运动表现分析在足球领域的发展现状及未来展望

宋英哲 张璐

(1.北京体育大学中国足球运动学院 北京 100084;2.华南理工大学 广东广州 510641)

2015年，国务院办公厅印发了《中国足球改革发展总体方案》，在国家的大力扶持和社会各界的不断努力下，我国足球运动的发展进入到了新的加速期，科学技术作为第一生产力，同样在体育领域为足球运动的蓬勃发展推波助澜，随着科学技术的不断发展，大量的科技成果被运用到足球领域中，如视频助理裁判、VAR的出现以及门线技术等，都对比赛裁判的精准判罚具有重要的影响。各种心率实时监控系统的应用，使教练员和运动员能够更加精确地监控运动状态，通过生理指标的反馈，及时作出调整。提高足球运动员的比赛表现水平是训练的出发点和最终目标，因此，对足球比赛表现的客观分析是制定训练目标与评估训练效果的主要依据。足球运动员在场上的表现，主要从技术、战术、体能、心理方面以及运动智能进行评价，随着科学技术与体育运动领域的不断深入融合，对运动员竞技状态的监控、管理变得更加轻松了，但同时也对运动员的竞技表现提出了更高的要求。在这一基础上，运动表现分析成为近些年国内外比较热门的研究领域，运动表现分析，不仅综合分析了技战术和体能方面，而且还综合考虑了影响比赛的多重因素，如情境因素、比赛结果、主客场等的影响，比起以往简单地分析技战术，更加符合真实的比赛情景，但是目前对于运动表现分析的研究主要集中在国外，国内相关的运动表现分析方面的论文和研究比较少，在国内职业俱乐部对运动表现分析的重视程度还不够高，该文在此基础上对运动表现分析在足球领域的发展现状进行研究，并且对其未来的发展前景和对足球的影响进行探索，在大数据信息化时代的背景下，为我国运动表现分析的应用和发展提供理论依据和指导。

1 研究对象与研究方法

1.1 研究对象

该文针对国内外对运动表现分析文献，对运动表现分析现阶段在国内的应用现状作出分析，同时对国外的应用现状进行概述，为运动表现分析的研究和发展提供理论基础。

1.2 研究方法

1.2.1 文献资料法

以运动表现分析、比赛表现分析、Sports performance analysis、soccer performance analysis、足球比赛表现分析、足球运动表现分析等为关键词，在中国知网、维普、web of science 等论文网站上进行检索，同时以《An introduction to performance analysis of sport》一书为参考。

1.2.2 逻辑推理法

通过文献资料法获得的相关信息，对运动表现分析的应用进行合理的分析，为我国深化表现分析的理解和进一步促进表现分析的使用提供理论依据。

1.2.3 统计分析法

在描述的基础上，以实际比赛中的数据举例，对运动表现分析的作用和意义进一步分析。

2 运动表现分析理论研究

2.1 运动表现分析概念的界定

2.1.1 运动表现分析的概念

运动表现分析与其他分析类科研方法最重要的区别就是基于真实的比赛情境。对于分析运动表现时所用到的数据，不仅仅局限于观测到的数据，还可以包括各种定性数据、定量数据、运动标注分析。除此之外，运动时平均心率、最高心率、运动时血乳酸、肌电、心电等都可以作为运动表现分析的数据来源。传统的分析，对球员在场上决策的过程，不能够很好地分析，但是运动表现分析的多元性使这一点成了可能。对于运动表现分析和实验室数据的分析二者之间的差别，其中较为关键的区分点是生态效度（Ecological Validity），因为在实际运动表现场景中，进行观察分析有着很强的生态效度属性，能够客观、真实地反映运动员和运动队的竞技表现［1］。

2.1.2 运动表现分析的原因

运动表现分析是帮助运动员和教练员更好地进行决策，教练员、球员和球队其他的分析人员需要进一步了解，在比赛中哪一个战术，他们运用得最得当，效果最好，同时需要了解对手的缺点和最弱的防守点，这些都需要大量数据推断的支持，为运动员、教练员等提供最真实的对手的实际情况。另外，运动表现分析，还可以弥补教练员有限的注意力，即使是最顶级的教练员在比赛结束后，也只能回忆起不到一半的重要比赛场景，这就是运动表现分析的视频标注技术应用的点，帮助教练员更好地记忆比赛场景，从而实现对比赛情况的分析，反馈到训练和下一场比赛中。运动员或教练组可以运用这些分析来探测比赛对手信息；体育俱乐部的管理人员可以利用这些分析对俱乐部运动员的竞技表现进行评价，并可运用于转会、选材参考；科研人员可以对这些分析进行总结与归纳，形成理论/（学科）体系，对其进行改进与完善；电视、网络、报纸等大众媒体则可以将分析结果运用于比赛报道之中［2］。下面以挪威男子足球国家队比赛中有关进攻数据的描述性分析为例，如表1所示。

