高水平羽毛球女單比賽制勝的空間特征分析

張益博，黃 慧，唐建軍

(北京體育大學(xué) 競(jìng)技體育學(xué)院，北京 100084)

羽毛球比賽是在特定空間內(nèi)，競(jìng)技雙方通過球拍來回?fù)舸蛴鹈虻姆绞秸归_的。合理地運(yùn)用羽毛球場(chǎng)地空間是實(shí)施技戰(zhàn)術(shù)的基礎(chǔ)。比賽空間是羽毛球比賽的載體，具有典型的三維立體特性，在表現(xiàn)形式上具有點(diǎn)、線、面、體的諸多特征，其廣延性對(duì)運(yùn)動(dòng)員擊球的攻擊范圍與攻擊威力有直接的限制作用[1]。由于羽毛球三維空間數(shù)據(jù)獲取較為困難，以往研究多是針對(duì)擊球位置、落點(diǎn)等二維平面的靜態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，而對(duì)比賽立體空間及應(yīng)用動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的分析研究較少。為更完整全面地反映羽毛球比賽項(xiàng)目的空間特征，在參考現(xiàn)有比賽分析使用指標(biāo)的基礎(chǔ)上，遵循觀察指標(biāo)的有效性、經(jīng)濟(jì)性和可觀察性原則[2]，利用計(jì)算機(jī)編程技術(shù)，開發(fā)了“羽毛球比賽信息采集系統(tǒng)”，對(duì)比分析羽毛球女單比賽勝負(fù)方的空間特征，借此促進(jìn)羽毛球比賽空間問題更加廣泛、深入的研究。

1 研究對(duì)象與研究方法

1.1 研究對(duì)象

以羽毛球女單比賽勝負(fù)雙方技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的空間特征為研究對(duì)象。

1.2 研究方法

1.2.1 錄像觀察法

選取世界羽聯(lián)重大賽事進(jìn)入8強(qiáng)的女子單打比賽，共計(jì)50場(chǎng)，118局，4 262分，42 055拍擊球，以比賽雙方運(yùn)動(dòng)員為觀察對(duì)象，記錄每一拍的擊球信息。為排除左手運(yùn)動(dòng)員技戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)的不同，所選比賽均為右手持拍選手之間的比賽。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

將羽毛球比賽信息采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)導(dǎo)入Microsoft Excel軟件中進(jìn)行計(jì)算。使用SPSS軟件對(duì)不同人員統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)進(jìn)行Kappa一致性檢驗(yàn)，對(duì)比賽勝負(fù)雙方的發(fā)球、擊球、得失分等比賽數(shù)據(jù)進(jìn)行Mann-Whitney U檢驗(yàn)，分別以P<0.05、P<0.01作為顯著性和非常顯著性差異的標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.3 對(duì)比分析法

以比賽的局為單位，對(duì)局勝負(fù)雙方比賽空間的特征進(jìn)行對(duì)比分析。

2 比賽信息采集系統(tǒng)

