(19)國家知識產(chǎn)權(quán)局道高新區(qū)社區(qū)科技南十二路18號長虹事務(wù)所(普通合伙)441140A61B5/1455(2006.01)一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練快速傅里葉變換高級信號處理技術(shù)計算波動特員21.一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，包括以下步驟：S1:在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率S2:根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；S3:依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；S4:對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；S5:若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力，具體包括：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，根據(jù)血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值，判斷血氧飽和度波動特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力異常，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力正常。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述血氧飽和度波動特征值的獲取過程為：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，使用Morlet小波函數(shù)對運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)進行處理，應(yīng)用連續(xù)小波變換于血氧飽和度時間序列，得到其在不同尺度下的小波系數(shù)；根據(jù)在不同尺度下的小波系數(shù)，計算每個尺度下的能量譜密度；計算所有尺度下的能量譜密度的平均值，將所有大于能量譜密度的平均值的尺度，記為高頻尺度，將所有高頻尺度的能量譜密度的總和與所有尺度下的能量譜密度的總和進行比值計算，得到血氧飽和度波動特征值。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，根據(jù)呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值，判斷呼吸頻率異常特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述呼吸頻率異常特征值的獲取過程為：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，將采集的呼吸頻率數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉變換，得到其頻域表示，基于快速傅里葉變換結(jié)果，計算每個頻率分量上的功率譜密度；預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度范圍[Pmin,Pmax],其中Pmin表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最小值，Pmax表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最大值，根據(jù)預(yù)設(shè)正常3呼吸模式的功率譜密度的最小值，計算呼吸頻率異常特征值。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，具體包括：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時獲取運動員的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，將血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值構(gòu)建成綜合特征向量，作為機器學(xué)習(xí)模型的輸入，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)的誤差，作為訓(xùn)練目標(biāo)，對機器學(xué)習(xí)模型進行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練好的機器學(xué)習(xí)模型，輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，所述機器學(xué)習(xí)模型為梯度提升樹模型。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程為：將獲取的綜合特征向量，輸入梯度提升樹模型，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)之間的誤差為目標(biāo)函數(shù)，對梯度提升樹模型進行訓(xùn)練，在訓(xùn)練過程中，模型通過迭代優(yōu)化的方式，逐步調(diào)整決策樹結(jié)構(gòu)和權(quán)重，以減小預(yù)測值與真實值之間的差異，采用均方誤差來量化預(yù)測誤差，并通過梯度下降法尋找最優(yōu)參數(shù)集，經(jīng)過充分訓(xùn)練后的梯度提升樹模型能夠準(zhǔn)確地根據(jù)運動員的生理數(shù)據(jù)輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征根據(jù)機器學(xué)習(xí)模型輸出的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，判斷運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練方案適合對應(yīng)運動員，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合對應(yīng)運動員。