數(shù)理博士橫掃英超球場(chǎng)

利物浦俱樂部舊隊(duì)徽

王者的低潮

十幾年前，利物浦越打越差瀕臨破產(chǎn)，在2007年和2010年兩次被轉(zhuǎn)賣。2010年，靠研發(fā)預(yù)測(cè)大豆市場(chǎng)波動(dòng)算法走上致富之路的期貨交易員John Henry買下了利物浦俱樂部。他決心用自己擅長(zhǎng)的數(shù)據(jù)分析改造這支隊(duì)伍。

最早用數(shù)據(jù)打球的奇人是比利·比恩。他用賽伯計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)棒球數(shù)據(jù)，把運(yùn)動(dòng)員的表現(xiàn)量化，挑選那些被低估的球員，就和現(xiàn)在玩足球經(jīng)理游戲差不多。2002年，比恩靠著數(shù)據(jù)分析讓美國(guó)職棒的小球隊(duì)奧克蘭運(yùn)動(dòng)家隊(duì)拿下了創(chuàng)紀(jì)錄的20連勝的奇跡。這個(gè)故事后來被拍成了好萊塢電影《點(diǎn)球成金》。

繼棒球之后籃球等競(jìng)技體育也開始引入數(shù)據(jù)分析。不過由于足球的進(jìn)球數(shù)就是籃球的零頭，對(duì)足球進(jìn)行數(shù)據(jù)分析十分困難。切爾西和阿森納，都曾做過數(shù)據(jù)分析的嘗試，但是兩個(gè)頂級(jí)俱樂部都沒有發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)分析的好處，因此并不十分看重他們各自的科研團(tuán)隊(duì)。不少媒體和球員對(duì)數(shù)據(jù)踢球也是相當(dāng)?shù)种啤Ｇ坝⒊袌?chǎng)Craig Burley曾經(jīng)表示，“期望進(jìn)球（射門成功概率）就是胡扯。”

實(shí)際上外界的看衰似乎有點(diǎn)道理，在Henry接手后的頭6個(gè)賽季里，利物浦戰(zhàn)績(jī)依然不佳。但是Henry仍然相信大豆市場(chǎng)和足球運(yùn)動(dòng)一樣都由數(shù)學(xué)規(guī)律支配。2012年，他把一個(gè)重量級(jí)的數(shù)據(jù)分析師Ian Graham納入麾下。Graham加入后，利物浦開始逆襲了。

逆襲的利物浦

Ian Graham是劍橋大學(xué)高分子物理方面的博士后，但他并不想成為物理學(xué)家，而是加入一家給足球隊(duì)做數(shù)據(jù)分析的初創(chuàng)公司。

Graham在俱樂部相當(dāng)強(qiáng)勢(shì)，他在教練和運(yùn)動(dòng)員選秀的過程中有一票否決權(quán)。其他俱樂部雖然也有數(shù)據(jù)分析師，但是在他們決策層的話語權(quán)并沒有利物浦的這樣高。

利物浦的球員納比·凱塔在2014年接受采訪時(shí)表示：“有人給利物浦介紹球員的時(shí)候，都要先讓Graham的模型過一遍，如果Graham的模型說不可以，那么俱樂部就不會(huì)簽這個(gè)人。”不僅是球員，就連利物浦現(xiàn)在的教練尤爾根·克洛普也是Graham用模型跑了一遍才被認(rèn)可的。

那么，Graham的模型真的挑出了有潛能的球員嗎？我們來看看一些事實(shí)。

Graham 2012年加入利物浦時(shí)的主要任務(wù)就是分析巴西球員菲利佩·庫(kù)蒂尼奧是否有采購(gòu)的價(jià)值。Graham一波分析之后發(fā)現(xiàn)，小哥性價(jià)比很高，于是庫(kù)蒂尼奧就被簽約了。

過了一段時(shí)間，庫(kù)蒂尼奧升值之后，利物浦又把他賣掉，就和炒股票似的。這一波操作后，利物浦賺到了大筆溢價(jià)，終于有錢買下維吉爾·范戴克、阿利森·貝克爾和法比尼奧這些估值偏低的球員。當(dāng)然，這些隊(duì)員都是Graham分析之后推薦給俱樂部的。事實(shí)證明，這3人加強(qiáng)了利物浦的防守陣容。

通過數(shù)據(jù)分析，Graham還曾推薦利物浦買下穆罕默德·薩拉赫。最終在2017年6月，利物浦以4100萬美金的價(jià)格簽下了薩拉赫。這個(gè)決定相當(dāng)英明，因?yàn)樵跒槔锲中Яζ陂g，薩拉赫打破了當(dāng)時(shí)英超的紀(jì)錄，進(jìn)球32個(gè)。

除了頂梁柱Graham，俱樂部的體育總監(jiān)Michael Edwards也是數(shù)據(jù)分析師出身。利物浦的數(shù)理大牛還包括天體物理學(xué)家Tim Waskett、哈佛畢業(yè)的Will Spearman、世界青年國(guó)際象棋錦標(biāo)賽冠軍Dafydd Steele。