2.1 擊球空間劃分與記錄

比賽中運(yùn)動(dòng)員對(duì)于空間的感知是通過對(duì)自身與物體的相對(duì)位置的確定來實(shí)現(xiàn)的，用身體部位作為輔助去記錄擊球點(diǎn)能夠做到相對(duì)準(zhǔn)確，因此選擇以球網(wǎng)高度，場(chǎng)地標(biāo)志線，肩、腰、膝等身體關(guān)節(jié)為參考標(biāo)準(zhǔn)區(qū)分擊球空間[3]137。首先，根據(jù)以往研究的劃分方法，以前后發(fā)球線等地面標(biāo)志線為參考將球場(chǎng)半場(chǎng)劃分為9個(gè)區(qū)域[4-6]。其次，根據(jù)羽毛球擊球點(diǎn)的高度劃分為高手位、中高手位(側(cè)手位)、低手位[7]。通常在高手位擊球被認(rèn)為是主動(dòng)擊球，中高手位(側(cè)手位)是半主動(dòng)擊球，低手位是被動(dòng)擊球，為了更好地對(duì)應(yīng)擊球高度、擊球性質(zhì)以及方便操作，根據(jù)羽毛球比賽的實(shí)際情況，將前場(chǎng)網(wǎng)帶附近、肩以上的擊球記為高手位，球網(wǎng)以下設(shè)為低手位；后場(chǎng)頭以上為高手位，肩以下為低手位。通過以上劃分，就形成了從低到高的3層空間，每層包括9個(gè)細(xì)分空間，共27個(gè)擊球空間，以此記錄擊球點(diǎn)的空間位置(圖1)。以往研究在記錄擊球位置的基礎(chǔ)上，通過低手位、側(cè)手位、高手位擊球來記錄擊球點(diǎn)高度[8]，但前后兩者依然是相互分開的。該空間位置記錄法非常符合該運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的特點(diǎn)，且記錄準(zhǔn)確、便于實(shí)踐操作。由于運(yùn)動(dòng)員身高存在差異，加之擊球變化、力量大小等原因，運(yùn)動(dòng)員在各空間的擊球選擇與效果是不同的，因此相對(duì)的空間劃分尺度不僅能夠體現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員的個(gè)性特征，而且能夠反映項(xiàng)目的總體規(guī)律。

圖1 羽毛球比賽場(chǎng)地立體空間劃分示意圖

2.2 系統(tǒng)開發(fā)與功能介紹

較之于傳統(tǒng)研究，本數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)增加了擊球點(diǎn)立體空間位置的記錄功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間信息的分析。根據(jù)羽毛球比賽分析常用技術(shù)、得失分性質(zhì)等指標(biāo)[9-11]，結(jié)合擊球空間研究需要，羽毛球比賽信息采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)項(xiàng)分為擊球點(diǎn)的空間位置、擊球技術(shù)、位置、正反手擊球、拍序等記錄內(nèi)容。該系統(tǒng)應(yīng)用可視化和事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)，集成了表格數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)顯示、文件操作、數(shù)據(jù)導(dǎo)出等功能，在菜單欄設(shè)置運(yùn)動(dòng)員姓名后，程序便可自動(dòng)按照擊球順序在表格中依次交替顯示隊(duì)員姓名，在記錄技術(shù)、位置、擊球點(diǎn)空間位置的同時(shí)自動(dòng)計(jì)算與錄入擊球拍序。當(dāng)數(shù)據(jù)記錄完成后，數(shù)據(jù)導(dǎo)出、儲(chǔ)存在Microsoft Excel中，并利用其自帶的函數(shù)自動(dòng)完成各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的計(jì)算。

2.3 數(shù)據(jù)記錄的可靠性

在擊球過程中運(yùn)動(dòng)員身體姿態(tài)不斷變化，其關(guān)節(jié)高度也是動(dòng)態(tài)變化的，這給準(zhǔn)確判斷擊球位置帶來了挑戰(zhàn)。M.Blomqvist發(fā)現(xiàn)記錄羽毛球的比賽時(shí)間、球員位置以及擊球技術(shù)等數(shù)據(jù)是可靠和有效的[12]，但立體空間位置還沒有得到驗(yàn)證?？煽啃允侵赣^察測(cè)量過程的一致性或穩(wěn)定性，在標(biāo)記分析中可靠性通常是通過觀察者內(nèi)、外部一致性來評(píng)估的[13-15]。為驗(yàn)證擊球空間位置數(shù)據(jù)獲取的一致性，選取2019年世界羽毛球巡回賽總決賽女單半決賽數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)(戴資穎分別以21∶15、21∶18戰(zhàn)勝奧原希望)。先由2名人員分別對(duì)比賽數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，再進(jìn)行Kappa一致性檢驗(yàn)，結(jié)果Kappa系數(shù)為0.824。1周后再次對(duì)同一場(chǎng)比賽數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，檢驗(yàn)前后2次統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的一致性，Kappa系數(shù)平均為0.870，說明空間劃分方法在記錄數(shù)據(jù)方面可靠。

