Потапова О.Н., Петряков В.К.

Саратовский государственный технический университет

имени Гагарина Ю.А.

Ассистивные методы оптимизации игровых видов спорта на основе имитационного моделирования

Ключевые слова: ассистивные методы оптимизации, игра, спортивные достижения, имитационное моделирование, оптимальная стратегия игры.

Аннотация

В связи с низкой результативностью спортивных достижений предлагается использовать во время игры ассистивные методы оптимизации игры на основе имитационного моделирования. Применение этих методов позволит исследовать внешние и внутренние факторы, влияющие на ход игры, учитывать изменение ситуации во время игры и выбрать оптимальную стратегию игры.

Популяризация занятий физической культурой и спортом с целью сохранения здоровья современной студенческой молодежи является одним из приоритетных направлений современной государственной политики. Это вызвано многими обстоятельствами: плохим состоянием здоровья большинства молодежи и студентов, слабой физической подготовкой для службы в армии, недостаточно высокими показателями спортивных достижений [6, 7].

Результативность спортивных достижений, несмотря на достаточное количество стадионов, спортивных залов и площадок, продолжает падать с каждым годом. Во многом положение дел в спорте зависит от профессионализма тренера и выбора оптимальной стратегии игры. Тактика и стиль игры обсуждаются и отрабатываются в тренировочном процессе, однако многое зависит от самих спортсменов и от факторов, влияющих на них во время игры [6] .

В настоящее время существует достаточно много методик обучения и программ тренировки с целью отработки отдельных физических и спортивных навыков. Однако при этом не исследованы такие параметры, как изменение ситуации во время игры, а также не учитываются внешние и внутренние факторы, создающие непредсказуемые ситуации и приводящие в итоге к низким спортивным результатам. К внешним факторам, как правило, относятся условия среды: климат, социально-экономическая и политическая обстановка и т.д. [4, 7].

К внутренним факторам относятся психофизиологические особенности спортсменов: взаимоотношения внутри команды, межличностные взаимодействия, психоэмоциональное состояние каждого игрока (настроение, внимание, цель, мотивация, уравновешенность, воля, настойчивость, личностные установки и ценности и т.д.). Для учета каждого фактора и степени его влияния на игру возможно использовать метод черного ящика [6, 7].

Внешние связи системы можно представить схемой, изображенной на рисунке 2. Прямоугольник на рисунке символизирует систему. Буквами обозначены воздействия, оказываемые на систему. Будем называть их входами системы, или факторами. В некоторых случаях для краткости факторы в их совокупности будем обозначать через (вектор факторов ), факторы - через , факторы - через . Обозначения относятся к воздействиям системы на окружающий мир, это – результаты функционирования системы; будем называть их выходами системы, или откликами (имеется в виду отклик системы на воздействие факторов).

Входы условно разделены на три группы: Факторы - контролируемые входы. Это те воздействия, которые мы контролируем (измеряем) в процессе функционирования системы. При этом -факторы, контролируемые, но нерегулируемые. Мы измеряем их, знаем их величины, но не изменяем их произвольно. Нерегулируемость части входов может быть связана с разными причинами. Прежде всего, некоторые факторы трудно регулировать: трудно изменять размеры работающего аппарата или прибора (этот фактор может существенно влиять на ход процесса), трудно регулировать состав сырья и т.д. Иногда организовать регулирование технически нетрудно, но регулирование слишком большого числа факторов настолько усложняет систему управления процессом, что предпочитают оставлять нерегулируемыми те из факторов, которые влияют слабее прочих [1-3].

- вектор контролируемых и регулируемых входов. Это те воздействия, которые мы изменяем, чтобы управлять системой. Поэтому обычно их называют управляющими факторами, или коротко - управлениями.

- вектор неконтролируемых факторов. Это те воздействия на систему, которые находятся вне нашего контроля [1-3].

… …

: :

…

Рис.1. Внешние связи системы

Возможны три основные причины того, что тот или иной фактор оказывается неконтролируемым. Во-первых, объект может быть плохо изучен, вследствие чего мы не знаем, что данный фактор существенно влияет на поведение объекта, и поэтому не контролируем этот фактор [2,3].

Вторая причина неконтролируемости фактора – неумение его контролировать. Есть один важный фактор, сильно влияющий на самые разнообразные системы, контролировать который мы умеем очень плохо. Это индивидуальность и душевное состояние человека, работающего с данной системой. Мы далеко не всегда знаем, какие именно параметры этого сложного фактора оказывают влияние и как их измерять.

С целью повышения спортивных результатов и эффективности игры авторами предлагается создание и использование алгоритма и программы имитационного моделирования с учетом всех существующих и случайных факторов игровых видов спорта на основе теории игр, теории нечетких множеств, теории риска, теории принятия решений. Параллельно с началом игры возможен запуск данной компьютерной программы, где моделируется и

Рис.2. Основные этапы имитационного моделирования игровых видов спорта

прогнозируется ход игры. Программа допускает возможность редактирования входных параметров в режиме реального времени, благодаря видеокамере, которая подключена к компьютеру (рис.2). Обзор видеокамеры покрывает всю игровую площадку сверху. Тренер, как лицо принимающее решение (ЛПР), анализирует ситуацию и ориентирует игроков согласно принятому решению [1, 2]. Программа может определять скорость игроков и их реакцию, интенсивность игры, прогнозирует дальнейший ход событий и возможный результат. Кроме того, программа предлагает в режиме реального времени оптимальное решение с целью повышения эффективности игры. При этом учитываются психофизиологические особенности игроков. Изменение показателей в худшую сторону могут привести даже к замене игрока в рамках выбранной программы с целью повышения результатов и эффективности игры. В свою очередь, динамика и интенсивность игры влияет на психофизиологические характеристики спортсмена. Эта взаимосвязь также прослеживается с помощью данной программы.

Таким образом, использование имитационного моделирования и компьютерных технологий в игровых видах спорта могло бы способствовать достижению высоких спортивных результатов и популяризации спортивных команд.

Литература

1. Черкасов В.В. Количественные методы принятия решений в бизнесе: Учебное пособие. - М.: ИКФ Каталог, 2003.- 216 с.

2. Селиванов С.И. Теория принятия решений: Учебное пособие.- М.: Изд-во УРАО, 1998.- 200 с.

3. Райфа Г. Анализ решений. Введение в проблему выбора в условиях неопределенности.- М.: Наука, 1977.- 238 с.

4. Алешина И.В. Анализ и оценка хозяйственных решений: Методические указания к изучению курса. – М.: Изд-во РОУ, 1998.- 38 с.

5. Шелобаев С.И. Математические методы и модели в экономике, финансах, бизнесе: Учебное пособие для вузов. – М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2001.- 56 с.

6. Виноградов П.А. Основы физической культуры и здорового образа жизни: Учебное пособие. М.: Советский спорт, 1996. / Электронный ресурс. – Режим доступа: http://lib.sportedu.ru/press/TPFK/2000n6/p20-22.htm

7. Абызова Т.В. Комплексная оценка здоровья студентов вуза, занимающихся спортом // Теория и практика физической культуры: тренер: журнал в журнале. – 2009.-№12.-с.6-8.