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，所述優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案，根據(jù)實時采集的運動員血氧飽和度數(shù)據(jù)和呼吸頻率數(shù)據(jù)，分別計算出血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，通過將血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值構(gòu)建成綜合特征向量，輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的梯度提升樹模型中，預(yù)測出當(dāng)前訓(xùn)練方案下的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，以提高訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)為目標(biāo)，調(diào)整訓(xùn)練方案中的訓(xùn)練強度、持續(xù)時間和間歇時間，并重新計算對應(yīng)的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，形成新的綜合特征向量，采用迭代優(yōu)化的方式，在每次調(diào)整訓(xùn)練方案后，利用梯度提升樹模型重新預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，并將其與歷史訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)進行對比，若新方案的預(yù)測分?jǐn)?shù)更高，則保留該方案作為當(dāng)前最優(yōu)方案；否則，繼續(xù)調(diào)整訓(xùn)練參數(shù)直至找到最佳組合。10.一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，用于如權(quán)利要求1-9任一項所述的一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，其特征在于，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)；供氧能力評估模塊，所述供氧能力評估模塊根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；適應(yīng)性評估模塊，所述適應(yīng)性評估模塊依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；3/3頁3/3頁4訓(xùn)練方案判斷模塊，所述訓(xùn)練方案判斷模塊對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；訓(xùn)練調(diào)整模塊，所述訓(xùn)練調(diào)整模塊若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案。5技術(shù)領(lǐng)域[0001]本發(fā)明涉及體育訓(xùn)練技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法及系統(tǒng)。背景技術(shù)[0002]隨著體育科學(xué)的不斷發(fā)展和競技水平的日益提高，運動員訓(xùn)練的方法和技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。為了在激烈的競爭中占據(jù)優(yōu)勢，運動員不僅需要具備卓越的身體素質(zhì)和技能，還需要科學(xué)、系統(tǒng)的訓(xùn)練方案來優(yōu)化個人表現(xiàn)并減少受傷風(fēng)險。傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法通常依賴于教練員的經(jīng)驗和有限的生理數(shù)據(jù)，如心率監(jiān)測等，這些方法雖然能夠在一定程度上指導(dǎo)訓(xùn)練，但往往缺乏對運動員整體狀態(tài)的全面理解和個性化調(diào)整。近年來，隨著數(shù)字孿生技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析的發(fā)展，通過構(gòu)建運動員的虛擬模型并結(jié)合實時生理數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練模擬成為可能。這種基于數(shù)字孿生的方法能夠更精確地反映運動員的真實狀態(tài)，并為制定更加科學(xué)合理的訓(xùn)練計劃提供了新的途徑。[0003]現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：每位運動員的身體對訓(xùn)練和比賽的反應(yīng)都是獨一無二的。如果數(shù)字孿生系統(tǒng)未能精確捕捉到某些運動員特有的生理反應(yīng)(例如，罕見的代謝紊亂或心臟問題),可能會給出不適合該運動員的訓(xùn)練建議，從而增加受傷風(fēng)險甚至危及生命安全。因此，亟需一種更為智能、靈活且精準(zhǔn)的訓(xùn)練方法及系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)代體育訓(xùn)練的需求。發(fā)明內(nèi)容[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法及系[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，包括以下步驟：S1:在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)；S2:根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；S3:依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；S4:對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；S5:若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方[0006]作為本發(fā)明進一步的方案：所述評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力，具體包6在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，根據(jù)血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值，判斷血氧飽和度波動特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力異常，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力正常。