3 女單比賽勝負(fù)雙方擊球空間特征對(duì)比

以擊球點(diǎn)的三維立體空間位置為著手點(diǎn)，從靜態(tài)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)兩方面對(duì)比勝負(fù)雙方的空間特征。靜態(tài)數(shù)據(jù)包括發(fā)接發(fā)球空間分布與各空間擊球使用率、得失分等，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)分析是借用狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣描述比賽的動(dòng)態(tài)變化過程。

3.1 勝負(fù)雙方發(fā)接發(fā)空間對(duì)比

為了分析擊球得失分的不同情況，研究將最后一拍分為受迫性失誤、非受迫性失誤、主動(dòng)失誤、直接得分4種。受迫性失誤是指強(qiáng)攻擊性壓力下的失誤送分，擊球時(shí)對(duì)手占據(jù)主動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)擊球出現(xiàn)失誤送分；非受迫性失誤是指沒有強(qiáng)攻擊性壓力下的無謂失誤送分，擊球時(shí)處于與對(duì)手相持狀態(tài)，但擊球出現(xiàn)無謂失誤送分；主動(dòng)失誤送分是主動(dòng)狀態(tài)下的無謂失誤送分，擊球時(shí)占據(jù)主動(dòng)狀態(tài)，但進(jìn)攻擊球出現(xiàn)失誤送分；直接得分為擊球后對(duì)手沒有還擊，直接落在界內(nèi)得分。

從發(fā)球落點(diǎn)的分布來看(圖2)，勝負(fù)雙方的發(fā)球落點(diǎn)分布總體特征相似，發(fā)球落點(diǎn)在1到6號(hào)位分布呈“U”型。從每個(gè)區(qū)的發(fā)球落點(diǎn)數(shù)量來看，勝負(fù)雙方在發(fā)球落點(diǎn)選擇上并不存在顯著性差異，雙方發(fā)球到1、5、6號(hào)位的數(shù)量排在前3位。現(xiàn)在女單發(fā)球到前場(chǎng)1、5號(hào)位的占比很大，說明原本在男單使用較多的發(fā)網(wǎng)球小球技術(shù)，女單使用越來越多，反映出女單打法越來越“男性化”[16]?，F(xiàn)在比賽規(guī)則對(duì)發(fā)球的高度、旋轉(zhuǎn)等進(jìn)行了限制，導(dǎo)致發(fā)球攻擊性弱，產(chǎn)生得失分很少，因此對(duì)單打比賽結(jié)果的直接影響很小。

圖2 勝負(fù)雙方發(fā)接發(fā)空間對(duì)比

從接發(fā)回?fù)舻那闆r來看，雙方接發(fā)球回?fù)舻目臻g分布特征相同，只是在擊球失誤方面差異顯著。雙方接發(fā)擊球的非受迫性失誤和主動(dòng)失誤經(jīng)Mann-Whitney U檢驗(yàn)分別為P=0.045、P=0.009，說明在擊球空間分布和得分一樣的情況下，負(fù)方接發(fā)球穩(wěn)定性差，出現(xiàn)了更多的接發(fā)球失誤，尤其是主動(dòng)失誤雙方差異非常顯著。在發(fā)接發(fā)階段雙方并未完全展開攻防，發(fā)球到位后進(jìn)攻機(jī)會(huì)并不好，可能是在落后情況下負(fù)方急于進(jìn)攻，造成擊球穩(wěn)定性較差，出現(xiàn)失誤過多。因此從勝負(fù)方接發(fā)球來看，接發(fā)球的穩(wěn)定性更加重要，接發(fā)球急于搶攻容易出現(xiàn)失誤，不利于后續(xù)技戰(zhàn)術(shù)組織和獲得比賽勝利。

