Skip to main content
Log in

Dynamik individueller Anpassungsprozesse

Eine vergleichende Analyse statistischer Zeitreihenverfahren und modellbasierter Dynamikanalysen

Dynamics of individual adaptation processes

A comparative analysis of statistical time series models and model-based dynamic analyses

  • Hauptbeiträge
  • Published:
Sportwissenschaft Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Die Trainingswissenschaft versteht sich in erster Linie als eine auf die Anwendung ausgerichtete Wissenschaft, in deren Zentrum die sportliche Leistung und deren Beeinflussung durch sportliches Training stehen. Primäre Aufgabe der Trainingswissenschaft ist es, technologische Regeln zu entwickeln und Hintergrundwissen zur Lösung von Anwendungsproblemen im sportlichen Training bereitzustellen. Betrachtet man unter diesem Aspekt eine wissenschaftlich begründete Trainingsplanung, so ist diese nach dem aktuellen Stand der Theoriebildung in der Trainingswissenschaft kaum möglich (Selujanov, 1999).

Die in diesem Zusammenhang immer wieder geäußerte Kritik richtet sich primär gegen unzureichende Erklärungen und Begründungen für die Wahl eines bestimmten Trainingsprogramms bzw. gegen die mangelnde Begründung für die gewählte Belastungsintensität und die Belastungsdauer sowie gegen ungenügende Erklärungen für die daraus resultierende Leistung eines Sportlers. Das bedeutet, dass es nicht möglich ist, genaue Aussagen zum Wirkungsverlauf, zum Zeitpunkt des Einsetzens und zur Dauer der Trainingswirkung auf die Leistung treffen zu können.

Gleichermaßen gilt aber sowohl unter trainingswissenschaftlichem als auch trainingspraktischem Aspekt die Identifikation individueller Verlaufsmodelle von Trainingsadaptationen, d. h. Wirkungszusammenhängen von Trainingsmaßnahmen und individueller Leistungsentwicklung als ein wichtiges Forschungsziel (Tschiene, 1996, 1997). Um diese Fragen beantworten zu können, bieten sich unterschiedliche Verfahren an. Mit dem Ziel, grundlegende Phänomene der Anpassung bzw. Wechselwirkungsphänomene des Trainings genau zu erforschen, orientiert sich die Anpassungsforschung in den letzten Jahren zunehmend an zeitreihenanalytischen Verfahren und antagonistischen Modellen. Diese sind in der Lage, die individuelle Leistungsentwicklung sowie die Veränderungen des Trainings darzustellen bzw. zu simulieren. Sowohl zeitreihenanalytische Verfahren als auch antagonistische Modelle (z. B. Performance-Potenzial-Modell, PerPot) lassen über eine exakte Simulation eines individuellen Trainingsverlaufs hinaus eine Prognose der Leistungsentwicklung zu. Dazu benötigen beide Verfahren unterschiedliche (Eingangs-)Werte, die sowohl das tägliche Training als auch die tägliche Leistung quantifizieren.

Ziel der vorliegenden Studie ist es, die zeitversetzte Dynamik eines individuellen Anpassungsprozesses durch zeitreihenanalytische Verfahren abzubilden sowie gleichzeitig durch das PerPot-Modell zu modellieren. Diese Vorgehensweise ermöglicht eine statistische Absicherung der individuellen Trainingswirkung und erlaubt im Gegensatz zu den klassischen Vorher-Nachher-Messungen eine Analyse der intraindividuellen Zusammenhänge und Strukturen bzw. genauere Analysen zum Wirkungsverlauf, zum Zeitpunkt des Einsetzens und zur Dauer der Trainingswirkung auf die Leistung (Schmitz, 1989). Darüber hinaus soll im Rahmen der Analyse der vorliegenden Trainings- und Leistungsdaten die prognostische Qualität der Verfahren geprüft sowie die derzeit unterschiedlichen Kenngrößen zur Beurteilung der Qualität von Modellen und den damit verbundenen Prognosen vorgestellt und diskutiert werden.

Abstract

Sports science is predominantly understood as a theory aimed at practical application where sports performance and how it is influenced by sports training are central. The primary task of sports science is to develop technological regulations and prepare background knowledge for solving application problems in sports training. If one considers a theoretically reasoned training plan from this perspective, it is hardly possible according to the theory of sports science as it stands (Selujanov, 1999).

The criticism expressed again and again is primarily orientated towards insufficient explanations and reasons for the selection of a certain training programme or the lack of reasons for selected load intensity and load duration as well as insufficient explanation for the athlete’s performance resulting from it. That means it is not possible to make exact statements about the impact of training over time, the right time for introducing it and the duration of its effect on performance.

