[论文解读] Player Chemistry: Striving for a Perfectly Balanced Soccer Team

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

Sports Analytics and Performance参考文献 6被引用 13

一句话总结

本文提出了两种数据驱动的指标——进攻化学与防守化学——以基于球员在进球和防守方面的联合表现，客观评估足球队中的球员组合。利用来自106项赛事共361个赛季的历史比赛数据，该研究识别出最优的球队组合，揭示了穆罕默德·萨拉赫与罗伯特·菲尔米诺在2017/2018赛季欧冠联赛中是化学契合度最高的二人组。

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.

研究动机与目标

• 解决足球引援中缺乏对团队化学作用系统性评估的问题，超越个体球员指标。
• 量化两名球员在真实比赛情境下协同表现的水平，重点关注其在进球贡献与阻止进球方面的联合贡献。
• 为比赛中的阵容选择和现有阵容中球员引援适配性提供可操作的洞察。
• 开发客观、数据驱动的指标，反映团队凝聚力，而非依赖主观球 scout 判断。

提出的方法

• 将进攻化学定义为球员组合在进球贡献上的联合表现，使用比赛级别的表现数据进行衡量。
• 将防守化学定义为球员组合在阻止进球方面的联合贡献，基于对手的进球尝试次数与失球数推导得出。
• 利用公开可获取的比赛统计数据，在106项不同足球赛事的361个赛季中计算上述两项指标。
• 应用统计标准化与z分数标准化，确保跨赛季与跨赛事的可比性。
• 在观察设置中，利用历史球员组合计算实际观测到的化学契合度；在预测设置中，预测尚未共同出场的球员组合的化学契合度。
• 通过真实世界用例验证指标，包括高关注度的球员搭档关系及转会后的表现变化。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何利用可观测的在场比赛表现数据，客观衡量两名足球球员之间的团队化学？
• RQ2 两名曾实际共同出场的球员之间，其相互表现协同性的水平如何？
• RQ3 能否基于个体及情境表现，预测尚未共同出场的球员之间潜在的化学契合度？
• RQ4 关键队友的离队如何影响球员与其前搭档的化学契合度指标？
• RQ5 在欧洲顶级赛事中，哪些球员组合在进攻或防守化学方面表现出最高水平？

主要发现

• 在利物浦2017/2018赛季欧冠联赛中，穆罕默德·萨拉赫与罗伯特·菲尔米诺的搭档关系在所有分析的球员组合中，展现出最高的进攻与防守化学契合度得分。
• 2018年，亚历克西斯·桑切斯转会至曼联后，梅苏特·厄齐尔与队友的化学契合度显著下降，表明团队协同性出现可测量的下滑。
• 本研究识别出12对球员，其进攻化学契合度得分位于数据集中所有组合的前1%，凸显了其在场上的精英级协同表现。
• 防守化学契合度指标在时间上表现出比进攻化学更高的稳定性，表明联合防守表现更具持续性。
• 预测模型在实际配对最终出场后，其预测的化学契合度与实际表现的相关系数达到0.68，验证了其有效性。
• 指标揭示，化学契合度并非均匀分布，且特定位置组合（如边锋与中锋）的平均协同性高于其他组合。