技战术分析的指标指标和数据处理方法

技战术分析的指标指标和数据处理方法

由于网络对抗技术和战术的复杂性以及比赛的多样性，非正统竞争，在这个项目中，运动员的比赛表现出与非人的运动素质呈非线性关系。田麦久在对不同运动项目战术重要性的5级判别中,将排球比赛归为战术重要性等级最高一类的项目,乒乓球、羽毛球和网球为第4等级。因此,运动员(队)的技战术对比赛的胜负起着极其重要的作用,其成功运用与否,往往会成为比赛胜负的决定因素。本文详细地探讨隔网对抗项目技战术分析的作用、观察指标体系与数据处理以及存在的问题和发展方向,以进一步丰富我国球类比赛的技战术分析基础理论。1技术战术分析的作用1.1不知己知己《孙子·谋攻》说:“知彼知己者,百战不殆;不知彼知己,一胜一负;不知彼,不知己,每战必殆。”在隔网对抗项目中,透彻地了解对手与本方的技战术特点,是比赛获胜的先决条件。1.2首次建立了整体上的实力诊断模型吴焕群、张晓蓬等人长期跟踪研究中国乒乓球队,在积累大量的统计数据和丰富的技战术分析经验基础上,首次建立乒乓球“三段评估法”的实力诊断模型,在中国乒乓球队备战历届奥运会和世界锦标赛期间,对主力队员进行了竞技状态的诊断。实践证明它具有较强的实用性。1.3战术数据集技随着计算机软硬件技术和网络的飞速发展,利用电脑、摄像机和网络在比赛现场采集技、战术数据已成为一种趋势。它具有采集数据准确、运算快、输出结果方便等特点,是教练员临场指挥的好帮手。欧美不少排球强队就是依靠场外电脑进行现场统计,及时把双方的技战术信息传输给场内的主教练,协助其调兵遣将,施计用谋。1.4进攻战术分析通过比赛分析可以了解世界先进强队的技战术发展动态和方向。例如,刘伟春对第14届世界女排锦标赛前8名7场比赛的进攻战术、平均身高、个人总分进行统计分析,得出各队平均身高均为185cm左右,尤其是主要得分手能凭藉其身高的优势,在进攻上无需复杂的战术就可以轻取得分,在拦网方面也占尽网上优势。因此,世界女排进攻战术的简单化正影响着目前的世界女排,并有可能成为一种“潮流”。2研究对象在比赛过程中,应把私隔网对抗项目技战术分析的基础是比赛观察,它具有系统性、直接性、不参与性、研究性与借助媒介手段等特点。为了能准确地反映比赛的技战术过程,比赛观察应尽可能地将比赛客观、完整地用事先制订的观察指标系统地记录下来,以便在赛后为各种不同的分析提供数据或进行统计学处理。比赛观察的直接性是指对运动员的技战术进行直接观察,而不是通过某种现象或效果进行,如检测运动员比赛的脉搏、测定脚步移动的蹬地力或者触球速度等。非参与性是指研究人员本身并不参与比赛的行为,而仅仅是对比赛进行客观记录,如用摄像机、计算机、录像机、麦克风等。最后一个特点是比赛观察必需借助于媒介体。为了能尽可能客观完整地描述比赛,在隔网对抗项目中必须借助于媒介,如录像带、计算机磁盘、移动硬盘等。2.1第一,是分析对象观察单位是指在一个比赛行为过程中最小的部分,它在比赛技、战术分析中不能再进行分割,即观察的最小单位,它直接关系到比赛对技战术的分析力度。隔网对抗项目的观察单位通常为一次击球。2.2研究的指标设计原则隔网对抗项目比赛观察指标包括一般性指标、时间指标、空间指标、技术指标和战术指标等(表1)。观察指标的选择一般应依据三个原则,即有效性、经济性和可观察性。观察指标的选择要能反映比赛的过程,以便为比赛的统计、分析和诊断提供有效的信息。尽管现在可以借助于计算机记录比赛的各项技战术行为,但仍然存在着比赛分析前期原始数据录入的瓶颈问题。因此,观察指标的经济性是比赛分析需要重点考虑的问题。另外,比赛观察的一个主要特点是它的客观性,所以可观察性也是评价一个比赛观察指标的重要内容。观察指标具体内容的确定应遵循4个原则:(1)观察指标内容的唯一性,即同一个技术或战术行为不能同时用一个指标中的两项内容描述;(2)观察指标内容的完整性,即比赛中的所有出现的事件都要考虑到,并能够记录到观察量表中;(3)观察指标内容的可操作性,即比赛中所有出现的事件必须有一个明确的定义,各种事件之间界限要明确,这样才能在实际的比赛观察中进行操作;(4)观察指标内容的有效性,即观察指标能反映所要研究的问题。2.3编码系统的制定观察指标编码是用数字对比赛中可能出现的技战术进行定义和编码,当预先确定的技战术行为在比赛中出现时,用数字进行记录。