[0007]作為本發(fā)明進一步的方案：所述血氧飽和度波動特征值的獲取過程為：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，使用Morlet小波函數(shù)對運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)進行處理，應(yīng)用連續(xù)小波變換于血氧飽和度時間序列，得到其在不同尺度下的小波系數(shù)；根據(jù)在不同尺度下的小波系數(shù)，計算每個尺度下的能量譜密度；計算所有尺度下的能量譜密度的平均值，將所有大于能量譜密度的平均值的尺度，記為高頻尺度，將所有高頻尺度的能量譜密度的總和與所有尺度下的能量譜密度的總和進行比值計算，得到血氧飽和度波動特征值。在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，根據(jù)呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值，判斷呼吸頻率異常特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾[0009]作為本發(fā)明進一步的方案：所述呼吸頻率異常特征值的獲取過程為：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，將采集的呼吸頻率數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉變換，得到其頻域表示，基于快速傅里葉變換結(jié)果，計算每個頻率分量上的功率譜密度；預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度范圍[Pmin,Pmax],其中Pmin表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最小值，Pmax表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最大值，根據(jù)預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最小值，計算呼吸頻率異常特征值。[0010]作為本發(fā)明進一步的方案：所述對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時獲取運動員的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，將血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值構(gòu)建成綜合特征向量，作為機器學(xué)習(xí)模型的輸入，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)的誤差，作為訓(xùn)練目標(biāo)，對機器學(xué)習(xí)模型進行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練好的機器學(xué)習(xí)模型，輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，所述機器學(xué)習(xí)模型為梯度提升樹模型。[0011]作為本發(fā)明進一步的方案：所述機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程為：將獲取的綜合特征向量，輸入梯度提升樹模型，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)之間的誤差為目標(biāo)函數(shù)，對梯度提升樹模型進行訓(xùn)練，在訓(xùn)練過程中，模型通過迭代優(yōu)化的方式，逐步調(diào)整決策樹結(jié)構(gòu)和權(quán)重，以減小預(yù)測值與真實值之間的差異，采用均方誤差來量化預(yù)測誤差，并通過梯度下降法尋找最優(yōu)參數(shù)集，經(jīng)過充分訓(xùn)練后的梯度提升樹模型能夠準(zhǔn)確地根據(jù)運動員的生理數(shù)據(jù)輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)。[0012]作為本發(fā)明進一步的方案：所述判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員，具體包7根據(jù)機器學(xué)習(xí)模型輸出的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，判斷運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練方案適合對應(yīng)運動員，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合對應(yīng)運動員。[0013]作為本發(fā)明進一步的方案：所述優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案，具體包括：根據(jù)實時采集的運動員血氧飽和度數(shù)據(jù)和呼吸頻率數(shù)據(jù)，分別計算出血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，通過將血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值構(gòu)建成綜合特征向量，輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的梯度提升樹模型中，預(yù)測出當(dāng)前訓(xùn)練方案下的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，以提高訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)為目標(biāo)，調(diào)整訓(xùn)練方案中的訓(xùn)練強度、持續(xù)時間和間歇時間，并重新計算對應(yīng)的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，形成新的綜合特征向量，采用迭代優(yōu)化的方式，在每次調(diào)整訓(xùn)練方案后，利用梯度提升樹模型重新預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，并將其與歷史訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)進行對比，若新方案的預(yù)測分?jǐn)?shù)更高，則保留該方案作為當(dāng)前最優(yōu)方案；否則，繼續(xù)調(diào)整訓(xùn)練參數(shù)直至找到最佳組合。