2025年大學《智能體育工程》專業(yè)題庫——智能運動監(jiān)測與訓練計劃考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（請將正確選項的代表字母填在括號內(nèi)，每題2分，共20分）1.以下哪種傳感器主要用于測量運動員的心率變化？（）A.加速度計B.陀螺儀C.GPSD.心率帶2.在智能運動監(jiān)測系統(tǒng)中，用于實時傳輸少量關(guān)鍵數(shù)據(jù)（如心率）的短距離無線技術(shù)通常是？（）A.Wi-FiB.藍牙低功耗（BLE）C.5GD.Zigbee3.運動生理學中，用于量化運動強度或負荷的指標是？（）A.RPE（自覺用力程度）B.VO2maxC.HRV（心率變異性）D.實際攝氧量4.對采集到的原始運動數(shù)據(jù)進行去噪、平滑等處理，屬于數(shù)據(jù)處理的哪個階段？（）A.數(shù)據(jù)采集B.數(shù)據(jù)存儲C.數(shù)據(jù)預(yù)處理D.數(shù)據(jù)分析5.利用機器學習算法自動識別運動員的技術(shù)動作模式，屬于智能運動監(jiān)測的哪個方面？（）A.生理參數(shù)監(jiān)測B.運動軌跡跟蹤C.動作模式識別D.訓練負荷分析6.根據(jù)運動員近期的監(jiān)測數(shù)據(jù)（如持續(xù)數(shù)天的HRV），判斷其恢復(fù)狀態(tài)，進而調(diào)整后續(xù)訓練計劃，體現(xiàn)了？（）A.訓練負荷監(jiān)控B.訓練計劃個體化C.動態(tài)訓練調(diào)整D.訓練效果評估7.在制定周期性訓練計劃時，確保訓練強度和容量隨時間有節(jié)奏地變化，遵循了哪個原則？（）A.超負荷原則B.恢復(fù)原則C.周期性原則D.專項性原則8.以下哪項不屬于智能運動訓練計劃系統(tǒng)通常包含的功能模塊？（）A.運動數(shù)據(jù)可視化B.個性化訓練處方生成C.運動員市場價值評估D.訓練恢復(fù)建議9.使用GPS設(shè)備監(jiān)測長跑運動員的軌跡和速度，屬于？（）A.生理參數(shù)監(jiān)測B.運動生物力學分析C.運動表現(xiàn)追蹤D.技術(shù)動作識別10.在處理運動監(jiān)測數(shù)據(jù)時，需要考慮數(shù)據(jù)的實時性要求，這對數(shù)據(jù)傳輸和系統(tǒng)響應(yīng)提出了較高要求，這是指？（）A.數(shù)據(jù)完整性問題B.數(shù)據(jù)準確性問題C.系統(tǒng)實時性問題D.數(shù)據(jù)隱私問題二、填空題（請將答案填寫在橫線上，每空1分，共15分）1.可穿戴傳感器通過附著在運動員身體上，直接采集________和________等生理信號。2.運動訓練負荷可以通過________、速度區(qū)間和TRIMP等多種方式進行量化。3.基于________的訓練計劃調(diào)整，能夠使訓練更加符合運動員的個體狀態(tài)和需求。4.心率變異性（HRV）是評價運動員________狀態(tài)的重要指標之一。5.將傳感器數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆贫朔?wù)器進行存儲和處理，是智能運動監(jiān)測系統(tǒng)常見的________方案。6.機器學習在智能運動監(jiān)測中可用于________、疲勞預(yù)測和傷病風險評估等任務(wù)。7.制定訓練計劃時，必須考慮訓練的________，確保訓練內(nèi)容符合項目要求。8.無線傳輸技術(shù)在智能運動監(jiān)測中面臨的主要挑戰(zhàn)包括信號干擾、傳輸距離和________等問題。9.運動員在訓練或比賽后的主觀感受，如用力程度，常通過________(RPE)來評估。10.確保采集、傳輸、存儲和分析過程中的個人信息安全，是智能運動訓練應(yīng)用必須遵守的________要求。三、簡答題（請簡要回答下列問題，每題5分，共20分）1.簡述使用加速度計和陀螺儀進行運動狀態(tài)監(jiān)測的基本原理及其主要區(qū)別。2.描述在智能運動監(jiān)測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)預(yù)處理階段通常包含哪些主要步驟及其目的。3.解釋什么是“超負荷”原則在訓練計劃制定中的應(yīng)用，并說明過度超負荷可能帶來的風險。4.列舉至少三種在專業(yè)運動員智能訓練中應(yīng)用的監(jiān)測技術(shù)，并簡述其監(jiān)測內(nèi)容或應(yīng)用價值。四、計算題（請根據(jù)要求進行計算，寫出計算過程，每題8分，共16分）1.某運動員在一次1000米測試中，全程平均心率為160次/分鐘，后半程（500米）心率為170次/分鐘。假設(shè)測試總時長為8分鐘。請估算該運動員在前半程和后半程的心率區(qū)間（按照常見的五個區(qū)間劃分：<120,120-140,140-160,160-180,>180次/分鐘），并說明這種心率變化模式可能反映的狀態(tài)（如勻速、加速等）。2.假設(shè)一個智能跑步監(jiān)測系統(tǒng)使用加速度計采集運動員跑步時的垂直方向加速度信號。某次測試中，系統(tǒng)測得運動員在5秒鐘內(nèi)的平均垂直加速度幅值為2.0m/s2。請簡述如何利用這個數(shù)據(jù)估算運動員的跑步速度或步頻？說明涉及的關(guān)鍵物理量或公式，并指出此估算方法的局限性。