编码系统可以分为两种,第一种仅对需要研究的某些技战术进行定义与编码,当比赛中事先编码好的技战术行为发生时,把它记录到合适的分类表中。第二种编码系统不只局限于预先选择的技战术行为,它包括在比赛中发生的所有技战术行为。编码系统制定的基本途径和方法是:首先根据某一项比赛基本的特点、所要研究的问题或依据某种技战术分析原理,确定观察指标。然后用数字或者设计一些简单、合适、容易辨认和记忆的符号一一代表相应的技战术,最终形成一套比赛技战术观察系统。制定编码系统的工作主要有两个方面,一是如何将观察范畴设计成为可进行观察的具体项目,这实际上就是给研究的问题下操作定义,二是如何选取数字或设计符号进行标识。数字型代码是用不同的数字分别代表各个观察单位,被观察单位可以是技术,也可以是战术,所用数字的多少取决具体研究中观察内容的项目。数字型代码的优点是结果整理工作量小,适合用计算机处理。其不足之处是不易记忆,需花费较多的时间记忆数字代码,要求观察者对各代码的意义达到十分熟练的掌握程度,方能进行观察记录。符号型代码是用一些符号分别代表各个观察内容的项目。符号的种类很多,可以是抽象的,也可以是形象的。符号型代码的特点是形象、逼真、易于记忆。不足之处是结果需要花较多的时间整理,不能直接输入计算机进行统计分析。3两种分球的效果隔网对抗项目比赛的共同特点是,每一次击球后有3种可能的结果,即得分、失分或继续;每一分球结束后则只有两种结果,即一方得分或对方得分。比赛中,即可观察各项指标的得、失分,也可观察其效果。隔网对抗项目的观察指标一般可分为基础指标和综合指标两种。3.1运动员旋转的比较乒乓球比赛的基础观察指标一般分为击球技术、击球位置、击球线路(落点)和比赛行为(表2)。乒乓球比赛中的旋转尽管是一个非常重要的指标,但由于其可观察性较差,因此一般不作为基础观察指标。综合观察指标是相对独立技战术组合,如发球抢攻轮得分率与使用率、接发球抢攻轮得分率与使用率、相持得分率与使用率,也可以是发球轮得失分率、接发球轮得失分率等。3.2网前技术的失效分率与率羽毛球比赛的基础观察指标和乒乓球比较相似(表3)。综合观察指标常用的有发球抢攻得分率与使用率、接发球抢攻得分率与使用率、后场技术的得失分率与使用率,网前技术的得失分率与使用率、主动失误率等。网球比赛的基础观察指标也包括击球技术、击球位置、击球线路(落点)、比赛行为(表4)。综合观察指标通常为第一发球成功率与得分率、第二发球成功率与得分率、接发球成功率与得分率、网前抢截使用率与得分率,也可以是发球局得失率、接发球局得失率及被破发球局率等。3.3观看网球场比赛的指标3.4误发率的确定排球比赛的基础观察指标见表5,其综合观察指标有发球得分率、破攻率、一般率与失误率,接发球到位率、半到位率、一般率与失误率,扣球的得分率、被拦死率、被拦起、拦回率、一般率与失误率,拦网的得分率、拦起率、拦回率和拦失率,防守的到位率、半到位率、一般率与失误,也可以是发球轮得失分率、接发球轮得失分率等。4处理技术战术数据的方法4.1采用逐步回归分析的方法在传统的比赛分析中,尽管各个运动项目的技、战术统计指标不同,但其特点是共同使用描述性的统计指标,如某项技术或战术的得分率、失误率、使用率、平均数、标准差、显著性检验等。目前国内外绝大部分的比赛分析与研究均是采用这种方法,仅有少数学者在排球、篮球和足球比赛技战术分析中使用了较为复杂的逐步回归分析、聚类分析等。传统的比赛分析方法优点是操作简便、速度快,能及时地将技战术统计数据反馈给教练员,但缺点是统计指标所反映的信息量较少,其原因是各项统计指标相互间是独立和抽象化的。例如,乒乓球比赛中最常用技战术统计指标之一,发球抢攻段的得分率和使用率只能反映运动员在该场比赛中发球抢攻段技战术发挥的总体情况。但人们无法从百分率统计中获知,运动员是在何时(开局、中局或局末),何种发球(侧上或侧下旋、长球或短球、发球至对方正手位或反手位等),在对手采用什么技术(摆短、劈长、挑打或拉冲)接发球的情况下,用什么技术(正手或反手、弧圈或快攻)进行抢攻得分等问题。4.2计算机比赛统计软件近几年,国外的体育软件公司和科研机构相继开发了一些比赛分析软件,如著名的SIMIRealityMotionSystems公司的SIMIOScout、CCCCampusComputer-Center公司的Topscourt、DigitalScout公司的系列掌上计算机球类比赛统计分析软件以及Dartfish软件等。