優(yōu)秀足球運動員行為狀態(tài)的系統(tǒng)動力學(xué)分析

蘭 亞

(成都體育學(xué)院體育系,四川 成都 610041)

優(yōu)秀足球運動員行為狀態(tài)的系統(tǒng)動力學(xué)分析

蘭 亞

(成都體育學(xué)院體育系,四川 成都 610041)

足球比賽中球員行為狀態(tài)不僅僅是“細(xì)節(jié)性復(fù)雜”過程,而且是非線性的“動態(tài)性復(fù)雜”過程。系統(tǒng)思考與系統(tǒng)動力學(xué)方法給我們提供了一個打破思維定勢的工具,使人們有機會、有能力去看清復(fù)雜系統(tǒng)的來龍去脈。通過文獻(xiàn)資料法、系統(tǒng)動力學(xué)等方法,探討影響球員行為的諸多因素以及它們之間千絲萬縷的聯(lián)系,尋求改變行為狀態(tài)“惡性循環(huán)”的方法和根源,進而改變“心智模式”,完成“自我超越”。

世界杯;球員行為;系統(tǒng)動力學(xué)

當(dāng)今世界,在眾多體育運動項目中,足球仍然處于舉足輕重的地位。世界杯更是足球愛好者的盛宴。為了推動足球事業(yè)的發(fā)展,各國熱愛足球的教育者,研究者,以及廣大球迷,都在為足球的精彩呈現(xiàn)和可持續(xù)發(fā)展窮其心智。足球的可持續(xù)發(fā)展是一個長期的大系統(tǒng),它涉及到政策環(huán)境、國家支持、足球發(fā)展框架、青少年培養(yǎng)模式、職業(yè)足球發(fā)展模式等眾多因素。但足球的根本還是足球運動員的臨場行為。目前,關(guān)于足球運動員比賽行為的文獻(xiàn)資料眾多,世界各國的研究機構(gòu)和個人對足球運動員的行為也進行了廣泛的研究[1-7]。作為 2010年南非世界杯官方贊助商,嘉實多制定了一套權(quán)威的系統(tǒng)來評價全球最佳的球員們的表現(xiàn),并根據(jù)其表現(xiàn)進行排名,追蹤球場上的每一個動作,評估他對球隊的得分和失分是否會產(chǎn)生積極和消極的影響。

系統(tǒng)動力學(xué) (簡稱 SD-system dynamics)出現(xiàn)于1956年,創(chuàng)始人為美國麻省理工學(xué)院 (M IT)的福瑞斯特(J.W.Forrester)教授。系統(tǒng)動力學(xué)是研究分析有關(guān)復(fù)雜信息反饋系統(tǒng)動態(tài)趨勢的學(xué)科。系統(tǒng)動力學(xué)以控制論、控制工程、系統(tǒng)工程、信息處理和計算機仿真技術(shù)為基礎(chǔ),研究復(fù)雜系統(tǒng)隨時間推移而產(chǎn)生的行為模式。系統(tǒng)動力學(xué)把系統(tǒng)的行為模式看成是由系統(tǒng)內(nèi)部的信息反饋機制決定的。系統(tǒng)動力學(xué)模型是一個建立在廣泛的相關(guān)測量和經(jīng)驗數(shù)據(jù)上的微分代數(shù)方程發(fā)展的連接集合[8],在計算機上實現(xiàn)對真實系統(tǒng)的仿真,可以研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和行為之間的動態(tài)關(guān)系,以便尋求較優(yōu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能。

系統(tǒng)思考是一種類似廣角鏡的工具,它協(xié)助我們打破多年來形成的思維定勢,了解整個事情的來龍去脈,培養(yǎng)組織成員看清復(fù)雜系統(tǒng)的能力,可以全面地、整體地、動態(tài)地、連續(xù)地思考問題,既是一種能力,更是一種智慧。降低我們因不了解系統(tǒng)而做出錯誤決定的比率。更重要的是,它是一種預(yù)防問題發(fā)生的手法。

因此,本研究將采用系統(tǒng)思考的方法對 2010年南非 FIFA世界杯比賽中,核心球員行為狀態(tài)進行系統(tǒng)動力學(xué)分析與建模。并利用此模型對以后比賽中相關(guān)球員的行為進行跟蹤。有助于對足球比賽有更加深入的認(rèn)識,為足球運動員的訓(xùn)練提供一些意見和建議。

1 球員比賽行為狀態(tài)分析

1.1 比賽分析回顧

視頻片段為獲得、評價和展示運動成績信息提供了強有力的媒介。它為教練提供了近距離觀察和分析在某種形勢下怎樣和為什么作出決策 (羅布森Robertson,2002)的手段。在球隊會談時,視頻是教練和球員最直接和熟悉的交流手段。在比賽和訓(xùn)練時,視頻為記錄、觀察、分析和評價球員的移動和行為,提供了有價值的定量和定性分析信息。世界各國已經(jīng)開發(fā)和運用了許多分析軟件,從細(xì)節(jié)上對足球比賽的過程進行了廣泛的研究和描述。