3.2 勝負(fù)雙方各空間的擊球分布對(duì)比

圖3顯示，勝負(fù)雙方對(duì)每個(gè)空間的使用率特點(diǎn)相似，空間使用率曲線總體呈“W”型，其中在低點(diǎn)、中點(diǎn)空間呈現(xiàn)出前場(chǎng)使用率高而后場(chǎng)使用率低的特征，高點(diǎn)則相反。雙方在場(chǎng)地四角與兩邊位置的1、3、10、12、25、27號(hào)等空間擊球最多，也反映了現(xiàn)代羽毛球單打比賽運(yùn)動(dòng)員控球能力強(qiáng)，比賽中落點(diǎn)盡量靠近邊線和端線，在戰(zhàn)術(shù)策略上多是通過打四方球盡可能調(diào)動(dòng)對(duì)手，尋找機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)常用的守中反攻戰(zhàn)術(shù)[17]。在總體擊球空間選擇上，只有負(fù)方在23號(hào)空間擊球顯著多于勝方，經(jīng)過Mann-Whitney U檢驗(yàn)P=0.014。23號(hào)空間擊球是在場(chǎng)地中間的肩上擊球，此空間擊球數(shù)量的差異可能與現(xiàn)在女單中場(chǎng)平抽擋的增多有關(guān)，勝方通過中場(chǎng)平抽加快擊球節(jié)奏壓迫對(duì)手，從而創(chuàng)造進(jìn)攻機(jī)會(huì)或者迫使對(duì)手失誤，這也是現(xiàn)在女單發(fā)展“男性化”的一個(gè)表現(xiàn)。

圖3 勝負(fù)雙方各空間使用率

3.3 勝負(fù)雙方各空間的得失分對(duì)比

對(duì)勝負(fù)空間規(guī)律的討論要建立在“質(zhì)”與“量”協(xié)同考慮的基礎(chǔ)上，除了各空間的使用率外，更加重要的是擊球得分率與失分率，即擊球效率。事實(shí)證明，雙方各空間使用率總體差異很小，勝負(fù)的差異主要體現(xiàn)在擊球效率上。

從得分情況來看，勝方總體得分率高一些，尤其在3、12、19、21、25、26號(hào)位的擊球得分與負(fù)方相比具有顯著性差異(圖4)。3、12、21號(hào)位是右手持拍選手的正手網(wǎng)前位置，這3個(gè)空間擊球得分的差異反映出勝方正手網(wǎng)前擊球往往質(zhì)量更高，攻擊性遠(yuǎn)高于負(fù)方。因此女子單打需要加強(qiáng)網(wǎng)前正手擊球的訓(xùn)練，提升正手網(wǎng)前擊球質(zhì)量更利于獲勝。有差異性的空間多是高手位擊球，往往使用攻擊性較強(qiáng)的技術(shù)擊球，如撲球、殺球等。高手位擊球攻擊性是最強(qiáng)的，勝方通過積極移動(dòng)和有效的戰(zhàn)術(shù)組織為自己爭(zhēng)取到高點(diǎn)擊球機(jī)會(huì)[18]，得分機(jī)會(huì)就會(huì)增多。因此，在女單項(xiàng)目普遍加強(qiáng)后場(chǎng)進(jìn)攻的趨勢(shì)下，提升后場(chǎng)進(jìn)攻得分能力和經(jīng)后場(chǎng)進(jìn)攻后上網(wǎng)搶高點(diǎn)擊球得分能力是女單取勝的關(guān)鍵因素。

圖4 勝負(fù)雙方得失分率對(duì)比

從失分情況可以看出，負(fù)方在1、3、6、9、14、24號(hào)位失分顯著多于勝方(圖4)。低、中手位的1、3、6、9、14空間失分多主要與勝方進(jìn)攻好、負(fù)方防守差有關(guān)。一般進(jìn)攻后球的落點(diǎn)多是對(duì)手的這些空間，而在雙方使用率相差不多的情況下，負(fù)方這幾個(gè)空間的失分多，反映出負(fù)方運(yùn)動(dòng)員防守表現(xiàn)不好。而高手位的24號(hào)空間失分主要是負(fù)方較主動(dòng)時(shí)中場(chǎng)攔截、抽擋失誤造成的。3號(hào)空間是雙方得失分差異都顯著的一個(gè)空間，更加說明了前場(chǎng)正手位擊球的重要性，尤其要注意低點(diǎn)防守性擊球質(zhì)量對(duì)比賽的影響。在女單進(jìn)攻性加強(qiáng)的趨勢(shì)下，應(yīng)該重視防守，注意協(xié)調(diào)好進(jìn)攻與防守的關(guān)系。

