漆小紅，于　洋，孟媛媛

(北京體育大學， 北京　100084)

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基于例證條件下的競技體育大數(shù)據(jù)變革分析

漆小紅，于洋，孟媛媛

(北京體育大學， 北京100084)

摘要：運用文獻資料、例證分析、邏輯分析等方法，通過將競技體育中事例與大數(shù)據(jù)變革方式進行針對性匹配和綜合分析，旨在直觀地呈現(xiàn)競技體育大數(shù)據(jù)變革，對競技體育大數(shù)據(jù)變革形成科學的認識。結(jié)果顯示，全數(shù)據(jù)范式促進競技體育研究逐漸由點-線模式向面-體模式轉(zhuǎn)變，且單點式研究的縱向性更加深入和客觀；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的重視和利用，使競技體育的價值得到更全面的挖掘；多指標間的相關關系研究為競技體育因果本質(zhì)研究提供基礎，同時具有巨大的預測價值。

關鍵詞：競技體育；大數(shù)據(jù)；例證研究；變革分析

“大數(shù)據(jù)”提法于 2001 年在 Gartner 公司的一份研究報告中首次出現(xiàn)，至今雖未形成統(tǒng)一概念，但它實際上是大信息的一種具體表現(xiàn)形式，具有數(shù)據(jù)規(guī)模大、數(shù)據(jù)種類多、數(shù)據(jù)要求處理快、數(shù)據(jù)價值密度低等4個基本特征。大數(shù)據(jù)已逐漸成為繼實驗科學、理論科學和計算科學之后的第四種科學研究模式。隨著當前大數(shù)據(jù)的全面拓展和滲透，競技體育亦將其融入到自身的發(fā)展當中，積極探索，創(chuàng)新應用，并在比賽監(jiān)控(相撲)、科學選材(棒球)、技戰(zhàn)術分析(網(wǎng)球)等實踐中取得了成功。對競技體育大數(shù)據(jù)變革進行研究不僅可以為競技體育發(fā)展提供新思路和新機遇，而且對競技體育延展性價值挖掘具有重要意義。一些學者在研究中提出了包括建立競技體育大數(shù)據(jù)公共平臺、協(xié)同運行機制、專業(yè)人才隊伍培養(yǎng)等相關順應發(fā)展策略，另一些則針對大數(shù)據(jù)時代體育科學研究的思維變革提出由隨機到總體，數(shù)據(jù)由結(jié)構(gòu)型到非結(jié)構(gòu)型，以及從相關中發(fā)現(xiàn)新課題?，F(xiàn)行關于競技體育大數(shù)據(jù)變革的研究中多是基于理論基礎上的研究，較為抽象。本研究則是在前人的理論研究基礎上，結(jié)合競技體育前沿的成功實踐案例進行直觀的綜合論述，以此加深競技體育工作者對大數(shù)據(jù)變革的認識和理解。

1大數(shù)據(jù)思維變革特征與競技體育多維特征的契合

1.1大數(shù)據(jù)時代思維變革特征

小數(shù)據(jù)時代，人們通常采用隨機抽樣方法獲得有限的、精確的結(jié)構(gòu)化樣本數(shù)據(jù)進行研究，以此來串聯(lián)各種現(xiàn)象，揭示客觀世界中事物的內(nèi)部運行機制，但容錯性較差，易犯小樣本錯誤和主觀偏導錯誤。相較而言，大數(shù)據(jù)時代則通過現(xiàn)代化科技設備采集相對全面的多結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)進行研究，獲取數(shù)據(jù)間的相關關系，預測相關趨勢，并為進一步的因果關系研究提供已知基礎，具有較好的容錯性和客觀性。

1.2競技體育的多維特征

競技體育以創(chuàng)造優(yōu)異運動成績、奪取比賽優(yōu)勝為主要目標的社會體育活動。本質(zhì)上，呈現(xiàn)出競爭性、公平性、公開性、觀賞性等特征；結(jié)構(gòu)上，以體系構(gòu)建為宏觀特征，項目間的特定規(guī)則和特點為微觀特征；功能上，以健身健心為本體性特征，以實現(xiàn)德、智、美育為其衍生性特征，以服務于政治、經(jīng)濟、軍事為其拓展性特征；從生物進化的角度，競技體育則呈現(xiàn)出強化、異化、軟化三大特征，不同角度競技體育呈現(xiàn)出不同的特征與特點。

