XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

С целью проведения на Спортивном комплексе «Аист» (г. Нижний Тагил) соревнований Кубка мира FIS по прыжкам на лыжах с трамплина и лыжному двоеборью, специалистами Уральского Федерального Университета были спроектированы, а в дальнейшем установлены специализированные системы обеспечения судейства и телевизионных трансляций. В соответствии с жесткими требованиями FIS при проведении этапов Кубка мира [1,2], трамплины были оснащены не только сертифицированной системой судейства Swiss Timing, но и устройствами, предназначенными для обеспечения в онлайн-режиме дополнительной информацией телевизионных транслирующих компаний, комментаторов, организаторов соревнований и специалистов.

Перед специалистами УрФУ, для организации полноценного тренировочного процесса сборных команд России по прыжкам на лыжам с трамплина и лыжному двоеборью на базе Спортивного комплекса «Аист», была поставлена задача уже существующие специализированные системы судейства и телевизионных трансляций дополнить необходимым оборудованием. В результате анализа современных методик тренировок и оборудования, были подготовлены следующие предложения.

Поскольку прыжки на лыжах являются чрезвычайно сложной технической дисциплиной лыжного спорта, для анализа техники прыжков тренеру необходимо оперативно получать объективную информацию на всех составных стадиях прыжка: разгоне, толчке, фазе полета, приземлении при учете погодных условий и самочувствия спортсмена.

На фазе разгона формируется скорость лыжника, которая обеспечивает дальность прыжка. Для определения скорости разгона на трамплине устанавливаются светолучевые створы, створ создает старт/стоп сигналы в соответствии с правилами FIS. Полученные сигналы обрабатываются с помощью модуля измерения скорости и передаются на компьютер.

Параметры фазы отталкивания фиксируются с помощью тензометрической платформы и системы видеоанализа. Информация о силе отталкивания с электронных тензометрических датчиков, установленных в зоне отталкивания, и модуля компании Peter Riedel, обрабатывается с помощью программного обеспечения "Ski Line Data Track – Client" компании Swiss Timing [3].

Видеосъемка проводится обычно на каждой «прыжковой» тренировке в разных точках трамплина. Данные видеоизображений используются для биомеханического анализа техники прыжков на лыжах с трамплина, прежде всего стойки разгона, в фазе отталкивания и в фазе формирования положения полета. Изображения, полученные с помощью Sony HD видеокамер 1920x1080/540@50fps, которые имеют возможность автоматической или удаленной настройки диафрагмы, фокуса и Zoom, а также телевизионных камер системы обеспечения ТВ трансляций, обрабатываются с помощью компьютерного биомеханического программного комплекса компании Dartfish (http://innosport.ru/dartfish.html).

Видео система определения дальности прыжка построена на базе четырех Sony HD видеокамер 1920x1080/540@50fps, установленных вдоль зоны приземления, и программного обеспечения для измерения длины прыжков [4]. На мониторе отображается видео со всех 4-х камер в режиме реального времени. Программа записывает видео с каждой камеры и сохраняет на диск кусками по 10 секунд, предоставляя возможность покадрового повторного просмотра момента приземления. У оператора есть возможность приближать картинку для точного определения точки приземления.

Для определения скорости спортсмена в каждой точке разгона и прыжка, расстояния точки отрыва до края стола отрыва, а также графического построения траектории прыжка, в том числе в формате 3-D, предложено использовать систему определения местоположения LPS компании Swiss Timing [5], которая позволяет отслеживать местоположение людей и предметов с точностью +/- 10 см со скоростью до 500 измерений в секунду. Пространственное положение отслеживаемых объектов определяется путем непрерывного расчета задержки распространения сигнала между портативным передатчиком и рядом стационарных базовых станций (см. рисунок). Каждый из портативных передатчиков имеет уникальный идентификационный номер, определяющий спортсмена, на котором установлен конкретный передатчик. Все данные обрабатываются в реальном времени.

Учет влияния погодных факторов крайне необходим в тренировочном процессе. Не следует избегать плохих погодных условий особенно в фазе стабилизации техники, так как во время соревнований возможны разные условия. При этом обязательным условием является обеспечение безопасности спортсменов.

Рис. Система определения местоположения спортсмена.

Для определения ветровой ситуации в зоне полета спортсмена используется система, состоящая из семи 3-х мерных ультразвуковых анемометров, установленных в соответствии с правилами FIS, программного обеспечения для измерения скорости и направления ветра, обеспечивающего графический вывод: реальную турбулентность (м/с) в виде диаграммы и чисел, текущее направление ветра в виде стрелки, текущую результирующую скорость ветра м/с в виде числа, скорость ветра на диаграмме времени.

Для фиксации климатических условий в зоне прыжка применяется профессиональная метеостанция Meteoskan PRO компании RST Industries TMFV, которая через радио датчик передает данные по температуре, влажности воздуха, атмосферному давлению, количеству выпавших осадков.

Состояние самого спортсмена перед прыжком, во время полета и приземления можно фиксировать с помощью наручного кардиомонитора.

Представленная комплексная система технического обеспечения позволит значительно усовершенствовать тренировочный процесс на лыжном трамплине, стать основой для разработки новых современных методик подготовки спортсменов высшей квалификации.

Список литературы

Service catalogue FIS World Cup Ski Jumping and Ski Flying, 2012.

SWISS TIMING, Service catalogue FIS World Cup Ski Jumping Ladies 2015/2016, 2015.

SWISS TIMING, Ski-line data track, Ski Jumping, Hardware Manual, 2013.

SWISS TIMING, Video distance measurement system G4, Ski Jumping, Hardware Description, 2011.

SWISS TIMING, Local positioning system, Ski Jumping, Hardware Description, 2014.