In the same way the identification of individual process models for training adaptations, i.e. combining training measures and individual performance development, are is an important research goal, both in terms of the theoretical and also the practical aspect of training (Tschiene, 1996; Tschiene, 1997). To be able to answer these questions, there are various ways of proceeding. With the goal of researching in detail basic phenomena of adjustment or effect of change in training adjustment, research in the last few years has been orientated increasingly towards time series analytical processes and antagonistic models. These processes are in a position to present or simulate the performance development of the individual as well as changes in the training. Both time series analytical processes and also antagonistic models (e. g. Performance-Potential-Model; PerPot), by an exact simulation of an individual’s training progress, allow for a prognosis of his performance development. For this both processes need differing inputs which quantify both daily training and also daily performance.

The goal of this study is to represent the delayed dynamics of an individual adjustment process through time series analytical processes as well as at the same time to configure it through the PerPot-Model. This approach enables a static validation of the individual effect of the training and allows, in contrast to the classic pre-post measurements, an analysis of the intra-individual relationships and structures or more accurate analyses of the impact of training over time, the right time for introducing it and the duration of its effect on performance (Schmitz, 1989). Moreover, as part of the analysis of the present training and performance data, the prognostic quality of the process is tested and the currently differing parameters for judging the quality of the models and the prognoses associated with them are presented and discussed.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Abb. 1
Abb. 2
Abb. 3
Abb. 4
Abb. 5
Abb. 6
Abb. 7
Abb. 8
Abb. 9
Abb. 10
Abb. 11
Abb. 12
Abb. 13

Notes

  1. „ARIMA-Modelltypen werden nach der Standardnotation ARIMA aufgeführt (p, d, q) (P, D, Q), wobei p die Ordnung der Autoregression, d die Ordnung der Differenzbildung (oder Integration) und q die Ordnung des gleitenden Durchschnitts ist und (P, D, Q) deren saisonale Entsprechungen darstellen“ (SPSS Inc., 2008, S. 73 f.).

Literatur

  1. Banister, E.W., Calvert, I.W., Savage, M.V. & Bach, I.M. (1975). A system model of training for athletic performance. Australian Journal of Sports Medicine, 7(3), 57–61.

    Google Scholar 

  2. Banister, E.W., Carter, J.B. & Zarkadas, P.C. (1999). Training theory and taper: validation in triathlon athletes. European Journal of Applied Physiology, 79, 182–191.

    Google Scholar 

  3. Banister, E.W., Good, P., Holman, G. & Hamilton, C.L. (1986). Modeling the training response in athletes. In D.M. Landers (Ed.), 1984 Olympic Scientific Congress proceedings; v. 3. Sport and elite performers (pp. 7–23). Champaign: Human Kinetics.

  4. Banister, E.W. & Hamilton, C.L. (1985). Variations in iron status with fatigue modelled from training in female distance runners. European Journal of Applied Physiology, 54(1), 16–23.

    Google Scholar 

  5. Bossel, H. (2004). Systeme Dynamik Simulation. Modellbildung, Analyse und Simulation komplexer Systeme. Norderstedt: Book on Demand.

  6. Brückner, J.-P. & Wilhelm, A. (2008). Modellierung von individuellen Anpassungsprozessen. Leistungssport, 37(2), 21–26.

    Google Scholar 

  7. Bühl, A., & Zöfel, P. (2000). SPSS Version 10. Einführung in die moderne Datenanalyse unter Windows (7., überarb. u. erweit. Aufl.). München: Addison-Wesley.

  8. Busso, T., Candau, R. & Lacour, J.-R. (1994). Fatigue and fitness modelled from the effects of training on performance. European Journal of Applied Physiology, 69(1), 50–54.

    Google Scholar 

  9. Cromwell, J.B., Labys,W.C. & Terreza, M. (1994). Univariate tests for time series models (Sage University Paper series on Quantitative applications in the social sciences, series no. 07–009). Thousand Oaks, CA: Sage.

  10. De Marées, H. (2003). Sportphysiologie. Köln: Sport und Buch Strauß.

  11. Hohmann, A., Edelmann-Nusser, J. & Henneberg, B. (2000). A nonlinear approach to the analysis and modeling of training and adaptation in swimming. In Y. Hong & R.H. Sanders (Hrsg.), Proceedings of XVIII International Symposium on Biomechanics in Sports. Applied Program: Application of Biomechanical Study in Swimming (S. 31–38). Hong Kong: Chinese University Press.

    Google Scholar 

  12. Hohmann, A., Edelmann-Nusser, J. & Henneberg, B. (2001). Modelling and prognosis of competitive performances in elite swimming. In J.R. Blackwell & R.H. Sanders (Hrsg.) XIX International Symposium on Biomechanics in Sports, (pp. 53–56). San Francisco: University Press.