1.3兩者的契合關系

利用大數(shù)據(jù)思維進行競技體育工作研究，能有效提高研究結(jié)果的有效性和客觀性。相對全面的數(shù)據(jù)，不僅為競技體育的多維化研究提供數(shù)據(jù)支撐，而且使單一化研究更具延展性，同時，多結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的針對性應用以及相關關系的揭示為競技體育提供更加直觀和新穎的呈現(xiàn)范式，使得競技體育多維特征清晰化，維度間的特征關聯(lián)化。

2全數(shù)據(jù)促進競技體育研究逐漸由點-線模式向面-體模式轉(zhuǎn)變

1979年第2屆全國體育科學技術工作會議拉開了我國競技體育研究的序幕，筆者以中國知網(wǎng)為數(shù)據(jù)來源，借鑒汪蓉蓉等的研究將我國競技體育研究分為4個發(fā)展階段。平穩(wěn)起步階段(1979-1988)：以微觀節(jié)點為研究對象，經(jīng)驗為主；過渡發(fā)展階段(1989-1998)：借鑒國外競技體育概念和研究成果，完成競技體育宏觀層面的初步探索；黃金時期階段(1999-2008)：結(jié)合國情，建立中國競技體育體系；系統(tǒng)拓展階段(2009-至今)：探索競技體育的本質(zhì)和發(fā)展規(guī)律，完善競技體育系統(tǒng)。

圖1　“競技體育”逐年研究趨勢圖

小數(shù)據(jù)時代受限于信息采集技術和對競技體育的整體認識，研究多采用有限的數(shù)據(jù)、單一方法對競技體育的某一環(huán)節(jié)或環(huán)節(jié)之間關系進行描述性和預測性研究(圖2左①彩色點)，形成對某一層面結(jié)構(gòu)的認知(圖2左②)，例如對個人技戰(zhàn)術特征研究，隨著研究量的積累逐漸形成對項目技戰(zhàn)術發(fā)展趨勢層面的認識，這一過程需要大量的時間、人力、物力，且因人為誤差易導致結(jié)果出現(xiàn)偏差，我國對競技體育的研究中前三個階段均處在這一過程中。

圖2　競技體育研究特征圖

競技體育是一個多維立體結(jié)構(gòu)，宏觀上包括競技體育基本理論、奧運戰(zhàn)略計劃等，微觀上包括運動訓練監(jiān)控、運動損傷康復等。大數(shù)據(jù)時代的全數(shù)據(jù)思維方式逐漸成為競技體育研究的發(fā)展趨勢。對競技體育中的某一環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)采集相對全面，以及盡可能采集競技體育子系統(tǒng)、子結(jié)構(gòu)的多種類信息，使競技體育的相關研究由單一點-線模式向多維面-體模式轉(zhuǎn)變，對競技體育研究的清晰化、整體化研究具有指導性作用，其研究過程如圖2右所示。

3接受混雜性使競技體育非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)價值得以全面挖掘

大數(shù)據(jù)驅(qū)動著數(shù)據(jù)構(gòu)架變革，不方便采用二維邏輯表來呈現(xiàn)的非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(包括全文文本、聲音、影像、超媒體等)成為數(shù)據(jù)主體。競技體育中包含著巨量的訓練動態(tài)數(shù)據(jù)、比賽錄像等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，呈現(xiàn)出格式多樣化、存儲方式多樣化、結(jié)構(gòu)不對稱等混雜性特征，要對其價值進行挖掘，就必須以接受其混雜性為前提。

3.1實例1：對球員競技能力的深度解析

NBA利用SportVU系統(tǒng)在球場各角落安裝6臺攝像機，以25次/秒的速度追蹤球場中球員和球，并形成可視化高清影像。Zach Lowe利用SportVU系統(tǒng)技術，對紐約尼克斯隊的當家球星安東尼的傳球積極性、串聯(lián)隊友的效率進行對比研究，該研究以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(影像)為原始資料，進行傳球、串聯(lián)隊友的相關統(tǒng)計，形成二維表式數(shù)據(jù)，再進行線性回歸，最終將研究結(jié)果以可視化圖像直觀的呈現(xiàn)，其研究結(jié)果如圖3、4中橙色點所示，這表明安東尼擁有較好的傳球積極性，但其串聯(lián)隊友的效率一般。