[0014]一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)；供氧能力評估模塊，所述供氧能力評估模塊根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；適應(yīng)性評估模塊，所述適應(yīng)性評估模塊依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；訓(xùn)練方案判斷模塊，所述訓(xùn)練方案判斷模塊對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；訓(xùn)練調(diào)整模塊，所述訓(xùn)練調(diào)整模塊若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案。(1)本發(fā)明通過集成實時監(jiān)測技術(shù)與先進的信號處理算法，如Morlet小波變換和快速傅里葉變換，實現(xiàn)了對運動員血氧飽和度和呼吸頻率參數(shù)的深度分析，從而精準(zhǔn)計算出反映身體狀態(tài)及訓(xùn)練適應(yīng)性的波動特征值。這一過程不僅能夠細(xì)致捕捉到運動員在不同訓(xùn)練強度下的生理反應(yīng)變化，還為個性化訓(xùn)練方案的設(shè)計提供了堅實的數(shù)據(jù)支持?；谶@些關(guān)鍵生理指標(biāo)構(gòu)建的綜合特征向量被輸入至機器學(xué)習(xí)模型(梯度提升樹模型),模型通過對大量歷史數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)，能夠準(zhǔn)確預(yù)測并推薦最適合每位運動員當(dāng)前狀況的訓(xùn)練策略，確保訓(xùn)練計劃既能最大化運動表現(xiàn)，又能有效避免過度訓(xùn)練或訓(xùn)練不足帶來的風(fēng)險。通過持續(xù)監(jiān)控和動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練參數(shù)，形成了一個閉環(huán)反饋系統(tǒng)，使得教練員可以根據(jù)最新的生理數(shù)據(jù)及時優(yōu)化訓(xùn)練安排，促進運動員在維持良好健康狀態(tài)的同時達到個人最佳競技水平。[0016](2)本發(fā)明采用先進的迭代優(yōu)化策略，基于運動員實時反饋的血氧飽和度和呼吸頻率等生理數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，直至確定最符合個體需求的理想訓(xùn)練組合。通過應(yīng)用Morlet小波變換與快速傅里葉變換等高級信號處理技術(shù)計算波動特8征值，并結(jié)合機器學(xué)習(xí)模型(梯度提升樹)對綜合特征向量進行分析，本方法實現(xiàn)了對每位運動員狀態(tài)的精確評估與個性化訓(xùn)練方案的持續(xù)優(yōu)化。這種方式不僅顯著提升了訓(xùn)練計劃的科學(xué)性和靈活性，使教練員能夠根據(jù)運動員的具體情況及時作出精準(zhǔn)調(diào)整，擺脫了傳統(tǒng)固定模板的局限性；同時，通過設(shè)定合理的閾值范圍監(jiān)控關(guān)鍵生理參數(shù)的變化，本發(fā)明能夠在早期識別潛在健康問題，從而采取預(yù)防性措施，有效防止因過度訓(xùn)練或不當(dāng)訓(xùn)練導(dǎo)致的身體損傷。這種數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持系統(tǒng)不僅為運動員提供了更加科學(xué)、個性化的訓(xùn)練指導(dǎo)，還大幅提升了訓(xùn)練管理的質(zhì)量與效果，確保了運動員在保持最佳身體狀態(tài)下實現(xiàn)競技水平的穩(wěn)步提升，體現(xiàn)了現(xiàn)代體育科技與健康管理理念的深度融合。附圖說明[0017]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。[0018]圖1是本發(fā)明一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法的流程框圖；圖2是本發(fā)明中一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的流程框圖。具體實施方式[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它[0020]請參閱圖1所示，本發(fā)明為一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練方法，包括以下步驟：S1:在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)；S2:根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；S3:依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；S4:對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；S5:若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方[0021]在S1中，在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，首先通過穿戴式生理監(jiān)測設(shè)備實時獲取運動員的血氧飽和度參數(shù)。所述設(shè)備包括多個光學(xué)傳感器，這些傳感器發(fā)射特定波長的光透過皮膚，并測量被血液吸收后的光強度變化，以此來計算血氧飽和度。該過程基于朗伯-比爾定律，通過比較不同波長光的吸收差異來確定血液中的氧氣含量。具體地，設(shè)備持續(xù)記錄一系列離散時間點上的血氧飽和度值表示采樣時刻。所采集的數(shù)據(jù)不僅反映了運動員當(dāng)前的血9氧水平，還能用于后續(xù)分析血氧飽和度波動特征值，以評估運動員的身體負(fù)荷與恢復(fù)狀態(tài)。同時，為了實時監(jiān)測運動員的呼吸頻率參數(shù)，本發(fā)明采用胸部綁帶非侵入性裝置，通過檢測胸廓運動來間接測量呼吸頻率。這類裝置內(nèi)置有柔性應(yīng)變傳感器，能夠隨著運動員呼吸時胸廓擴張與收縮產(chǎn)生相應(yīng)的電信號變化。上述兩種參數(shù)的精確獲取，為構(gòu)建綜合特征向量并優(yōu)化訓(xùn)練方案奠定了堅實基礎(chǔ)。