过往的印象都认为，挪威队是一支以反击为主的球队，反击的效率非常高，但是从表1中的数据可以看出，挪威队最高效的进攻方式，实际上是组织进攻。上述的例子就是典型的运动表现分析的意义，反映出分析对象真实的情况。

表1 挪威队从本方防守区域发动的进攻

2.1.3 使用运动表现分析的对象

运动表现分析主要由教练员为运动员提供反馈，来指导他们的训练和增强他们在比赛中的表现，上一部分也说过，其能够弥补教练员在场景识别过程中的不足。通过分析能够得出客观的结论，帮助教练员等人做出决策。此外，教练员自身的指导过程也可以被记录，教练员可以对自身在执教过程中出现的问题进行反思和改正。还有就是，可以对裁判员在执法过程中的表现进行记录，以及对裁判员的整场跑动路线进行记录，优化了对裁判员的执法过程的管理。运动表现分析，还具有商业用途，电视转播可以在直播比赛前对两队的基本信息进行简单的概述，从而让电视机前的观众更好地了解到比赛的信息，博彩公司也会使用这部分分析数据，对比赛的胜率和进球关系作出预测。

2.1.4 运动表现分析的方法

足球运动表现分析的发展主要得益于早期运动标注分析技术的应用，尤其是在技战术表现分析领域中标注分析方法学与可靠性检验被广泛讨论。从原理上来看，有关团队运动表现项目标注分析的核心主要是基于4 类指标信息的采集，包括位置、球员、事件或者行为和时间。运动标注分析是运动表现分析的一种方法，目前，对于运动表现分析的数据，常用定量的统计学方法对其进行处理，客观性和直观性是这类方法的优点之一。运用计算机的比赛分析，需要整合各个视频片段，这个方法现在已经比较常用，但是仍然有许多地方需要用到传统的分析方法，尤其是有些视频拍摄不到的地方，或者是场上比较复杂的情况，计算机的视频分析不够精确时，需要传统的人工标注介入。

2.1.5 运动表现分析的时段

运动表现分析可以分为延时分析和实时分析，延时分析即在赛后或者训练结束之后进行分析，延时分析常用于对某支球队的风格、战术以及常用的打法和首发队员做出系统的归纳，同时也可以用于建档，对球员或者球队进行纵向的追踪；实时分析，在比赛中就针对实际情况进行分析，替补队员和教练员在场下能够及时了解对手以及队员的情况，在中场休息时做出针对性调整。

2.1.6 运动表现分析定义总结

运动表现分析是应用于真实比赛情境中的运动表现。大量的方法可以应用于运动表现分析，范围从高度定性到高度定量的方法，而且最显著的特点就是在数据收集和分析的过程中几乎不需要人为的参与。而且球队教练、媒体、裁判和学术方面都可以使用运动表现分析，应用的范围非常广泛。表现分析的目标包括技术分析、战术分析和跑动路线的分析，分析的内容也不仅仅局限于场上的队员，而且还包括裁判和教练员的行为。

2.2 运动表现分析实证分析

2.2.1 比赛分析

比赛表现分析主要用于分析比赛中的行动以及与个人技战术相关的数据。在足球运动中，可能会将每个场景中可能发生的数据记录下来，技术方面的指标包括传球、射门、抢断等，同时会记录整个球队在比赛中关于这项技术的数据、个人在比赛中关于这项技术的数据、应用技术时的场区（足球场可能会根据需要划分为9个部分）、应用这项技术的时间段和技术的结果（成功与否）。这些数据同样可以用于战术分析，如果一支球队准备主打自己的左路或者右路，这些数据也可以反映出他们的战术选择。