1.2 指標(biāo)分析與討論

足球比賽在世界各地被無數(shù)人所關(guān)注,多數(shù)人宣稱具有足球?qū)I(yè)知識,但是,沒有人能毫無偏見的看球。這甚至包括教練員、運動員和那些偏激的專業(yè)人士以及那些賽后帶有選擇性、或不全面的回顧比賽細(xì)節(jié)的專業(yè)人士。這就需要通過科學(xué)的手段去揭示足球運動的本質(zhì)。在以往的眾多研究中,大家都把目光集中在對技術(shù)、戰(zhàn)術(shù)、體能、心理進行微觀獨立的研究,如通過錄像片段獲得運動員有關(guān)技術(shù)和技術(shù)動作使用次數(shù)的資料(接球、傳球、運球、搶斷、跳躍、轉(zhuǎn)身、射門和任意球等),高強度運動的距離和時間 (一般性跑動和沖刺,有球和無球)以及變換強度運動周期的次數(shù)[9](走、撞、前進、后退、側(cè)身等)。2010年南非世界合作伙伴嘉實多開發(fā)了一個全新的足球的軟件——嘉實多指數(shù)是通過高級的創(chuàng)新軟件捕捉球員“每秒”的移動、傳接球、射門以及防守等數(shù)據(jù),并根據(jù)動作發(fā)生時在球場上所處的區(qū)域進行評分,最后給每個球員一個 1-10分的嘉實多指數(shù)綜合分?jǐn)?shù)。例如,球員在每一次成功過人后可得到分?jǐn)?shù),但分?jǐn)?shù)的多少取決于成功傳球和接球時所處的區(qū)域。

我們將對嘉實多 11名最佳陣容的球員進行研究,力求找到影響他們行為狀態(tài)的相關(guān)因素及“關(guān)系”。在系統(tǒng)動力學(xué)中,這里的“關(guān)系”就是“連接”,探討這個“連接”,是本研究的核心所在。

表 1是 2010年南非世界杯中,嘉實多 11名最佳陣容球員在傳球方面的數(shù)據(jù),進攻、防守、跑動以及犯規(guī)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)將在仿真軟件中被統(tǒng)計。

嘉實多指數(shù)能夠比較客觀地反映球員的水平,但是不是最科學(xué)的評估方式,有待時間的檢驗。作為不同位置的球員,嘉實多指數(shù)能否科學(xué)的橫向比較,也存有一定爭議。但從同位置球員縱向比較,是比較有說服力的。從嘉士多統(tǒng)計的進攻數(shù)據(jù)來看,運球突破能力,遭受攔截并成功突破是最重要的兩個變量;從嘉士多統(tǒng)計的防守數(shù)據(jù)來看,攔截以及成功率是最重要的變量,解圍以及解圍成功率次之;從嘉士多統(tǒng)計的犯規(guī)數(shù)據(jù)觀察,犯規(guī)行為只是次要變量;在跑動表中,跑動總距離、控球跑動距離以及高強度跑動距離都是重要指標(biāo);在傳球中(表 1),傳球次數(shù)與成功率是重要的指標(biāo)。對于以上數(shù)據(jù),有部分球員的表現(xiàn)與嘉實多指數(shù)對比出現(xiàn)交叉,有可能是協(xié)同因素以及指標(biāo)的權(quán)重不同而造成的。

表 1 2010年南非世界杯嘉實多 11名最佳球員傳球數(shù)據(jù)

2 球員狀態(tài)系統(tǒng)動力學(xué)模型建立

當(dāng)面臨復(fù)雜問題時,我們的直覺反應(yīng)就是將感興趣的系統(tǒng)劃分為幾塊,研究這些塊,最終以對這些塊的知識為基礎(chǔ)來理解整個系統(tǒng)——這是很自然的簡化方式。如上所述,這種化整為零進行研究的思路確實能夠?qū)@些“塊”有所了解,但通常很難針對整個系統(tǒng)得出深刻見地。通過以上數(shù)據(jù)分析,我們建立模型如下:

我們看到,在比賽中個人能力的發(fā)揮主要受對手施加的壓力的影響。個人能力發(fā)揮得越好,給對手的壓力就越大,自身消耗就越小,對手在受到壓力的情況下,它所施加的壓力就會減小,那么個人能力也就會發(fā)揮得更好。顯而易見,這是一個典型的增強回路。但是隨著比賽時間的推移,由于疲勞的產(chǎn)生,個人能力又處于下降趨勢。怎樣才能提高個人能力,并延緩個人能力——消耗——疲勞——個人能力這一惡性循環(huán)呢?在這里我們沒有明確的表示出來,那就是平常的訓(xùn)練因素,將改善個人能力。這就是系統(tǒng)思考的好處,一目了然,也就是“見樹又見林”。