[0022]在S2中，根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力，具體包括：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，根據(jù)血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值，判斷血氧飽和度波動特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力異常，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力正常。[0023]在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)，使用Morlet小波函數(shù)對運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)進行處理，應(yīng)用連續(xù)小波變換于血氧飽和度時間序列，得到其在不同尺度下的小波系數(shù)；根據(jù)在不同尺度下的小波系數(shù)，計算每個尺度下的能量譜密度，計算表達式為：E(a)=?IW(a,b)I2db;其中，a表示尺度的數(shù)尺度位置b處的小波系數(shù)，db表示積分變量b的微小變化量；計算所有尺度下的能量譜密度的平均值，將所有大于能量譜密度的平均值的尺度，記為高頻尺度，將所有高頻尺度的能量譜密度的總和與所有尺度下的能量譜密度的總和進行比值計算，得到血氧飽和度波動特征值。[0024]需要說明的是：利用Morlet小波函數(shù)對運動員的血氧飽和度數(shù)據(jù)進行連續(xù)小波變換處理，通過計算不同尺度下的能量譜密度并分析其分布特征來評估運動員在當(dāng)前訓(xùn)練強度下的供氧能力，這種方法不僅能夠更精確地捕捉到血氧飽和度隨時間變化的動態(tài)特性，還能夠識別出隱藏在信號中的高頻成分，這些高頻成分可能指示了運動員在高強度訓(xùn)練時出現(xiàn)的瞬態(tài)缺氧或過度通氣等異常情況。通過將所有高于平均能量譜密度的尺度定義為高頻尺度，并計算其能量總和占比作為血氧飽和度波動特征值，本發(fā)明提供了一種量化評估運動員供氧能力和訓(xùn)練適應(yīng)性的新途徑，有助于教練員及時調(diào)整訓(xùn)練方案以優(yōu)化運動員表現(xiàn)，同時具有更高的靈敏度和特異性，適用于個性化訓(xùn)練監(jiān)控和健康管理。[0025]在S3中，依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性，具體包括：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，根據(jù)呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值，判斷呼吸頻率異常特征值是否大于等于預(yù)設(shè)閾[0026]所述呼吸頻率異常特征值的獲取過程為：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，按照時間序列實時采集運動員的呼吸頻率數(shù)據(jù)，將采集的呼吸頻率數(shù)據(jù)應(yīng)用快速傅里葉變換，得到其頻域表示，基于快速傅里葉變換結(jié)率分量的數(shù)量，P[k]表示第k個頻率分量的功率譜密度，X[k]表示第k個頻率分量的頻域表預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度范圍[Pmin,Pmax],其中Pmn表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最小值，Pmax表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最大值，根據(jù)預(yù)設(shè)正常呼吸模式的功率譜密度的最小值，計算呼吸頻率異常特征值，計算表達式為：式中，R表示呼吸頻率異常特征值，khigh表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的最大功率譜密度對應(yīng)的頻率分量，klow表示預(yù)設(shè)正常呼吸模式的最小功率譜密度對應(yīng)的頻率分量，I表示指示函數(shù)，當(dāng)條件滿足時返回1,否則返回0。[0027]需要說明的是：通過應(yīng)用快速傅里葉變換處理運動員實時采集的呼吸頻率數(shù)據(jù)，基于頻域分析方法計算每個頻率分量上的功率譜密度，從而有效識別呼吸模式中的異常波動特征。本發(fā)明能夠精確量化呼吸頻率的動態(tài)變化，并通過設(shè)定正常呼吸模式的功率譜密度范圍來判斷運動員的身體適應(yīng)性狀態(tài)。通過計算超出預(yù)設(shè)正常范圍的頻率分量比例作為呼吸頻率異常特征值，不僅能夠靈敏地檢測出潛在的身體適應(yīng)性問題，如呼吸不規(guī)律或呼吸困難，為教練員提供科學(xué)依據(jù)進行訓(xùn)練強度調(diào)整。本發(fā)明方法提高了對呼吸模式細(xì)微變化的捕捉能力，具有更高的準(zhǔn)確性和可靠性，適用于個性化運動訓(xùn)練監(jiān)控及健康管理。[0028]在S4中，對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員，具體包括：在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時獲取運動員的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，將血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值構(gòu)建成綜合特征向量，作為機器學(xué)習(xí)模型的輸入，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)的誤差，作為訓(xùn)練目標(biāo)，對機器學(xué)習(xí)模型進行訓(xùn)練，根據(jù)訓(xùn)練好的機器學(xué)習(xí)模型，輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，所述機器學(xué)習(xí)模型為梯度提升樹模型。[0029]所述機器學(xué)習(xí)模型的訓(xùn)練過程為：將獲取的綜合特征向量，輸入梯度提升樹模型，以最小化預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)之間的誤差為目標(biāo)函數(shù)，對梯度提升樹模型進行訓(xùn)練，在訓(xùn)練過程中，模型通過迭代優(yōu)化的方式，逐步調(diào)整決策樹結(jié)構(gòu)和權(quán)重，以減小預(yù)測值與真實值之間的差異，采用均方誤差來量化預(yù)測誤差，并通過梯度下降法尋找最優(yōu)參數(shù)集，經(jīng)過充分訓(xùn)練后的梯度提升樹模型能夠準(zhǔn)確地根據(jù)運動員的生理數(shù)據(jù)輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)。