比赛表现分析同样也包括多个范畴，如技战术方面、体能方面、心理方面。同时，对应的运动表现分析方法包括运动标注分析（Notational Analysis）和动作分析（Motion Analysis）1］。其中，运动标注分析方法可以对球员在比赛中的技术行为进行记录，同时也可以进一步分析战术行为，现阶段大部分比赛表现分析都是基于运动标注分析进行，过去传统的运动标注分析方法，不能很好地对战术行为进行记录，随着GPS等技术的广泛应用，现在可以对球员在场上的时间数据和空间数据进行精确的记录，通过对过往比赛数据的记录，也可以得出比赛的关键影响因素，如成功攻入对方禁区意味着射门威胁性、射门准确性、进球得分率的提高，这在很大程度上决定了球队获胜的概率。因此，成功攻入对方禁区的次数成了影响足球比赛结果的重要指标之一［3］。

2.2.2 体能表现分析

对于体能表现分析主要采用动作分析方法，有许多不同的方法能够进行体能分析，初期分析方法基于球员的跑动距离，这种方法的原理是球员追踪技术。球员追踪系统包括无线电信号、GPS 定位等，如Prozone3 球员追踪系统，以10Hz 的频率记录所有球员的X-Y轴运动路线，这些数据在收集之后，用定量检验的方法进行处理，再发送给俱乐部或者教练，不可否认的是，这种方法也会有一定的误差影响。

动作分类主要包括两个大类，一种包括2 种动作模式（运动和间歇），另一种包括7 种动作模式（静止、走、后退、慢跑、冲刺、滑步、与球相关的移动），对于上述每一个动作的概念划分在此不作细节阐述，将上述动作在比赛中的次数、平均时间和总时间占比用表格方式进行表示，如表2所示。

表2 一名足球运动员表现不同动作的次数、平均时间和百分比

从上表中可以看出，运动员在一场比赛中通常会进行124 次高强度运动，并且持续时间一般为2.63s。球员进行与球相关的行动包括控制球权和抢夺球权，二者大概占总时间的1.22%，如果在比赛中，对球员仅用运动和静止2 个状态划分，将运动员在比赛中进行高强度行动定义为“运动”；将中等或者低强度运动定义为“间歇”，针对相同运动员进行分析的数据，如表3所示。

表2、表3 是按照不同的运动模式分类，制定的体能表现分析表格，由此可以看出，进行表现分析时，最重要的，是对所有分析的指标进行选择，划分清其定义，根据自己所要分析的内容，选择合适的技战术指标或者体能指标。

表3 运动员在比赛中表现间歇和运动的次数，平均时间和占比

3 运动表现分析应用现状

运动表现分析的主要应用范围，是针对球队的教练员和其他技术人员，不仅是在比赛结束后对球员的表现进行反馈，而且可以对下一场比赛的对手提供前馈。目前，国外已经有与运动表现分析相关的专业，并且不断地开设这方面的课程，最新的FIFA球员发展报告中指出，世界上有69%的足协没有使用视频分析来对球员和球队在比赛中的表现进行监控，但是在国际足联排名前20的足协，对表现分析的重视程度远远高于排名在50～100的足协，而且在俱乐部中增加了运动表现分析师这一角色，进一步证明运动表现分析是我国现阶段亟待发展的方面。

随着足球领域发展的深入，对于组建多学科团队的要求越来越迫切，FIFA 的全球发展报告中统计了各个足协的教育计划中支持的角色，如图1所示。

从图1 中可以看出，在排名前100 名的足协，绝大多数都非常注重守门员教练和体能教练的培养。与排名较低的足协（65%比17%）相比，排名前20 位的俱乐部为运动表现分析师提供了更多的机会。

图1 足协教育计划支持的角色

多学科团队的成功部署，既需要技术教练的明确领导，也需要团队专家之间的团结协作，这两方面确保了对每个球员和球队的支持最大化。精英会员协会、职业俱乐部和成功的足协所采用的现代方法是围绕技术教练和球员建立一个全面的支持团队。通常，多学科团队由医生、理疗师、力量和体能教练、心理学家、运动科学家和数据分析师组成。成功的多学科团队支持，为球员提供个人发展计划，专注于他们的医疗、身体、技术、战术、心理和社会发展。同时，球队在训练中非常注意针对进攻能力和防守能力的综合训练，增强球队攻防综合实力，杜绝“短板效应”，提高球队攻防质量［4］。

