2022卡塔爾世界杯即將迎來巔峰對決，本屆比賽中，不論是老牌戰(zhàn)隊(duì)的爆冷丟球，還是一線新秀的驚喜表現(xiàn)，很多精彩時刻都給我們留下了深刻的印象。競技體育，總是帶給人無窮無盡的觀賞趣味，而這歸根結(jié)底，是因?yàn)槟阌肋h(yuǎn)也不知道下一秒會發(fā)生什么，“競技性”就是競技體育讓人欲罷不能的最大的魅力。關(guān)于世界杯各種各樣的解讀已經(jīng)層出不窮，尤其是針對輸贏預(yù)測的技術(shù)手段分析，然而，除了觀眾視角，其實(shí)體育運(yùn)動本身也在不斷拓新各種技術(shù)分析手段，以求訓(xùn)練和比賽效果最大化。

 CDA數(shù)據(jù)分析師 出品  

編輯：Sally

PART

01

計(jì)算機(jī)科學(xué)時代，“體育數(shù)據(jù)分析”應(yīng)運(yùn)而生

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，競技之道，早已不再是單純的速度、力量和時間的比拼，“競技性”的背后，是數(shù)據(jù)化的訓(xùn)練和排兵布陣方式構(gòu)成的“競技之道”。除了傳統(tǒng)的體能技能訓(xùn)練，運(yùn)動員團(tuán)隊(duì)需要通過各種各樣精確的方法，將自身和對手條件數(shù)據(jù)化，從而更客觀地評估競賽的優(yōu)劣勢，做到精準(zhǔn)訓(xùn)練，同時能提前預(yù)判各種可能的結(jié)果，使比賽結(jié)果最大限度地可視化，“體育數(shù)據(jù)分析”應(yīng)運(yùn)而生。

目前，體育數(shù)據(jù)分析正在逐漸成為運(yùn)動員訓(xùn)練及團(tuán)隊(duì)機(jī)能分析的一套成型的理論機(jī)制，由于不同項(xiàng)目在數(shù)據(jù)收集方面的難度千差萬別，因此，這套理論仍在發(fā)展中，但在棒球、足球、籃球和網(wǎng)球等的傳統(tǒng)熱門項(xiàng)目中，體育數(shù)據(jù)分析已被廣泛運(yùn)用。

PART

02

“體育數(shù)據(jù)分析”如何應(yīng)用于足球領(lǐng)域？

根據(jù)“體育數(shù)據(jù)分析”理論，也就是說，比如2022世界杯中，阿根廷對陣克羅地亞的比賽，梅西的進(jìn)球，除了是作為一名成熟的頂級足球運(yùn)動員對比賽的把控，還可能是團(tuán)隊(duì)利用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)擬合了球隊(duì)在各個時刻隊(duì)員傳球方向的概率分布后，再用策略梯度算法優(yōu)化策略以求最大進(jìn)球概率，最后再將策略傳遞給梅西的結(jié)果。

在足球領(lǐng)域，體育數(shù)據(jù)分析已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多個方面，除了專注于競賽項(xiàng)目本身的球員受傷預(yù)測、球員估價以及普及度最高的團(tuán)隊(duì)策略外，在評估比賽觀賞性及提升足球項(xiàng)目價值方面，數(shù)據(jù)分析也起到了一定的作用，如根據(jù)團(tuán)隊(duì)表現(xiàn)評估門票流失率、票價情況以及體育博彩等。

首先，數(shù)據(jù)分析可以幫助運(yùn)動團(tuán)隊(duì)進(jìn)行球員受傷預(yù)測，利用可穿戴技術(shù)，隊(duì)醫(yī)能夠評估佩戴者的身體負(fù)荷狀況和BMI，從而有效識別球員受傷風(fēng)險的高低，此項(xiàng)技術(shù)還可用于追蹤運(yùn)動員身體變化；在球員估價方面，數(shù)據(jù)分析的作用在于，利用基于文本的體育數(shù)據(jù)分析和建模預(yù)測，從而更直觀地確定潛在球員是否適合球隊(duì)情況，同時也適用于判斷球員處于團(tuán)隊(duì)哪個位置更有效；團(tuán)隊(duì)策略分析在足球訓(xùn)練中的應(yīng)用是相對廣泛的，數(shù)據(jù)分析能夠有效幫助球隊(duì)優(yōu)化戰(zhàn)術(shù)安排。