圖3　Carmelo Anthony傳球頻次

圖4　Carmelo Anthony串聯(lián)隊友效率注：該研究還同時挖掘出了杜蘭特(藍色)、哈登(紅色)、蓋伊(黃色)、喬治(紫色)的傳球、串聯(lián)效率，進行了延展性價值挖掘

3.2實例2：戰(zhàn)術優(yōu)化的量化依據(jù)

德阿莫爾等利用SportVU系統(tǒng)提供的資料將“競爭風險模型”移植到籃球領域，以持球者下一步選擇趨勢的概率分布值和每次“活球”所有進攻選擇的可能結(jié)果的加權(quán)平均值為基礎，建立比賽中每個時刻的預球權(quán)分模型，即“活球”狀態(tài)下，該球的可能得分分值。通過對NBA2013年2月13日馬刺vs熱火的終場準絕殺進行了預球權(quán)分模型展示，如圖5所示：

圖5　預球權(quán)分模型展示圖

帕克將狀態(tài)1的預球權(quán)分0.97(注：NBA的每個進攻回合平均得分為1分)通過一系列選擇決斷提升到狀態(tài)5的1.75分。該模型的特點在于可即時得出“活球”狀態(tài)的預球權(quán)分，為戰(zhàn)術的優(yōu)化提供量化依據(jù)，這在比賽中的重要時刻對戰(zhàn)術的選擇具有重要價值，將之與教練員的經(jīng)驗相結(jié)合，可最終制定出最優(yōu)化戰(zhàn)術，提高球隊的獲勝幾率。

3.3實例3：3D技術增加比賽的觀賞體驗

FreeD(360°環(huán)場攝影技術)是為提供最好的電視轉(zhuǎn)播體驗而提供高分辨率360°立體影像設備。該設備使影像中每個像素都獲得一個三維坐標，從而形成真實的三維空間定位，并運用其獨特的算法還原為3D影像，最終從不同角度還原每一個比賽的瞬間(如圖6所示)。觀眾通過自身視覺系統(tǒng)在傳統(tǒng)觀賽形式中只能捕捉到單一角度的場景，F(xiàn)reeD技術的出現(xiàn)，不僅為傳播方提供了一種新式的賽事傳播模式，更重要的是360度的真實情景重現(xiàn)對提高觀眾的觀賞體驗具有重要的價值。

圖6　FreeD技術在小牛隊美航中心的應用(注：該技術在NBA中僅小牛隊在使用，TNT電視臺已用于NBA、NFL轉(zhuǎn)播實踐)

綜上，無論是運動員競技能力解析、技戰(zhàn)術優(yōu)化選擇，還是賽事呈現(xiàn)方式，均是將非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)與現(xiàn)代信息挖掘技術和分析技術相結(jié)合的利用。以非結(jié)構(gòu)化超媒體數(shù)據(jù)為基礎，進行“子化”分割，得到半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，再進行“元”化處理，最終進行模型提取和二維數(shù)據(jù)分析成為非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的利用思維結(jié)構(gòu)。大數(shù)據(jù)時代，競技體育非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的巨大價值是吸引相關工作者進行研究的動力，只有接受競技體育非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的混雜性，才能挖掘其多面延展性價值，掌握開啟競技體育黃金時代的鑰匙。

4相關關系研究促進競技體育因果關系研究及實踐預測

4.1相關關系與因果關系的獨立性與關聯(lián)性

相關關系是通過挖掘量化后關聯(lián)物之間的數(shù)理關聯(lián)趨勢來分析現(xiàn)象，重在捕捉現(xiàn)在和預測未來，不能揭示內(nèi)部的運行機制和預知，但較易獲?。灰蚬P系則是通過事件集A的發(fā)生導致事件集B的發(fā)生的深層機制剖析，重在挖掘內(nèi)部機制和本質(zhì)規(guī)律揭示，需要進行深層次的邏輯分析。現(xiàn)實研究中往往根據(jù)研究目的選擇與之相匹配關系研究，充分體現(xiàn)出二者的獨立性。研究顯示，相關關系背后基本上都隱藏著深層的因果關系，故而，相關關系的獲得為因果關系研究奠定了已知基礎，因果關系研究則對相關關系研究的價值進行了拓展。

4.2相關關系研究為因果關系研究提供已知相關關系基礎

大數(shù)據(jù)時代，巨量數(shù)據(jù)的獲取為競技體育相關關系研究提供了數(shù)據(jù)支撐，促進了多維面—體化的相關關系揭示，從而在應用中有效避免相關關系與因果關系的混淆。例如2013年4月13日，NBA球星科比在比賽中跟腱斷裂，據(jù)統(tǒng)計，科比在近7場比賽的上場時間統(tǒng)計如下表：