綜合得失分情況來看，勝方在高點(diǎn)空間擊球得分率高于負(fù)方，而在低點(diǎn)空間擊球失分率又低于負(fù)方，綜合反映出比賽中獲勝一方進(jìn)攻效率高，并且防守效果好。有研究認(rèn)為“女子單打運(yùn)動(dòng)員加強(qiáng)進(jìn)攻能力、進(jìn)攻有效率是致勝的關(guān)鍵?！盵3]135勝方高手位擊球的高得分與負(fù)方低手位的高失分反映的是進(jìn)攻與防守的效率差異，由于進(jìn)攻與防守是相對(duì)應(yīng)的，在現(xiàn)在女單進(jìn)攻能力不斷加強(qiáng)的趨勢(shì)下，相應(yīng)的加強(qiáng)防守能力以及限制對(duì)手進(jìn)攻是比賽取勝的重要保障。這些具有擊球效率差異性的空間是決定女單比賽勝負(fù)的重要空間，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練中要注重提升這些空間的擊球質(zhì)量，加強(qiáng)利用這些空間組織技戰(zhàn)術(shù)。

3.4 勝負(fù)雙方比賽空間的動(dòng)態(tài)過程分析

德國學(xué)者拉姆斯將隔網(wǎng)球類比賽過程模擬成一個(gè)馬爾科夫鏈模型中的狀態(tài)轉(zhuǎn)移序列，一個(gè)技術(shù)動(dòng)作或位置是馬爾科夫模型中的一個(gè)狀態(tài)，雙方運(yùn)動(dòng)員輪流擊球的動(dòng)作或位置構(gòu)成了一個(gè)馬爾科夫鏈模型[19]。用狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣說明比賽中擊球空間的動(dòng)態(tài)過程，可將比賽描述為：勝方發(fā)球→負(fù)方接發(fā)球→勝方在高點(diǎn)擊球(球落界內(nèi))→勝方得分，如此形成不同的狀態(tài)轉(zhuǎn)移過程。如勝方接發(fā)球后，30.47%轉(zhuǎn)移為負(fù)方的低點(diǎn)擊球狀態(tài)，30.40%轉(zhuǎn)移為負(fù)方的中點(diǎn)擊球狀態(tài)，32.66%轉(zhuǎn)移為負(fù)方的高點(diǎn)擊球狀態(tài)，3.10%轉(zhuǎn)移為接發(fā)球得分，3.37%轉(zhuǎn)移為接發(fā)球失分(表1)。

表1 比賽的空間狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣

狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣中，各狀態(tài)轉(zhuǎn)移到高點(diǎn)概率大于低點(diǎn)概率，總體失分率高于得分率。在羽毛球比賽中擊球空間直接限制著擊球的攻擊性，高點(diǎn)空間擊球攻擊性強(qiáng)，擊球選擇多，而低點(diǎn)空間以防守性擊球?yàn)橹?，中點(diǎn)空間以過渡性擊球?yàn)橹?。羽毛球運(yùn)動(dòng)中飛行弧線越長，球滯空時(shí)間越長，給對(duì)手的反應(yīng)時(shí)間越充足，球的攻擊性越低[20]。隨著擊球空間高度增加，轉(zhuǎn)移到對(duì)方低點(diǎn)與得分狀態(tài)的概率也增加，這是由高點(diǎn)擊球的攻擊性決定的；反之，低點(diǎn)擊球主要是應(yīng)對(duì)對(duì)手的進(jìn)攻，轉(zhuǎn)移到對(duì)手高點(diǎn)與失分的概率也是最高的。接發(fā)到不同高度空間的概率是相對(duì)平均的。得失分情況與前人研究結(jié)果一致。相關(guān)研究認(rèn)為，在羽毛球比賽中失分比得分多，本方得分的主要來源是對(duì)手失誤送分，而不是本方的進(jìn)攻直接得分[21-22]。但是這種情況與得失分的分類有一定關(guān)系。如果將受迫性失誤算為對(duì)手失誤送分，則失誤送分比得分要多，但是受迫性失誤很大程度是進(jìn)攻方造成的，歸為進(jìn)攻得分的話，則情況有很大不同。

