號或者生理危險信號，并當接收到訓練危險信號或者生理危險信號時，發(fā)出警報聲響，提示運動員停止訓練。

8、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊中，所述實時生理參數(shù)包括：實時心率、實時血氧飽和度和實時肌電信號；

9、所述當前訓練數(shù)據(jù)包括：實時訓練時長，實時訓練強度和實時訓練節(jié)奏。

10、優(yōu)選的，所述數(shù)據(jù)采集模塊中，所述可穿戴設備包括智能手表、胸戴式心率監(jiān)測器和便攜式肌電傳感器。

11、優(yōu)選的，所述訓練數(shù)據(jù)推演模塊中，所述對歷史訓練數(shù)據(jù)進行分析，得到歷史訓練數(shù)據(jù)的基準偏差值和基準值，接著確定綜合訓練負荷指標，并評估出運動員的疲勞狀態(tài)指標，根據(jù)綜合訓練負荷指標及疲勞狀態(tài)指標計算疲勞狀態(tài)閾值，將疲勞狀態(tài)閾值作為訓練極限值的具體內容為；

12、s1：獲取前n組的歷史訓練數(shù)據(jù)，包括歷史訓練時長、歷史訓練強度和歷史訓練節(jié)奏，分別記作、和；

13、其中，為預設值，；

14、s2：計算個歷史訓練時長的平均值，接著根據(jù)公式：，計算對應個歷史訓練時長的偏差值；

15、s3：獲取偏差值，將偏差值與預設值進行比較，確定最終得到基準偏差值，記作，同時，確定歷史訓練時長的基準值，記作；

16、若時，對個歷史訓練時長進行數(shù)值刪除，最終得到基準偏差值和基準值；

17、若時，將最初計算的偏差值作為最終的基準偏差值，確定歷史訓練時長的基準值的具體方式為將個歷史訓練時長的平均值作為歷史訓練時長的基準值；

18、s4：計算個歷史訓練強度的平均值，接著根據(jù)公式：，計算對應個歷史訓練強度的偏差值；

19、獲取偏差值，將偏差值與預設值進行比較，確定最終得到基準偏差值，記作，同時，確定歷史訓練強度的基準值，記作；

20、若時，對個歷史訓練強度進行數(shù)值刪除，最終得到基準偏差值和基準值；

21、若時，將最初計算的偏差值作為最終的基準偏差值，確定歷史訓練強度的基準值的具體方式為將個歷史訓練強度的平均值作為歷史訓練強度的基準值；

22、s5：計算個歷史訓練節(jié)奏的平均值，接著根據(jù)公式：，計算對應個歷史訓練節(jié)奏的偏差值；

23、獲取偏差值，將偏差值與預設值進行比較，確定最終得到基準偏差值，記作，同時，確定歷史訓練節(jié)奏的基準值，記作；

24、若時，對個歷史訓練節(jié)奏進行數(shù)值刪除，最終得到基準偏差值和基準值；

25、若時，將最初計算的偏差值作為最終的基準偏差值，確定歷史訓練節(jié)奏的基準值的具體方式為將個歷史訓練節(jié)奏的平均值作為歷史訓練節(jié)奏的基準值；

26、s6：接著通過以下公式對歷史訓練時長、歷史訓練強度和歷史訓練節(jié)奏進行標準化處理：

27、

28、式中，、和均為標準化處理結果；

29、s7：接著通過以下公式確定綜合訓練負荷指標：

30、

31、式中，表示為綜合訓練負荷指標，、和表示為權重系數(shù)，且；

32、s8：獲取每次訓練對應的疲勞狀態(tài)指標，記作，通過使用綜合訓練負荷指標和疲勞狀態(tài)指標建立的關系模型確定疲勞狀態(tài)指標，關系模型通過以下公式進行表示：

33、

34、式中，和為回歸參數(shù)，為控制參數(shù)；

35、s9：接著通過關系模型確定疲勞狀態(tài)閾值：

36、

37、式中，表示為計算的個綜合訓練負荷指標中最大的值；

38、s10：最后將疲勞狀態(tài)閾值作為訓練極限值。

39、優(yōu)選的，所述對個歷史訓練時長進行數(shù)值刪除，最終得到具體的偏差值和基準值的具體方式為；

40、s31：按照從大到小的順序進行排序，依次獲取對應的值，每獲取一個，將其進行自動刪除，刪除后重新計算，并重新與進行比較，若依然時，按照次序選取下一個值，重新計算，直到，并將此偏差值作為最終的基準偏差值；

41、s32：確定歷史訓練時長的基準值的具體方式為，獲取刪除數(shù)值的個數(shù)，計算的剩余歷史訓練時長的個數(shù)g2，；計算個歷史訓練時長的平均值作為歷史訓練時長的基準值。