表1　科比跟腱斷裂時的近7場比賽上場時間表

通過表1可知，科比在近7場比賽的336分鐘里只休息了17分29秒，場均45分30秒。2012-2013賽季，科比一共上場3013分鐘，場均38分48秒?；谶@一系列數(shù)據(jù)，大部分人認為科比此次受傷是上場時間過多所致，隨后研究顯示，科比的跟腱斷裂與上場時間過多具有統(tǒng)計相關，但本質(zhì)原因不明，還需要特定的因果模型進行深層次的研究。由此可見，盡管大數(shù)據(jù)為我們提供了統(tǒng)計相關，但深層的因果關系探索依然需要在已知相關的基礎上進行進一步的研究。

4.3相關關系研究為競技體育中的預測提供依據(jù)

相關關系的獲得能夠為競技體育預測提供基礎，并為競技體育的未知性提供可依據(jù)行為指導。如Catapult技術，可以1 000次/秒的速度實時收集并分析穿戴者加速、減速、轉(zhuǎn)向、跳躍等數(shù)據(jù)，從而進行運動負荷監(jiān)測、運動損傷預測與康復監(jiān)測。Catapult提供的數(shù)據(jù)已成為現(xiàn)今NBA中部分球隊決定運動員是否訓練和比賽的晴雨表，該技術為延長運動員的運動壽命和提高訓練和比賽的質(zhì)量提供了的依據(jù)，NBA中馬刺隊就是最成功的例證。

5結(jié)語

大數(shù)據(jù)成為競技體育發(fā)展新的血液，它不僅為其提供資源和方法，更促使競技體育發(fā)展迎來革命性變化。隨著競技體育工作者對密集型競技體育大數(shù)據(jù)的重視，競技體育獲得了橫向拓展性發(fā)展和縱向深入性研究。在競技體育大數(shù)據(jù)的理論研究和實踐應用中逐漸顯現(xiàn)出前所未有的價值，技戰(zhàn)術深度解析的新范式、賽事轉(zhuǎn)播的多維化呈現(xiàn)以及捕捉影響比賽結(jié)果的相關因素等均是現(xiàn)目前對競技體育大數(shù)據(jù)研究和應用的熱點與焦點。

競技體育大數(shù)據(jù)的全數(shù)據(jù)思維模式不僅促進傳統(tǒng)單點式研究更加深入，而且加速了競技體育整體性研究工作進展和相關內(nèi)在機理揭示；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的利用促進了競技體育的多樣性展示以及其內(nèi)部機理的深度剖析；多指標間的相關關系研究不僅可以形成有效的預測機制，而且也為因果關系研究提供了已知相關基礎，成為因果關系研究的風向標。盡管在競技體育數(shù)據(jù)采集、模態(tài)處理、數(shù)據(jù)挖掘技術等一線實踐工作方面依然處在探索階段，并行的數(shù)據(jù)共享權(quán)責機制、定向性專業(yè)人才培養(yǎng)等體系化研究也存在諸多難題，但隨著這些問題的逐步解決，必將帶來大數(shù)據(jù)對競技體育發(fā)展的巨大促進和提高。

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An analysis of big data change in competitive sports based on the illustration condition

QI Xiao-Hong,YU Yang,MENG Yuan-Yuan

(BeijingSportUniversity,Beijing100084,China)

Abstract:Based on the literature review, illustration analysis, and logical analysis, through targeted matching and comprehensive analysis of the cases in competitive sports and the way big data changes, this paper aims to visually present changes of big data of competitive sports, and to form the scientific understanding of big data change in competitive sports. The results show that the all data paradigm promotes changes of the study in competitive sports from point-line mode to the area-volume mode. The verticality of single point study becomes deeper and more objective. The value and use of unstructured data make competitive sports mined more comprehensively. The study on relationship between multiple indexes provides the basis for the study of the cause and effect in competitive sports, and also has great predictive value.

Key words:competitive sports; big data; illustration research; change analysis

中圖分類號：G80-058

文獻標識碼：A

文章編號：1009-9840(2016)01-0029-04

作者簡介：漆小紅(1990-)，男，在讀碩士研究生，研究方向運動訓練。

收稿日期：2016-01-06