除了上述針對團(tuán)隊(duì)提升的作用，如前文所述，數(shù)據(jù)分析還能作用于評估項(xiàng)目商業(yè)價值。首先，利用邏輯回歸模型，數(shù)據(jù)分析能夠確定比賽門票的流失率，利用Paired T-test，也能夠來預(yù)測促銷活動對觀眾參與情況的影響，上述兩個檢驗(yàn)?zāi)軌蛴行ё饔糜谠u估門票售賣情況；此外，利用歷史數(shù)據(jù)和相關(guān)性能模型，能更好地了解定價變化對球迷參與度和門票收入的影響；甚至博彩公司也能夠利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)來不同事件導(dǎo)致的賠率。

PART

03

“足球數(shù)據(jù)分析”最廣泛的應(yīng)用：團(tuán)隊(duì)策略分析

團(tuán)隊(duì)策略是目前應(yīng)用最為廣泛的一項(xiàng)足球數(shù)據(jù)分析技術(shù)，在2022年的比利時足球甲級聯(lián)賽（比甲，Belgian First Division A）中，布魯日俱樂部的數(shù)據(jù)科學(xué)家Jan Van Haaren就對相關(guān)賽事做了分析。

根據(jù)知乎專業(yè)博主的整理，Jan Van Haaren以上賽季的所有比甲比賽數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Deep Reinforcement Learning）技術(shù)評估了每支球隊(duì)的戰(zhàn)術(shù)決策，并對球隊(duì)?wèi)?zhàn)術(shù)提出了優(yōu)化改進(jìn)方案。

如圖所示，文章通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）和策略梯度算法（Policy Gradient）綜合測算得出最優(yōu)策略，即傳球位置概率分布（a）與向每個位置傳球的成功率（b），使隊(duì)伍得到最大化進(jìn)球概率。

同時，Jan Van Haaren還設(shè)置對照組，比對分析了布魯日（Club Brugge）和色格拉布魯日（Cercle Brugge）兩隊(duì)最優(yōu)策略與原始策略的差異，并提出了球隊(duì)進(jìn)攻模式的改進(jìn)方案。例如，根據(jù)算法，在邊路，布魯日應(yīng)當(dāng)多回傳重新組織進(jìn)攻或者直接射門；而在中路偏兩側(cè)區(qū)域，應(yīng)減少回傳，直接向前發(fā)展或射門；在中路，則應(yīng)更多向前或向兩側(cè)發(fā)展，減少射門。

也就是說，通過收集整理歷史賽季中的數(shù)據(jù)，球隊(duì)可以更直觀地檢測其自身及競爭對手的狀況，從而及時調(diào)整策略，做到精準(zhǔn)布控。也就是說，數(shù)據(jù)科學(xué)在提高團(tuán)體作戰(zhàn)效果方面起著至關(guān)重要的作用。

就像開篇提到的，梅西的精準(zhǔn)射門來源于其身經(jīng)百戰(zhàn)的經(jīng)驗(yàn)和精湛的技術(shù)，一定也離不開團(tuán)隊(duì)的策略布置和戰(zhàn)術(shù)預(yù)測，表面上，梅西踢了一球，為阿根廷隊(duì)贏得了一分，實(shí)際上，這一分是由背后千萬個數(shù)據(jù)和科學(xué)技術(shù)的支持組成的，這個“1”是由無數(shù)個數(shù)字組成的。互聯(lián)網(wǎng)時代，數(shù)據(jù)科學(xué)精準(zhǔn)應(yīng)用于各行各業(yè)，動態(tài)結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)加上人工思維的拓展，才是持久發(fā)展的硬道理。