[0030]所述判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員，具體包括：根據(jù)機器學(xué)習(xí)模型輸出的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，判斷運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)是否大于等于預(yù)設(shè)閾值，若是，則當(dāng)前訓(xùn)練方案適合對應(yīng)運動員，若否，則當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合對應(yīng)運動員。[0031]在S5中，若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練11根據(jù)實時采集的運動員血氧飽和度數(shù)據(jù)和呼吸頻率數(shù)據(jù)，分別計算出血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，這兩個特征值反映了運動員在訓(xùn)練過程中的生理狀態(tài)變化情況，是評估訓(xùn)練負(fù)荷與身體適應(yīng)性的關(guān)鍵指標(biāo)，通過將這些特征值輸入到預(yù)先訓(xùn)練好的梯度提升樹模型中，預(yù)測出當(dāng)前訓(xùn)練方案下的訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，以提高訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)為目標(biāo)，調(diào)整訓(xùn)練方案中的訓(xùn)練強度、持續(xù)時間和間歇時間，并重新計算對應(yīng)的血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值，形成新的綜合特征向量。[0032]采用迭代優(yōu)化的方式，在每次調(diào)整訓(xùn)練方案后，利用梯度提升樹模型重新預(yù)測訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，并將其與歷史訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)進行對比，若新方案的預(yù)測分?jǐn)?shù)更高，則保留該方案作為當(dāng)前最優(yōu)方案；否則，繼續(xù)調(diào)整訓(xùn)練參數(shù)直至找到最佳組合。在此過程中，可通過設(shè)定血氧飽和度波動特征值的上下限、呼吸頻率異常特征值的閾值確保訓(xùn)練方案的安全性和[0033]最終，能夠為每位運動員生成一套個性化的訓(xùn)練方案，使其血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值處于最佳范圍內(nèi)，進而最大化訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)。[0034]請參閱圖2所示，一種基于數(shù)字孿生的體育賽事全流程仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，包括：數(shù)據(jù)采集模塊，所述數(shù)據(jù)采集模塊在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，實時監(jiān)測運動員的血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)；供氧能力評估模塊，所述供氧能力評估模塊根據(jù)監(jiān)測到的血氧飽和度數(shù)據(jù)的變化幅度，計算血氧飽和度波動特征值用于評估當(dāng)前訓(xùn)練強度下運動員的供氧能力；適應(yīng)性評估模塊，所述適應(yīng)性評估模塊依據(jù)測量得到的呼吸頻率的波動幅度，計算呼吸頻率異常特征值用于判斷運動員的身體適應(yīng)性；訓(xùn)練方案判斷模塊，所述訓(xùn)練方案判斷模塊對血氧飽和度波動特征值和呼吸頻率異常特征值進行綜合分析，并根據(jù)分析結(jié)果，判斷當(dāng)前訓(xùn)練方案是否適合對應(yīng)運動員；訓(xùn)練調(diào)整模塊，所述訓(xùn)練調(diào)整模塊若分析結(jié)果顯示當(dāng)前訓(xùn)練方案不適合運動員，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，優(yōu)化血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)直至找到最適合對應(yīng)運動員的訓(xùn)練方案。[0035]本發(fā)明的工作原理：通過實時監(jiān)測和分析運動員的生理參數(shù)優(yōu)化訓(xùn)練方案，以提高訓(xùn)練效果和個人表現(xiàn)。在運動員訓(xùn)練和比賽模擬過程中，利用穿戴式設(shè)備和胸部綁帶分別實時獲取血氧飽和度參數(shù)和呼吸頻率參數(shù)，這些數(shù)據(jù)不僅反映了運動員當(dāng)前的身體狀態(tài)，還為后續(xù)分析奠定了基礎(chǔ)，采用Morlet小波函數(shù)對血氧飽和度數(shù)據(jù)進行連續(xù)小波變換，計算不同尺度下的能量譜密度，并根據(jù)高于平均能量譜密度的比例確定血氧飽和度波動特征值，以此評估運動員供氧能力是否正常。對于呼吸頻率，應(yīng)用快速傅里葉變換將呼吸頻率數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到頻域，計算各頻率分量上的功率譜密度，并據(jù)此判斷呼吸頻率異常特征值是否超出預(yù)設(shè)范圍，從而評估運動員身體適應(yīng)性。將上述兩種特征值構(gòu)建成綜合特征向量，輸入預(yù)先訓(xùn)練好的梯度提升樹模型中，以最小化預(yù)測與實際訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)之間的誤差為目標(biāo)，輸出訓(xùn)練效果分?jǐn)?shù)，進而判斷現(xiàn)有訓(xùn)練方案是否適合特定運動員。若現(xiàn)有方案不適合，則動態(tài)調(diào)整訓(xùn)練強度、間歇時間和恢復(fù)策略，反復(fù)迭代直至找到最優(yōu)訓(xùn)練方案。此方法通過精確捕捉運動員生理信號的細(xì)微變化，結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù)實現(xiàn)個性