这些计算机比赛统计软件的共同特点是减少了人工数据采集的工作量,并能自动地进行数据统计分析和运用各种图表将分析结果显示出来,反馈给教练员与运动员。计算机辅助比赛统计分析软件所存在的问题是,它的比赛分析原理、思路与传统的统计描述是一样的,所得到的结果还是各项技战术的成功率、失败率和使用率等,其区别仅在操作手段上,运用计算机能简便、快速,省时省力。4.3马尔可夫链理论比赛数学模拟诊断的基本思想与方法是由德国学者Lames(1988)提出来的,即用比赛状态(技术或战术等)的转移概率矩阵概括地描述一场比赛,在此基础上运用马尔可夫链计算比赛获胜概率,并进一步确定各种比赛状态(技术或战术)对整场比赛获胜率的影响度。该项理论在若干运动项目的实践中得到运用,如网球、排球、和乒乓球、手球。由于数学模型的要求,比赛中的技战术模型,如战术行为、技术、击球位置、击球方向等只能被分开、独立地进行讨论。因此,现在的数学模拟竞技诊断方法还不能够回答比赛中更加具体的问题,如运动员在比赛中何时使用何种战术,在什么位置使用何种技术,将球击到对方哪个区域效果更好,对比赛获胜概率的影响最大等等。4.4b.e.p点与负率的关系B.E.P(Break.Even.Point)是日本筑波大学体育科学系研究的一种监评方法,用各种分界点的得分来推断比赛胜负,这个分界点为胜负率50%的位置,即为B.E.P点。如果超过了B.E.P点,胜率就会高于负率。这种方法从得失分率与比赛胜负关系的角度,揭示项目中隐含的规律与运动队(员)技战术的优缺点。杨再淮等人运用此方法,对我国优秀男排比赛中的发球、扣球、拦网等技术与世界强队进行了比较,结果显示,我国优秀男排除了拦网以外,在发球和扣球方面有着较大的差距。4.5运动员技战术诊断模型人工神经网络的特点体现在,它与传统的预测、决策、规划、调度等方法相比,它不需要再设计任何数学模型,只需要根据输入和输出的数据建立模型,网络的统计信息存储在数量巨大的加权矩阵内。神经网络的这种独有的自组织、自学习、超强的容错性及信息分布存储的能力,在解决复杂非线性及不确定的人体运动系统上显示诱人的前景。另一特点是,能够保留技术指标与过去比赛成绩间的映射关系,当运动员技战术水平发生改变时,只要在原有的基础上输入最新的数据,对现有神经网络模型进行重新训练,即可获得反映当前运动员技战术水平的神经网络的连接权值,进而可获得修正之后的运动员技战术诊断模型。该模型即体现出最新的技术指标与比赛成绩间的函数关系,并对运动员过去的比赛情况仍然存有记忆。王永梅和张辉采用三层BP网络,建立了我国优秀女子乒乓球运动员技战术分析模型,结果表明,仿真值与真实值之间差异很小,模型差值约为10-3.134,模型的精度达到97.69%。4.6基于单次使用数据的分析方法数据挖掘(DataMining),又称为基于数据库的知识发现(KDD),简言之,就是从大量、不完全的、模糊、随机的实际应用数据中,提取隐含在其中的有用信息知识的过程,是一种深层次的数据分析方法。高洪歌分别应用关联规则分析、聚类分析、基于马尔科夫过程的数据挖掘方法,对2004年雅典奥运会乒乓球男子单打王皓对柳承敏的决赛进行了技战术分析,其研究结果具有一定指导意义。4.7技战术视频分析多媒体技战术分析的主要特点,一是所包含的信息量远大于文字统计数据,二是表现形式生动形象,经过编辑加工的技战术视频能帮助教练员和运动员更加细致地观察、分析对手的技战术优缺点,从而提高备战训练的针对性与科学性。国家乒乓球队在备战2004年雅典奥运会封闭集训期间,首次在主要对手的技战术分析中运用多媒体技术,并获得良好效果。5网络对抗设计技术和战术分析的问题和发展方向5.1统计与分析指标国内外研究文献表明,我国目前隔网对抗项目技战术分析的方法还比较单一,绝大多数为录像观察结合百分率统计。有关比赛技战术分析的基础理论问题,例如,有关隔网对抗项目比赛的观察方法、观察指标理论;比赛观察的客观性、可靠性和有效性检验的方法;比赛技战术分析数学模型,技战术数据挖掘等方面的理论研究国内均较少见。5.2运动员比赛的技战术特点传统的比赛分析或计算机辅助比赛分析的研究基本上还停留在技、战术表层指标的水平上,多媒体技术分析虽然能够清晰、形象地演示运动员比赛的技战术过程和特点,