优秀足球运动员行为状态的系统动力学分析

兰 亚

(成都体育学院体育系,四川 成都 610041)

优秀足球运动员行为状态的系统动力学分析

兰 亚

(成都体育学院体育系,四川 成都 610041)

足球比赛中球员行为状态不仅仅是“细节性复杂”过程,而且是非线性的“动态性复杂”过程。系统思考与系统动力学方法给我们提供了一个打破思维定势的工具,使人们有机会、有能力去看清复杂系统的来龙去脉。通过文献资料法、系统动力学等方法,探讨影响球员行为的诸多因素以及它们之间千丝万缕的联系,寻求改变行为状态“恶性循环”的方法和根源,进而改变“心智模式”,完成“自我超越”。

世界杯;球员行为;系统动力学

当今世界,在众多体育运动项目中,足球仍然处于举足轻重的地位。世界杯更是足球爱好者的盛宴。为了推动足球事业的发展,各国热爱足球的教育者,研究者,以及广大球迷,都在为足球的精彩呈现和可持续发展穷其心智。足球的可持续发展是一个长期的大系统,它涉及到政策环境、国家支持、足球发展框架、青少年培养模式、职业足球发展模式等众多因素。但足球的根本还是足球运动员的临场行为。目前,关于足球运动员比赛行为的文献资料众多,世界各国的研究机构和个人对足球运动员的行为也进行了广泛的研究[1-7]。作为 2010年南非世界杯官方赞助商,嘉实多制定了一套权威的系统来评价全球最佳的球员们的表现,并根据其表现进行排名,追踪球场上的每一个动作,评估他对球队的得分和失分是否会产生积极和消极的影响。

系统动力学 (简称 SD-system dynamics)出现于1956年,创始人为美国麻省理工学院 (M IT)的福瑞斯特(J.W.Forrester)教授。系统动力学是研究分析有关复杂信息反馈系统动态趋势的学科。系统动力学以控制论、控制工程、系统工程、信息处理和计算机仿真技术为基础,研究复杂系统随时间推移而产生的行为模式。系统动力学把系统的行为模式看成是由系统内部的信息反馈机制决定的。系统动力学模型是一个建立在广泛的相关测量和经验数据上的微分代数方程发展的连接集合[8],在计算机上实现对真实系统的仿真,可以研究系统的结构、功能和行为之间的动态关系,以便寻求较优的系统结构和功能。

系统思考是一种类似广角镜的工具,它协助我们打破多年来形成的思维定势,了解整个事情的来龙去脉,培养组织成员看清复杂系统的能力,可以全面地、整体地、动态地、连续地思考问题,既是一种能力,更是一种智慧。降低我们因不了解系统而做出错误决定的比率。更重要的是,它是一种预防问题发生的手法。

因此,本研究将采用系统思考的方法对 2010年南非 FIFA世界杯比赛中,核心球员行为状态进行系统动力学分析与建模。并利用此模型对以后比赛中相关球员的行为进行跟踪。有助于对足球比赛有更加深入的认识,为足球运动员的训练提供一些意见和建议。

1 球员比赛行为状态分析

1.1 比赛分析回顾

视频片段为获得、评价和展示运动成绩信息提供了强有力的媒介。它为教练提供了近距离观察和分析在某种形势下怎样和为什么作出决策 (罗布森Robertson,2002)的手段。在球队会谈时,视频是教练和球员最直接和熟悉的交流手段。在比赛和训练时,视频为记录、观察、分析和评价球员的移动和行为,提供了有价值的定量和定性分析信息。世界各国已经开发和运用了许多分析软件,从细节上对足球比赛的过程进行了广泛的研究和描述。

1.2 指标分析与讨论

足球比赛在世界各地被无数人所关注,多数人宣称具有足球专业知识,但是,没有人能毫无偏见的看球。这甚至包括教练员、运动员和那些偏激的专业人士以及那些赛后带有选择性、或不全面的回顾比赛细节的专业人士。这就需要通过科学的手段去揭示足球运动的本质。在以往的众多研究中,大家都把目光集中在对技术、战术、体能、心理进行微观独立的研究,如通过录像片段获得运动员有关技术和技术动作使用次数的资料(接球、传球、运球、抢断、跳跃、转身、射门和任意球等),高强度运动的距离和时间 (一般性跑动和冲刺,有球和无球)以及变换强度运动周期的次数[9](走、撞、前进、后退、侧身等)。2010年南非世界合作伙伴嘉实多开发了一个全新的足球的软件——嘉实多指数是通过高级的创新软件捕捉球员“每秒”的移动、传接球、射门以及防守等数据,并根据动作发生时在球场上所处的区域进行评分,最后给每个球员一个 1-10分的嘉实多指数综合分数。例如,球员在每一次成功过人后可得到分数,但分数的多少取决于成功传球和接球时所处的区域。

