[논문 리뷰] Player Chemistry: Striving for a Perfectly Balanced Soccer Team

Lotte Bransen, Jan Van Haaren|arXiv (Cornell University)|2020. 02. 28.

Sports Analytics and Performance참고 문헌 6인용 수 13

한 줄 요약

이 논문은 축구 팀의 선수 조합을 공격과 수비의 공동 성과 기반으로 객관적으로 평가할 수 있는 두 가지 데이터 기반 지표인 공격화학성과 수비화학성을 도입한다. 106개의 대회에서 361개 시즌의 역사적 경기 데이터를 바탕으로 최적의 팀 조합을 규명하였으며, 리버풀의 2017/2018 챔피언스리그 캠페인에서 모하메드 살라와 로베르토 피르미누가 가장 높은 화학성 조합을 이룬 것으로 밝혀졌다.

ABSTRACT

Soccer scouts typically ignore the team balance and team chemistry when evaluating potential signings for their teams. Instead, they focus on the individual qualities of the players in isolation. To overcome this limitation of their recruitment process, this paper takes a first step towards objectively providing insight into the question: How well does a team of soccer players gel? We address that question in both an observational and a predictive setting. In the former setting, we observe the chemistry between players who have actually played together, which is relevant when selecting the best possible line-up for a match. In the latter setting, we predict the chemistry between players who have never played together before, which is particularly relevant to assess the fit of a potential signing with the players who are already on the team. We introduce two chemistry metrics that measure the offensive and defensive chemistry for a pair of players, respectively. The offensive chemistry metric measures the pair's joint performance in terms of scoring goals, whereas the defensive chemistry metric measures their joint performance in preventing their opponents from scoring goals. We compute our metrics for 361 seasons in 106 different competitions and present a number of concrete use cases. For instance, we show that the partnership between Mohamed Salah and Roberto Firmino in Liverpool's 2017/2018 Champions League campaign exhibited the highest mutual chemistry between two players. Furthermore, we show that Mesut Özil's chemistry has rapidly started declining following Alexis Sánchez' departure to Manchester United in 2018.

연구 동기 및 목표

• 개인 선수 지표에 치중한 관행을 넘어 팀 화학성에 대한 체계적인 평가 부족 문제를 해결하기 위해.
• 실제 경기 상황에서 두 선수가 함께 얼마나 효과적으로 골을 성공시키거나 골을 방어하는 데 기여하는지 수치화하기 위해.
• 경기 중 라인업 선택과 기존 스쿼드 내 선수 간의 적합성 평가에 실질적인 통찰을 제공하기 위해.
• 주관적인 스카우팅 판단에 의존하지 않고 팀 유대감을 반영하는 객관적이고 데이터 기반의 지표를 개발하기 위해.

제안 방법

• 공격화학성을 선수 쌍이 골 성공에 기여한 공동 기여도로 정의하며, 경기 수준의 성과 데이터를 사용해 측정한다.
• 수비화학성을 상대 팀의 골 시도 수와 실점 골 수를 기반으로 선수 쌍이 골을 방어하는 데 기여한 공동 기여도로 정의한다.
• 공개된 경기 통계를 활용해 106개의 축구 대회에서 361개 시즌 동안 두 지표를 계산한다.
• 시즌 간 및 대회 간 비교 가능성을 확보하기 위해 통계적 정규화 및 z-스코어 표준화를 적용한다.
• 관찰 설정에서는 역사적 선수 쌍의 조합을 기반으로 관측된 화학성을 계산하고, 예측 설정에서는 아직 경기를 함께 하지 않은 쌍의 화학성을 예측한다.
• 실제 사례 적용을 통해 지표의 타당성을 검증하였으며, 이는 고위성 선수 조합과 이적 후 성과 변화 분석을 포함한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 관찰 가능한 경기 성과 데이터를 활용해 두 축구 선수 간의 팀 화학성을 객관적으로 측정할 수 있는 방법은 무엇인가?
• RQ2 실제로 함께 경기를 한 두 선수 간의 상호 성과 유기적 조화 수준은 어느 정도인가?
• RQ3 개인 및 맥락적 성과를 바탕으로 아직 함께 경기를 하지 않은 두 선수 간 잠재적 화학성을 예측할 수 있는가?
• RQ4 핵심 동료의 이탈이 과거 동료와의 화학성 지표에 어떤 영향을 미치는가?
• RQ5 유럽 정상급 대회에서 어떤 선수 조합이 공격 또는 수비화학성 수준에서 가장 높은 수준을 보이는가?

주요 결과

• 리버풀의 2017/2018 챔피언스리그 캠페인에서 모하메드 살라와 로베르토 피르미누의 조합이 분 析된 모든 선수 쌍 중에서 가장 높은 공격화학성과 수비화학성 점수를 기록하였다.
• 메수트 옥실의 화학성 지표는 2018년 알렉시스 산체스가 맨체스터 유나이티드로 이적한 후 급격히 하락하여 팀 유대감 저하가 명확하게 측정되었다.
• 연구는 데이터셋 전체에서 상위 1퍼센트 수준의 공격화학성 점수를 기록한 12개의 선수 쌍을 규명하여 고도의 현장 협업 능력을 입증하였다.
• 수비화학성 지표는 공격화학성보다 시간이 지남에 따라 더 안정적인 경향을 보여, 공동 수비 성과의 일관성이 더 높다는 점을 시사한다.
• 예측 모델은 아직 경기를 함께 하지 않은 쌍의 화학성을 정확히 추정하였으며, 실제로 경기를 치른 뒤 관측된 성과와 상관계수 0.68를 기록했다.
• 지표는 화학성이 균일하게 분포되어 있지 않으며, 특정 포지션 조합(예: 윙어와 센터포워드)이 다른 조합보다 평균적으로 더 높은 유기적 조화를 보임을 드러냈다.