從圖 1中,我們充分利用了以上討論的影響球員個人能力的所有重要指標(biāo)。如個人能力的一級指標(biāo)分別為:接球能力、運球能力、傳球能力、射門能力、攔截能力、解圍能力及無球跑動能力。二級指標(biāo)觀察能力、體能和自信心又分別作用于一級指標(biāo)而最終影響個人能力。我們以圖中粗箭頭所示循環(huán)為例進行說明。一級指標(biāo)傳球能力是球員個人能力的重要指標(biāo),傳球能力越好,那么個人能力越好,消耗也就越低,給對手帶來的壓力就越大,同時對手施加的壓力就會明顯降低,對本隊球員的個人能力影響就小,使得球員個人能力得到進一步高水平發(fā)揮;反過來,如果對手施加的壓力越大,就會使球員的體能發(fā)揮、觀察能力和自信心受到限制,從而影響傳球能力,最終影響個人能力的發(fā)揮,并伴隨著更高的能量消耗,產(chǎn)生更多的身心疲勞,又不斷影響球員觀察能力、體能和自信心,不斷降低給對手的壓力,并造成嚴(yán)重的惡性循環(huán)。在這兩個增強型循環(huán)中,如何才能避免惡性循環(huán)呢,除了以上所述給對手不斷施加壓力和降低自身消耗外,還有兩個促進個人能力提高的因素,心智模式和恢復(fù)能力,但是這兩個因素都伴隨著不好解決的“時間滯延”。要想在短時間內(nèi)提高這兩個因素是較為困難的。

圖1 個人能力系統(tǒng)動力學(xué)總圖

2010年南非世界杯冠軍西班牙隊的表現(xiàn)就是本實例的最好佐證,本屆世界杯傳球次數(shù)、成功率以及角球、傳中球前 10名的球員中,有 6個都是西班牙隊球員,尤其是中場核心哈維以 669次,完成率 81%排名榜首?？梢钥闯?傳球能力在比賽中的作用是顯而易見的,另一方面,傳球能力是多個球員的集體行為,不是哪一個球員的獨立行為可以實現(xiàn)的。從圖 1中,我們可以看到傳球能力受觀察能力、自信心和體能的多重影響,而各因素影響的比例如何,我們無從得知。因此,我們通過對模型的建立,來模擬各因素之間的關(guān)系以及影響的程度。本研究利用 Isee Stella軟件對其進行模擬。并利用該模型對球員進行繼續(xù)跟蹤。力求對整個比賽的進程進行模擬。并不斷的補充和修改原始模型。在 Stella模擬中的個人能力方程如下:

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

3 結(jié)論

(1)僅僅改變足球運動員做事的方法是不夠的,必須改變觀察和思考的方式,系統(tǒng)動力學(xué)和系統(tǒng)思考給我們提供了全新的解決方案,這在體育研究中是不常見的。不僅僅停留在對足球比賽中發(fā)生的某一刻的,球員狀態(tài)、比賽狀態(tài)等“塊”信息的化整為零的研究,而是從時間進程的角度,來研究整體狀態(tài),做到“見樹又見林”。

(2)系統(tǒng)思考不只是一種分析問題、解決問題、制定決策的方法,也是一種深入認(rèn)識客觀世界、應(yīng)對復(fù)雜挑戰(zhàn)的技能,還包含了深層次的思維范式的轉(zhuǎn)換。

(3)心智模式與團隊是密不可分的。頂尖球隊?wèi)?yīng)該具備一組共同的心智模式。只有在經(jīng)過長時間磨合,相互溝通、彼此傾聽,達(dá)成最基本的價值觀的球隊才能算是頂尖的球隊。足球運動員在運動狀態(tài)中體現(xiàn)出來的某些個人能力 (如傳接球能力,射門能力,體能等),經(jīng)過平?？炭嗟挠?xùn)練是可以大幅度提高的,但對于觀察能力、自信心影響下的傳球能力等能力必須建立在共同心智模式基礎(chǔ)上,方能體現(xiàn)出威力。

(4)球員在比賽中的狀態(tài)受多方面的因素影響,孤立的分析某一狀態(tài)是不科學(xué)的,也是毫無價值的,必須把這種狀態(tài)放到整個足球隊系統(tǒng)中,整個比賽進程中進行探討與分析才是有意義的。

(5)建立系統(tǒng)動力學(xué)模型的目的,是一個類似廣角鏡的工具,它協(xié)助我們打破多年來形成的思維定勢,讓每一個人都去了解整個足球比賽過程的來龍去脈,培養(yǎng)團隊球員看清復(fù)雜系統(tǒng)的能力,幫助球員認(rèn)識比賽過程以及球員狀態(tài)信息,科學(xué)的指導(dǎo)訓(xùn)練和參加比賽。

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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

蘭亞 (1971—),男,重慶人,講師,主要研究方向:足球教學(xué)與訓(xùn)練。

2010—07—08