我们将对嘉实多 11名最佳阵容的球员进行研究,力求找到影响他们行为状态的相关因素及“关系”。在系统动力学中,这里的“关系”就是“连接”,探讨这个“连接”,是本研究的核心所在。

表 1是 2010年南非世界杯中,嘉实多 11名最佳阵容球员在传球方面的数据,进攻、防守、跑动以及犯规的统计数据将在仿真软件中被统计。

嘉实多指数能够比较客观地反映球员的水平,但是不是最科学的评估方式,有待时间的检验。作为不同位置的球员,嘉实多指数能否科学的横向比较,也存有一定争议。但从同位置球员纵向比较,是比较有说服力的。从嘉士多统计的进攻数据来看,运球突破能力,遭受拦截并成功突破是最重要的两个变量;从嘉士多统计的防守数据来看,拦截以及成功率是最重要的变量,解围以及解围成功率次之;从嘉士多统计的犯规数据观察,犯规行为只是次要变量;在跑动表中,跑动总距离、控球跑动距离以及高强度跑动距离都是重要指标;在传球中(表 1),传球次数与成功率是重要的指标。对于以上数据,有部分球员的表现与嘉实多指数对比出现交叉,有可能是协同因素以及指标的权重不同而造成的。

表 1 2010年南非世界杯嘉实多 11名最佳球员传球数据

2 球员状态系统动力学模型建立

当面临复杂问题时,我们的直觉反应就是将感兴趣的系统划分为几块,研究这些块,最终以对这些块的知识为基础来理解整个系统——这是很自然的简化方式。如上所述,这种化整为零进行研究的思路确实能够对这些“块”有所了解,但通常很难针对整个系统得出深刻见地。通过以上数据分析,我们建立模型如下:

我们看到,在比赛中个人能力的发挥主要受对手施加的压力的影响。个人能力发挥得越好,给对手的压力就越大,自身消耗就越小,对手在受到压力的情况下,它所施加的压力就会减小,那么个人能力也就会发挥得更好。显而易见,这是一个典型的增强回路。但是随着比赛时间的推移,由于疲劳的产生,个人能力又处于下降趋势。怎样才能提高个人能力,并延缓个人能力——消耗——疲劳——个人能力这一恶性循环呢?在这里我们没有明确的表示出来,那就是平常的训练因素,将改善个人能力。这就是系统思考的好处,一目了然,也就是“见树又见林”。

从图 1中,我们充分利用了以上讨论的影响球员个人能力的所有重要指标。如个人能力的一级指标分别为:接球能力、运球能力、传球能力、射门能力、拦截能力、解围能力及无球跑动能力。二级指标观察能力、体能和自信心又分别作用于一级指标而最终影响个人能力。我们以图中粗箭头所示循环为例进行说明。一级指标传球能力是球员个人能力的重要指标,传球能力越好,那么个人能力越好,消耗也就越低,给对手带来的压力就越大,同时对手施加的压力就会明显降低,对本队球员的个人能力影响就小,使得球员个人能力得到进一步高水平发挥;反过来,如果对手施加的压力越大,就会使球员的体能发挥、观察能力和自信心受到限制,从而影响传球能力,最终影响个人能力的发挥,并伴随着更高的能量消耗,产生更多的身心疲劳,又不断影响球员观察能力、体能和自信心,不断降低给对手的压力,并造成严重的恶性循环。在这两个增强型循环中,如何才能避免恶性循环呢,除了以上所述给对手不断施加压力和降低自身消耗外,还有两个促进个人能力提高的因素,心智模式和恢复能力,但是这两个因素都伴随着不好解决的“时间滞延”。要想在短时间内提高这两个因素是较为困难的。