    Google Scholar 

  13. Hollmann, W. & Hettinger, T. (2000). Sportmedizin: Grundlagen für Arbeit, Training und Präventivmedizin. Stuttgart: Schattauer.

  14. Köhler, T. (2008). Statistische Einzelfallanalyse: Eine Einführung mit Rechenbeispielen. Weinheim: Beltz.

  15. Marschall, F. (2009). Evaluation eines Modells zur quantitativen Vorhersage von Trainingseffekten. In M. Krüger, N. Neuber, M. Brach & K. Reinhart (Hrsg). Bildungspotenziale im Sport (S. 305). Hamburg: Czwalina.

  16. Marschall, F., Müller, H. & Koglin, E. (2009). AEROPROG – Entwicklung eines Modells zur quantitativen Vorhersage der Leistungsentwicklung durch aerobes Ausdauertraining. Unveröffentlichtes Manuskript.

  17. Mester, J. & Perl, J. (2000). Grenzen der Anpassungs- und Leistungsfähigkeit des Menschen aus systemischer Sicht. Leistungssport, 30(1), 43–51.

    Google Scholar 

  18. Perl, J. (2002a). Adaptation, antagonism, and system dynamics. In G. Ghent, D. Kluka & D. Jones (eds.), Sport and information technology. Perspectives, 4 (pp. 105–125). Aachen: Meyer & Meyer.

  19. Perl, J. (2002b). Physiologische Modelle der Adaptation. In J. Perl, M. Lames & U. Glitsch (Hrsg.), Modellbildung in der Sportwissenschaft (S. 162–178). Schorndorf: Hofmann.

  20. Perl, J. (2003). On the long term behaviour of the Performance Potential Metamodel PerPot: New results and approaches. International Journal of Computer Science in Sport, 2(1), 80–92.

    Google Scholar 

  21. Perl, J. (2004). PerPot – a meta-model and software tool for analysis and optimisation of load-performance-interaction. International Journal of Performance Analysis of Sport, 4(2), 61–73.

    Google Scholar 

  22. Perl, J., Dauscher, P. & Hawlitzky, M. (2003). On the long term behaviour of the Performance-Potential-Metamodel PerPot. International Journal of Computer Science in Sport, Special Ed. 2003, 12–21.

  23. Perl, J. & Mester, J. (2001). Modellgestützte und statistische Analyse der Wechselwirkung zwischen Belastung und Leistung. Leistungssport, 31(2), 54–62.

    Google Scholar 

  24. Platonov, V.N. (1999). Belastung-Ermüdung-Leistung: der moderne Trainingsaufbau. Münster: Philippka.

  25. Schmidt, R.A. & Lee, T.D. (1999). Motor control and learning: a behavioral emphasis (3nd ed.). Champaign: Human Kinetics.

  26. Schlicht, W. (1994). Einzelfallanalysen. In B. Strauß (Hrsg.), Forschungsmethoden, Untersuchungspläne, Techniken der Datenerhebung in der Sportwissenschaft: Forschungsmethodologische Grundlagen (S. 183–193). Schorndorf: Hofmann.

  27. Schlittgen, R. & Streitberg, B.-H.J. (1995). Zeitreihenanalyse. München: Oldenbourg Verlag.

  28. Selujanov, V.N. (1999). Die historisch-wissenschaftliche Einordnung der Konzeption der „Periodisierung des Trainings“ und ihrer Kritik. Leistungssport, 29(2), 13–14.

    Google Scholar 

  29. SPSS Inc. (Hrsg.). (2008). SPSS Forecasting 17.0. Chicago: Prentice Hall

  30. Tschiene, P. (1996). Konditionstraining – Theoriebildung nur auf der Basis von Adaptationsmodellen. Neue Entwicklung in der theoretischen Fundierung von Training. Leistungssport, 26(6), 13–17.

    Google Scholar 

  31. Tschiene, P. (1997). Theorie des konditionellen Trainings: Belastungsklassifizierung und Methodenmodellierung unter adaptativem Aspekt. Leistungssport, 27(4), 21–25.

    Google Scholar 

  32. Tschiene, P. (2006). Streit um die Superkompensation. Leistungssport, 36(1), 5–15.

    Google Scholar 

  33. Wirtz, M. & Caspar, F. (2002). Beurteilerübereinstimmung und Beurteilerreliabilität. Göttingen: Hogrefe.

Download references

Interessenkonflikt

Der korrespondierende Autor gibt an, dass kein Interessenkonflikt besteht.

Author information

Authors and Affiliations

Authors

Corresponding author

Correspondence to Katja Ferger.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Cite this article

Ferger, K. Dynamik individueller Anpassungsprozesse. Sportwiss 40, 9–18 (2010). https://doi.org/10.1007/s12662-010-0103-6

Download citation

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s12662-010-0103-6

Schlüsselworte

Keywords

Navigation