五、論述題（請圍繞題目要求進行論述，不少于300字，10分）結(jié)合智能運動監(jiān)測與訓練計劃的相關(guān)知識，論述如何利用多源監(jiān)測數(shù)據(jù)（如生理參數(shù)、運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)等）來構(gòu)建一個個性化的智能訓練調(diào)整閉環(huán)系統(tǒng)。請說明該系統(tǒng)的工作流程、關(guān)鍵技術(shù)和預(yù)期效果。試卷答案一、選擇題1.D2.B3.A4.C5.C6.C7.C8.C9.C10.C二、填空題1.心率，呼吸2.心率區(qū)間3.監(jiān)測數(shù)據(jù)4.疲勞5.云計算6.運動模式識別7.專項性8.安全性9.自覺用力程度10.倫理三、簡答題1.解析：加速度計測量的是物體運動的加速度，通過積分可以得到速度和位移，用于監(jiān)測速度、加速度、步態(tài)等。陀螺儀測量的是物體角運動的旋轉(zhuǎn)速率，用于監(jiān)測方向、角速度、姿態(tài)等。主要區(qū)別在于：加速度計感知線性運動，陀螺儀感知旋轉(zhuǎn)運動。在運動狀態(tài)監(jiān)測中，兩者常結(jié)合使用，提供更全面的運動信息。2.解析：數(shù)據(jù)預(yù)處理是數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用前的重要步驟。主要步驟包括：①數(shù)據(jù)清洗，去除噪聲、異常值、缺失值；②數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，如歸一化、標準化，使數(shù)據(jù)符合分析要求；③數(shù)據(jù)降維，減少特征數(shù)量，去除冗余信息。目的是提高數(shù)據(jù)質(zhì)量，使后續(xù)的分析和建模更加準確和高效。3.解析：超負荷原則是指在訓練中逐漸增加訓練的強度、密度或量，以刺激身體產(chǎn)生適應(yīng)性變化，提升運動能力。應(yīng)用時，需在超出原有負荷水平但又不過度疲勞的范圍內(nèi)進行，并確保有充分的恢復(fù)時間。過度超負荷可能導(dǎo)致運動員過度疲勞、免疫力下降、受傷風險增加，甚至導(dǎo)致運動能力下降。4.解析：示例：①可穿戴心率監(jiān)測技術(shù)，監(jiān)測實時心率、心率區(qū)間、恢復(fù)狀態(tài)；②GPS運動軌跡與速度監(jiān)測，分析跑步/騎行路線、速度、配速、位移；③肌電（EMG）信號監(jiān)測，評估肌肉活動程度、力量輸出模式；④生物力學分析系統(tǒng)（使用攝像頭或慣性傳感器），監(jiān)測關(guān)節(jié)角度、運動姿態(tài)、步態(tài)參數(shù)。這些技術(shù)可以幫助教練了解運動員狀態(tài)、評估訓練效果、預(yù)防傷病、優(yōu)化訓練計劃。四、計算題1.解析：估算心率區(qū)間需知道心率。全程平均心率160次/分，總時長8分鐘，則全程心率為160*8=1280次。后半程心率為170次/分，時長4分鐘，后半程心率為170*4=680次。前半程心率為1280-680=600次，時長4分鐘，前半程平均心率為600/4=150次/分。將150和170分別對照心率區(qū)間：<120,120-140,140-160,160-180,>180。可知前半程心率150次/分屬于140-160區(qū)間，后半程心率170次/分屬于160-180區(qū)間。心率從150增加到170，處于較高強度區(qū)間，且后半程高于前半程，這種心率變化模式通常反映運動員在后半程進行了加速或提高了強度。2.解析：估算跑步速度或步頻的基本原理是物理公式。速度=路程/時間，步頻=步數(shù)/時間。加速度計測得的垂直加速度幅值包含重力分量和由跑步動作引起的動態(tài)分量。理論上，可以通過對加速度信號進行處理（如濾波、積分），結(jié)合已知步長或時間間隔來估算速度或步頻。例如，通過峰值檢測得到單步時間間隔，進而計算步頻。局限性在于：①垂直加速度信號易受地面不平整、跑步姿勢等因素影響；②僅憑垂直加速度難以精確分離重力分量和動態(tài)分量；③計算過程復(fù)雜，且對傳感器精度要求高；④估算出的速度或步頻可能不如直接使用速度傳感器（如GPS或速度傳感器）精確。五、論述題解析：構(gòu)建個性化智能訓練調(diào)整閉環(huán)系統(tǒng)，需要整合多源監(jiān)測數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動訓練決策和反饋。工作流程如下：首先，部署多種監(jiān)測技術(shù)（可穿戴設(shè)備、傳感器、攝像頭等），實時或定期采集運動員的生理參數(shù)（心率、HRV、血乳酸等）、運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)（速度、距離、力量、技術(shù)動作指標等）、訓練負荷數(shù)據(jù)（時長、強度、密度等）以及環(huán)境數(shù)據(jù)（溫度、濕度、海拔等）。其次，將采集到的數(shù)據(jù)傳輸至云平臺或本地系統(tǒng)進行存儲和管理。接著，利用大數(shù)據(jù)分析和人工智能技術(shù)（如機器學習、模式識別）對多源數(shù)據(jù)進行融合、處理和分析，提取關(guān)鍵信息，評估運動員的當前狀態(tài)（如訓練負荷、疲勞程度、恢復(fù)狀況）、技術(shù)動作效率、以及與目標的差距。然后，基于分析結(jié)果，系統(tǒng)自動或輔助教練生成個性化的訓練