Tim Waskett曾為歐足聯(lián)歐洲聯(lián)賽做軟件開發(fā)和統(tǒng)計(jì)分析。Will Spearman曾在歐洲核子研究中心（CERN）研究高能物理，原本方向是希格斯玻色子。Dafydd Steele是數(shù)學(xué)專業(yè)曾在能源部門工作。看照片中間這些大哥就是利物浦俱樂部的數(shù)據(jù)分析師們。

數(shù)據(jù)分析師Ian Graham

利物浦俱樂部的數(shù)據(jù)分析師們（紅圈）

效果：25場(chǎng)不敗

在這些數(shù)據(jù)分析師的助陣下，Graham更是如虎添翼。利物浦榮獲上賽季歐洲冠軍杯、國(guó)際足聯(lián)世界俱樂部杯和歐洲超級(jí)杯。

當(dāng)然，贏并不是關(guān)鍵，關(guān)鍵是贏得壕。在本賽季，利物浦領(lǐng)先第二名25分，在過去的25場(chǎng)比賽里一場(chǎng)都沒有輸，失球數(shù)比第二名少11個(gè)，控場(chǎng)能力相當(dāng)驚人。

怎么用數(shù)據(jù)踢球？

所以問題來了，利物浦的數(shù)據(jù)分析師到底做了什么，讓俱樂部變得這么優(yōu)秀呢？

具體細(xì)節(jié)當(dāng)然是機(jī)密，但是可以確定的是利物浦搜集了海量的數(shù)據(jù)，用來決定哪些球員該在哪場(chǎng)比賽里踢哪個(gè)位置，應(yīng)該用哪種策略更有機(jī)會(huì)贏。

利物浦也是最早使用從數(shù)據(jù)科學(xué)中誕生的打法——球場(chǎng)控制（pitch control）的俱樂部。

在2019年的英國(guó)皇家科學(xué)院圣誕講座上，Waskett介紹，他們會(huì)搜集每場(chǎng)球賽中每次球員和足球接觸的數(shù)據(jù);而在英超的比賽里，他們還能得到額外的追蹤數(shù)據(jù)，因?yàn)橘悎?chǎng)周圍有一圈監(jiān)控?cái)z像頭，它們可以以每秒25幀的速度實(shí)時(shí)記錄球員和球的運(yùn)動(dòng)，一場(chǎng)球賽下來就有150萬數(shù)據(jù)點(diǎn)。這就是球場(chǎng)控制的主要數(shù)據(jù)來源。

Waskett介紹“通過分析射門發(fā)生的位置以及成功率，就可以對(duì)未來類似的情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)。”每個(gè)球員都有自己的期望進(jìn)球，根據(jù)這些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，球員就知道自己在什么位置射門更容易進(jìn)球。

利物浦的球場(chǎng)控制到底長(zhǎng)啥樣呢？

圖中藍(lán)色小圓球是隊(duì)友，紅色是對(duì)手，黃色的是目前控球的人。藍(lán)色區(qū)域代表有進(jìn)球可能的區(qū)域，所以要把球傳給藍(lán)色位置的球員才行。

球場(chǎng)控制的理念已經(jīng)逐漸被更多俱樂部采用。

下圖是在2018年麻省理工斯隆運(yùn)動(dòng)分析大會(huì)上，巴塞羅那隊(duì)的數(shù)據(jù)分析師分享的球場(chǎng)控制圖，紅色代表有進(jìn)球價(jià)值，綠色代表沒有進(jìn)球價(jià)值。

你可能會(huì)想，這些數(shù)據(jù)分析師在分析的時(shí)候，會(huì)不會(huì)和我們普通球迷一樣，看運(yùn)動(dòng)員的具體表現(xiàn)給建議呢？

令人意外的是，Graham透露他在做分析的時(shí)候，完全不看視頻，只相信數(shù)據(jù)分析的結(jié)果。他說：“視頻會(huì)讓你有偏誤。”因此，他的團(tuán)隊(duì)得出的一些建議常常和普通球迷甚至教練看視頻時(shí)的直覺反應(yīng)相反。

當(dāng)然，平時(shí)運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練數(shù)據(jù)也能派上用場(chǎng)。這些球員在訓(xùn)練的時(shí)候，就會(huì)穿上一個(gè)帶有GPS的小背包。會(huì)記錄球員訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)距離、速度、加速度。這些數(shù)據(jù)被用來分析球員，優(yōu)化他們的訓(xùn)練，提升他們的表現(xiàn)，然后以更好的價(jià)格賣出去。

利物浦足球的口號(hào)是“你永遠(yuǎn)不會(huì)獨(dú)行（Youll Never Walk Alone）。”沒想到這句話居然在原本最不可能組成CP的體育特長(zhǎng)生和理科尖子生上應(yīng)驗(yàn)了。

看完利物浦的故事我們明白，數(shù)學(xué)好玩?zhèn)€球啊！（請(qǐng)自行斷句）

（本文經(jīng)授權(quán)轉(zhuǎn)載自“把科學(xué)帶回家”微信公眾號(hào)，有刪節(jié)）

利物浦的球場(chǎng)控制實(shí)時(shí)分析圖

巴塞羅那的球場(chǎng)控制圖

數(shù)據(jù)分析在訓(xùn)練時(shí)的應(yīng)用