42、優(yōu)選的，所述獲取當前訓練數(shù)據(jù)以及基準偏差值和基準值，計算確定當前綜合訓練負荷指標，并評估出運動員的當前疲勞狀態(tài)指標，將當前疲勞狀態(tài)指標與訓練極限值進行比較，確定運動員當前的訓練是否超出訓練極限的具體方式為：

43、p1：獲取當前訓練數(shù)據(jù)的實時訓練時長、實時訓練強度和實時訓練節(jié)奏，分別記作、和；

44、p2：接著通過以下公式對當前訓練數(shù)據(jù)進行標準化處理：

45、

46、式中，、和均為標準化處理結果；

47、p3：接著通過以下公式確定當前綜合訓練負荷指標：

48、

49、式中，表示為當前綜合訓練負荷指標，、和表示為權重系數(shù)，且；

50、p4：獲取當前訓練對應的當前疲勞狀態(tài)指標，記作，通過以下關系模型公式確定當前疲勞狀態(tài)指標：

51、

52、式中，和為回歸參數(shù)，為控制參數(shù)；

53、p5：將當前疲勞狀態(tài)指標與訓練極限值進行比較：

54、若，表示運動員的當前訓練數(shù)據(jù)在安全范圍內；

55、若，表示運動員的當前訓練數(shù)據(jù)存在危險，超出訓練極限。

56、優(yōu)選的，所述生理參數(shù)推演模塊中，所述獲取數(shù)據(jù)庫中歷史生理參數(shù)和科學數(shù)據(jù)生理參數(shù)的極限值，接收當前生理參數(shù)，進行整體分析，確定運動員當前的生理狀態(tài)是否在安全范圍內的具體內容為：

57、as1：獲取歷史生理參數(shù)對應的歷史心率、歷史血氧飽和度和歷史肌電信號的極限值，標記為：，其中，表示為歷史生理參數(shù)對應的歷史心率、歷史血氧飽和歷史度和肌電信號極限值集合，表示為歷史最高安全心率，表示為歷史最低安全血氧飽和度，表示為歷史最大肌電信號；

58、獲取科學數(shù)據(jù)生理參數(shù)的科學極限值，標記為：，其中，表示為科學數(shù)據(jù)生理參數(shù)的科學極限值集合，表示為科學研究中的最大心率安全值，表示為科學研究中最低血氧飽和度安全值，表示為科學研究中最大肌電信號安全值；

59、接受當前生理參數(shù)的實時心率、實時血氧飽和度和實時肌電信號的實際值，標記為：，表示為當前生理參數(shù)實時心率、實時血氧飽和度和實時肌電信號實際值集合，表示為當前心率，表示為當前血氧飽和度，表示為當前肌電信號；

60、as2：接著通過以下公式確定動態(tài)參考極限值：

61、

62、式中，為權重系數(shù)，且；

63、as3：接著通過以下公式確定運動員當前生理參數(shù)與動態(tài)參考極限值之間的偏離值；

64、

65、式中，為當前心率值；為當前血氧飽和度值；為當前肌電信號值；為參考心率極限值，為參考血氧飽和度極限值，為參考肌電信號極限值；為實時心率的偏離值；為實時血氧飽和度的偏離值；為實時肌電信號的偏離值；

66、as4：通過以下公式確定當前總風險系數(shù)：

67、

68、式中，為權重系數(shù)，滿足；

69、as5：將當前總風險系數(shù)與預設值進行比較；

70、若，表示運動員的當前生理參數(shù)在安全范圍內；

71、若，表示運動員的當前生理參數(shù)存在危險。

72、優(yōu)選的，還包括：可視化展示模塊，用于實時展示從可穿戴設備獲取的實時生理參數(shù)，同時對實時訓練時長、實時訓練強度和實時訓練節(jié)奏訓練強度數(shù)據(jù)進行歷史趨勢圖展示；展示運動員生理參數(shù)相對動態(tài)參考極限值的偏離情況；使用圖表標記當前值與參考極限的差異，實時顯示總風險系數(shù)，并在風險超標時發(fā)出警示；通過圖標或狀態(tài)欄顯示當前訓練是否存在風險。

73、本發(fā)明提供了一種可視化推演系統(tǒng)。與現(xiàn)有技術相比具備以下有益效果：

74、通過實時采集運動員的生理和訓練數(shù)據(jù)，并結合科學研究的極限值，系統(tǒng)化地分析運動負荷、疲勞狀態(tài)和生理風險；系統(tǒng)利用數(shù)據(jù)采集、分析推演和警報觸發(fā)等模塊，將訓練中的安全隱患及時反饋給運動員和教練，有效防范了訓練過程中的過度負荷和潛在生理危害，為運動員的健康提供了全方位保護；

75、此外，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫存儲和可視化展示功能，通過長期數(shù)據(jù)積累和直觀的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)，幫助教練和運動員全面了解訓練效果和身體變化趨勢；整個系統(tǒng)實現(xiàn)了科學評估與智能反饋，使訓練更具個性化和安全性，助力運動員在安全范圍內持續(xù)優(yōu)化表現(xiàn)。