對(duì)比勝負(fù)雙方擊球空間的狀態(tài)轉(zhuǎn)移情況發(fā)現(xiàn)，勝方擊球效果多方面優(yōu)于負(fù)方，擊球過程反映了比賽結(jié)果。首先，勝方低點(diǎn)擊球轉(zhuǎn)移到對(duì)方低點(diǎn)擊球概率顯著高于負(fù)方，說明勝方在低點(diǎn)防守?fù)羟蛐Ч鼊僖换I，不僅沒有失誤而且高質(zhì)量回球造成對(duì)手在低點(diǎn)擊球，顯示出其擺脫擊球困境的能力更強(qiáng)，為后續(xù)由守轉(zhuǎn)攻奠定了基礎(chǔ)。其次，對(duì)比雙方得失分發(fā)現(xiàn)，勝方在中、高空間擊球轉(zhuǎn)移到得分的概率與負(fù)方在中、高空間擊球轉(zhuǎn)移到失分的概率均非常顯著高于對(duì)方，反映出勝方高點(diǎn)進(jìn)攻的效率與低點(diǎn)防守的效率明顯高于負(fù)方，而攻防是相互對(duì)應(yīng)與聯(lián)系的，這是決定比賽勝負(fù)的核心要素。勝方在中點(diǎn)空間擊球后轉(zhuǎn)移到得分和負(fù)方在此空間的失分概率都明顯高于對(duì)方，說明勝方在過渡球的處理上做得更好，在增加擊球攻擊性的同時(shí)保證了擊球的穩(wěn)定性，而負(fù)方則相反，有8.87%的高失分概率，擊球穩(wěn)定性差，失誤過多。由此可見，在保持擊球穩(wěn)定性情況下，勝方總體擊球攻擊性比負(fù)方強(qiáng)，攻擊性增加，則比賽節(jié)奏自然加快[23]，給對(duì)手壓迫性更強(qiáng)，這些因素都有利于獲取比賽的勝利。

4 結(jié)論與展望

4.1 結(jié)論

靜態(tài)數(shù)據(jù)與動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)結(jié)合的分析方式，能夠全面反映比賽雙方技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用的立體空間特征。利用空間狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣動(dòng)態(tài)描述比賽雙方的空間互動(dòng)過程，有助于加深對(duì)項(xiàng)目規(guī)律的認(rèn)識(shí)，指導(dǎo)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練和比賽。

勝負(fù)雙方隊(duì)員在總體空間使用率上有相似規(guī)律，雙方差異主要體現(xiàn)在得分率與失分率方面，即擊球效率。其中低手位中前場(chǎng)和高手位中后場(chǎng)等空間對(duì)比賽勝負(fù)影響較大，運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該加強(qiáng)在這些空間的擊球訓(xùn)練，提升擊球效率。

4.2 展望

還需要進(jìn)一步深入研究羽毛球比賽空間規(guī)律，如怎樣優(yōu)化空間劃分方法更利于空間規(guī)律分析、不同單項(xiàng)的空間劃分如何進(jìn)一步區(qū)分等問題。研究中選擇的都是右手持拍選手，左手運(yùn)動(dòng)員對(duì)比賽的影響如何，在比賽中技戰(zhàn)術(shù)運(yùn)用空間特征存在哪些不同等也值得進(jìn)一步探索。