4 运动表现分析发展前景

4.1 建立标准化档案

对于足球运动员或者球队在比赛中的表现，可以使用固定的技术指标进行评价，这就提出了标准化的档案的概念，一套可以直接用来评定和比较球员/球队在比赛中的各项（或某几项），体能指标（如心率、跑动距离等）、比赛技战术指标（如传球、射门等）特征的图表或文档。标准化档案的建立，可以为运动员、教练员给出即时的比赛表现信息反馈，对运动员改进自身表现，对教练员评估运动员状态、制订训练和比赛计划提供有效而科学的指导作用。建立标准化档案，不仅可以提供实际反馈，而且可以对球员建立纵向档案，对球员的发展进行长期管理，这对于我国青训选拔体系的优化有着重要意义，国外的青训选拔，不仅使用指标对球员进行评分，而且会对球员的长期发展进行监控。

4.2 与社会网络分析法结合分析

社会网络分析包括测量与调查社会系统中各部分（“点”）的特征与相互之间的关系（“连接”），将其用网络的形式表示出来，然后分析其关系的模式与特征这一全过程的一套理论、方法和技术。将社会网络分析方法应用于运动表现分析当中，球员之间通过球的转移，彼此之间建立了基于传球的“关系”，球员之间的传球次数越多，则关系越密切。可以将球员和球员之间的传球关系抽象地看成是一种“社会网络”，在这种“网络”中，球员即是“网络节点”，球员之间的传球可以看成是他们之间的“关系”。球员（节点）和传球（关系）就构成了足球比赛中的“社会网络”，称之为“传球网络”。而“传球网络”和“社会网络”的同构性，则暗示了采用社会网络分析方法对足球比赛中的“传球网络”进行定量研究的可能性［5］。分析的结构包括整体网分析、局域网分析和个体网分析，其中核心—边缘分析、凝集子群分析以及中介中心度等，都已经证实了可以在足球领域应用。

4.3 与复杂系统理论相结合

足球比赛的实际情况是多变的，受多种因素的影响，单纯地分析数据不能够真实反映多种因素的影响，球员在比赛中的表现可能会受主客场因素影响，在主场球队的各项进攻数据指标更加积极，球队在落后和领先时的打法也可能是不同的，同时还要考虑到球队晋级和淘汰情况下的打法也可能不同。在职业足球顶级联赛的竞争中，传统意义上的强队越来越难保持一直获胜，很难就某一个赛季定义成功运动表现的关键特征。因此，2个连续赛季或者以上的研究样本将对比赛表现关键因素的评估更具有说服力［6］。并且各项技战术相关的指标应该充分考虑到比赛情境因素，这就需要复杂的数学模型与运动表现分析进行结合，如广义线性模型可以对足球比赛中的各项比赛技战术表现指标与比赛胜负的因果关系进行有效的界定，从而可以用来判定哪些比赛技战术指标是比赛制胜指标。创建的模型提供的信息，可以运用于比赛表现评估、对手信息探测、选择和修改训练备战计划等足球运动实践中［7］。除了广义线性模型，还有混合线性模型、多元logistic 分析、相关性分析、重复测量方差分析等方法，目前都已经实证了可以在运动表现分析中应用。另外，数据级数推断法在足球领域的应用为数据的显著性进行了界定，增强了数据应用的意义。

综上所述，未来职业体育将会出现这样一个情景：表现分析师、运动生理专家、运动生物力学专家、数学和统计学专家、理疗师和教练员将坐在一起，共同分析运动队（员）的比赛表现，共同探索何种行为因素导致了优异的以及失败的比赛表现。

5 结语

目前，运动表现分析在我国仍然是亟待发展的方向，不仅在实际应用上，而且在学术领域也需要发展，最重要的是要从思想上认识到运动表现分析的重要性。随着科学技术的迅速发展，需要组建多学科的后备团队，不仅需要运动表现分析师，还需要其他多学科的工作人员为球队服务，这就需要学科间的相互融合，同时强化各学科的运用价值，将各学科的前沿研究成果进一步与足球领域相结合，对于一个足球运动员，从幼儿时期到职业生涯巅峰期，会经历选材、训练、测试、比赛等，运动表现分析与多学科融合，应该贯穿于运动员的整个职业生涯，最终帮助每一个运动员达到其职业生涯的最佳水平，这将是运动表现分析的意义所在。相信不久的将来，这一幕也可以在我国的职业足球俱乐部中出现。