[论文解读] Home advantage of European major football leagues under COVID-19 pandemic

Eiji Konaka|arXiv (Cornell University)|Jan 2, 2021

Sports Analytics and Performance参考文献 11被引用 4

一句话总结

本研究使用共享主队优势参数的动态评分模型，定量评估了新冠疫情下欧洲足球联赛在无观众比赛期间主队优势的影响。研究发现，在英格兰、德国、意大利和西班牙四大联赛中，无观众比赛的主队优势显著下降，尽管仍存在残余优势，为观众效应作为主队优势主要驱动因素提供了有力证据。

ABSTRACT

Since March 2020, the environment surrounding football has changed dramatically because of the COVID-19 pandemic. After a few months' break, re-scheduled matches were held behind closed doors without spectators. The main objective of this study is a quantitative evaluation of ``crowd effects'' on home advantage, using the results of these closed matches. The proposed analysis uses pairwise comparison method to reduce the effects caused by the unbalanced schedule. The following conclusions were drawn from the statistical hypothesis tests conducted in this study: In four major European leagues, the home advantage is reduced in closed matches compared to than in the normal situation, i.e., with spectators. The reduction amounts among leagues were different. For example, in Germany, the home advantage was negative during the closed-match period. On the other hand,in England,statistically significant differences in home advantage were not observed between closed matches and normal situation.

研究动机与目标

• 评估新冠疫情下观众缺席对欧洲足球联赛主队优势的定量影响。
• 将观众存在与否的影响与其他混杂因素（如赛程不平衡和球队实力波动）分离。
• 提供有力证据，判断‘观众效应’是否为足球主队优势的主要驱动因素。
• 比较主要欧洲联赛在正常比赛、混合比赛和无观众比赛三种条件下的主队优势水平。
• 开发并应用一种统计模型，独立于赛程不平衡和球队实力变化来估计主队优势。

提出的方法

• 使用动态逻辑回归模型，基于球队实力评分和共享主队优势参数来估计比赛结果。
• 球队实力以随时间变化的评分 $ r_i $ 表示，主队优势则建模为一个加法参数 $ r_{\text{homeAdv}} $。
• 主队获胜的概率建模为 $ \frac{1}{1 + \exp(-\Delta r)} $，其中 $ \Delta r = r_i + r_{\text{homeAdv}} - r_j $。
• 每五个比赛周使用最新结果重新估计参数，以追踪主队优势随时间的变化。
• 在三种比赛类型之间比较主队优势：过去正常比赛、2019/20年正常比赛和2019/20年无观众比赛。
• 使用非参数的Wilcoxon秩和检验比较不同条件下估计的 $ \bar{r}_{\text{homeAdv}} $ 的中位数，以确保对分布假设的稳健性。

实验结果

研究问题

• RQ1 在新冠疫情下，观众缺席是否显著降低了欧洲足球联赛中的主队优势？
• RQ2 在不同联赛中，无观众比赛的主队优势幅度与正常比赛相比如何？
• RQ3 即使在体育场空无观众的情况下，是否仍存在残余的主队优势，表明存在非观众相关的影响因素？
• RQ4 疫情期间赛程不平衡和球队实力变化在多大程度上影响了主队优势的估计？
• RQ5 观众缺席对主队优势的影响在不同顶级欧洲联赛中是否具有一致性？

主要发现

• 在所有四个联赛（英格兰、德国、意大利、西班牙）中，无观众比赛的主队优势显著低于正常比赛，所有比较的p值均小于 10⁻⁴。
• 主队优势的下降在德国（p = 3.98×10⁻⁵）和西班牙（p = 4.10×10⁻⁴）最为显著，表明观众效应具有强有力的统计证据支持。
• 尽管有所下降，所有联赛中无观众比赛仍存在残余主队优势，中位数 $ \bar{r}_{\text{homeAdv}} $ 值仍高于零。
• 过去正常比赛与2019/20年正常比赛之间无显著差异（p = 0.272），验证了模型的稳定性及比较的可靠性。
• 在英格兰，正常比赛与无观众比赛之间无显著差异，归因于赛程不平衡，即弱队在无观众期间进行了更多主场比赛。
• 英格兰在无观众期间，最终联赛排名与主场比赛场次的相关性最高（0.4052），表明强队被不成比例地分配了更多主场比赛，这可能掩盖了主队优势的真实下降幅度。