图1 个人能力系统动力学总图

2010年南非世界杯冠军西班牙队的表现就是本实例的最好佐证,本届世界杯传球次数、成功率以及角球、传中球前 10名的球员中,有 6个都是西班牙队球员,尤其是中场核心哈维以 669次,完成率 81%排名榜首。可以看出,传球能力在比赛中的作用是显而易见的,另一方面,传球能力是多个球员的集体行为,不是哪一个球员的独立行为可以实现的。从图 1中,我们可以看到传球能力受观察能力、自信心和体能的多重影响,而各因素影响的比例如何,我们无从得知。因此,我们通过对模型的建立,来模拟各因素之间的关系以及影响的程度。本研究利用 Isee Stella软件对其进行模拟。并利用该模型对球员进行继续跟踪。力求对整个比赛的进程进行模拟。并不断的补充和修改原始模型。在 Stella模拟中的个人能力方程如下:

Personal_Ability(t)=Personal_Ability(t-dt)+ (Pass_ability+stribling_ability+Shot_ability+Tackle_ ability+Clearance_ability+No_ball_run_ability-Consume)＊ dt

3 结论

(1)仅仅改变足球运动员做事的方法是不够的,必须改变观察和思考的方式,系统动力学和系统思考给我们提供了全新的解决方案,这在体育研究中是不常见的。不仅仅停留在对足球比赛中发生的某一刻的,球员状态、比赛状态等“块”信息的化整为零的研究,而是从时间进程的角度,来研究整体状态,做到“见树又见林”。

(2)系统思考不只是一种分析问题、解决问题、制定决策的方法,也是一种深入认识客观世界、应对复杂挑战的技能,还包含了深层次的思维范式的转换。

(3)心智模式与团队是密不可分的。顶尖球队应该具备一组共同的心智模式。只有在经过长时间磨合,相互沟通、彼此倾听,达成最基本的价值观的球队才能算是顶尖的球队。足球运动员在运动状态中体现出来的某些个人能力 (如传接球能力,射门能力,体能等),经过平常刻苦的训练是可以大幅度提高的,但对于观察能力、自信心影响下的传球能力等能力必须建立在共同心智模式基础上,方能体现出威力。

(4)球员在比赛中的状态受多方面的因素影响,孤立的分析某一状态是不科学的,也是毫无价值的,必须把这种状态放到整个足球队系统中,整个比赛进程中进行探讨与分析才是有意义的。

(5)建立系统动力学模型的目的,是一个类似广角镜的工具,它协助我们打破多年来形成的思维定势,让每一个人都去了解整个足球比赛过程的来龙去脉,培养团队球员看清复杂系统的能力,帮助球员认识比赛过程以及球员状态信息,科学的指导训练和参加比赛。

[1]关莉,梁殿乙.对我国青少年男子足球运动员非体育道德行为的研究[J].中国体育科技,2006(1).

[2]张超,杨子旭.2006年德国世界杯运动员攻击性行为的相关因素[J].北京体育大学学报,2008(9).

[3]周毅,吴猛.足球运动员战术思维决策水平测试系统的研制[J].广州体育学院学报,2001(4).

[4]李传兵.足球运动直觉决策理论初步构建[D].武汉体育学院,2009.

[5]Thomas.S,C.Reeves and A,Smith.English soccer teams’aggressive behaviorwhen playing away from home[J].PerceptMot Skills,2006,102(2):20-317.

[6]Olmedilla. A, etal. Some factors in sanctionsfor unsportsmanlike behavior of players and coaches in youth soccer [J].PerceptMot Skills,2009,108(3):74-764.

[7]Vaeyens.R,et al.The effects of task constraints on visual search behavior and decision-making skill in youth soccer players [J].J Sport Exerc Psychol,2007.29(2):69-147.

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[9]吴家荣,程公,邹延宁.对我国足球技术分类理论的梳理和评判[J].沈阳体育学院学报,2008;27(1):110-112.

System Dynam ic Analysis of the Behavioral State for Talent Football Players

Lan Ya
(Chengdu SportUniversity,Chengdu 610041)

The state ofplayers in football competition is a processof"detail complexity"and non-linear"dynamic complexity".System thinking and system dynamics provide us a way to see through the complexity.Literature review and system dynamics are employed in this paper to explore the various elements affecting the player state and the relationship between them to seek formethods to reverse the"vicious circle"of the player state.

World Cup,player behavior,system dynamics

G843

A

1001—9154(2010)09—0058—04

book=58,ebook=205

G843

A

1001—9154(2010)09—0058—04

兰亚 (1971—),男,重庆人,讲师,主要研究方向:足球教学与训练。

2010—07—08