傅旭波，吳葉海，柳志鵬，孫冠榮，孫耀然

（1. 浙江大學公共體育與藝術(shù)部，浙江 杭州 310058；2. 浙江大學光電科學與工程學院，浙江 杭州 310058）

2018 年俄羅斯世界杯期間，國際足聯(lián)為所有參賽球隊提供技術(shù)設(shè)備，允許教練通過平板電腦實時獲取比賽數(shù)據(jù)用于指揮分析 。如今，3D 高清攝像頭 Sport VU 系統(tǒng)、運動可穿戴設(shè)備GPSports 等智能分析技術(shù)已廣泛滲透到體育比賽中 。在競技體育領(lǐng)域，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)對體育運動賽事、訓練、傳播進行智慧化管理，已成為世界范圍的廣泛共識。2019 年7 月，教育部在《全國青少年校園足球工作報告（2015—2019）》提出，在校園足球教學體系中“鼓勵和支持引入先進訓練方法和高新科學技術(shù)，建設(shè)智慧球場和應(yīng)用智能訓練設(shè)施和裝備，強化科學訓練”。

當前，我國已認定27 000 多所校園足球特色學校，超過2 000 萬名青少年參與校園足球?qū)W習 。在校園足球領(lǐng)域充分運用“互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)技術(shù)，以賽事活動為核心進行智慧化管理，充分發(fā)揮智慧球場應(yīng)用價值，對提升校園足球發(fā)展水平、推動足球科學訓練研究具有重要現(xiàn)實意義與理論價值。然而，由于競技體育與校園足球在運動理念上具有較大差異，使得競技體育的智慧化管理模式和技術(shù)工具無法簡單移植到校園足球活動中，這導致當前我國校園足球智慧化研究發(fā)展緩慢。為此，本文以校園足球發(fā)展現(xiàn)實需求為邏輯起點，設(shè)計并構(gòu)建校園足球智慧化管理平臺，并基于該平臺開展校園足球智慧化管理模式創(chuàng)新實踐，以期為我國校園足球科學化發(fā)展提供有益的思路與經(jīng)驗

1 校園足球智慧化管理模式設(shè)計

1.1 校園足球?qū)嵺`問題梳理

根據(jù)教育部《全國青少年校園足球教學指南》，校園足球發(fā)展以普及校園足球、培養(yǎng)學生綜合素質(zhì)和促進青少年健康成長為目標。在校園足球?qū)嵺`中，遇到很多現(xiàn)實難題。張輝、董眾鳴從參與學生覆蓋率和競賽組織等層面，分別對全國和上海市校園足球活動的開展現(xiàn)狀進行調(diào)研，提出當前校園足球建設(shè)存在發(fā)展不均衡、精英化傾向嚴重、競賽體系不完備等問題。邱林、龔波對我國校園足球政策執(zhí)行效果與主要影響因素進行分析，提出要充分發(fā)揮校園足球的育人功能，慎防發(fā)生目標異化。花楷提出，在我國高校足球教學中的課堂、實踐與管理環(huán)節(jié)存在“碎片化”現(xiàn)象，導致了體育精神與運動技能的脫機，以及各主體、要素之間的割裂。此外，如何豐富校園足球活動內(nèi)涵、如何提升家長與教師對校園足球的認同感、如何加快新教練專業(yè)技能成長、如何形成符合中國現(xiàn)實環(huán)境的足球訓練方法體系等，也都是我國校園足球一線工作者面臨的難題。

1.2 智慧化管理目標

運用“互聯(lián)網(wǎng)+”與大數(shù)據(jù)技術(shù)，進行校園足球智慧化管理，應(yīng)能實現(xiàn)以下目標：（1）清晰教學目標；（2）提升考核評價體系科學性；（3）豐富賽事內(nèi)涵，弱化精英主義與錦標主義；（4）全面發(fā)揮足球育人功能，使足球文化與足球技能協(xié)調(diào)發(fā)展；（5）促進各主體、要素之間的溝通與聯(lián)動；（6）增強校園足球活動的外化性，建立家長與教師的認同感；（7）支持新教練快速成長；（8）支持校園足球科研活動開展。

1.3 智慧化管理模式設(shè)計

基于上述目標，本文提出了由“一平臺三系統(tǒng)”構(gòu)成的校園足球智慧化管理模式，依靠校園足球數(shù)據(jù)平臺，實現(xiàn)線上報名系統(tǒng)、智慧球場系統(tǒng)、數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)。各部分內(nèi)容與關(guān)系如圖1所示。

通過“一平臺三系統(tǒng)”模式，實現(xiàn)對以賽事為核心的校園足球活動的智慧化管理，豐富校園足球活動的形式與內(nèi)涵。

2 校園足球智慧化管理模式構(gòu)建

2.1 線上報名系統(tǒng)

參賽球隊通過線上報名系統(tǒng)進行報名，提交球隊及球員信息，由浙江大學學生足球協(xié)會（以下簡稱浙大足協(xié)）進行審核，審核結(jié)果通過報名系統(tǒng)反饋至球隊，審核通過后將球隊信息上傳至數(shù)據(jù)平臺，同時浙大足協(xié)根據(jù)報名信息進行賽事的組織。

2.2 智慧球場系統(tǒng)

智慧球場系統(tǒng)由攝像設(shè)備、光電傳感器、機房等智能硬件組成，其攝像設(shè)備畫面如圖2 所示。在球場四角、主看臺以及主看臺對面的中央共搭建7 個固定式的視頻采集設(shè)備；主看臺機位視頻清晰度為8Kx3K，其他機位視頻清晰度為4Kx3K。視頻采集設(shè)備將拍攝的比賽視頻緩存至機房硬盤錄像機中，數(shù)據(jù)平臺可通過網(wǎng)絡(luò)獲取機房硬盤錄像機中的視頻文件與直播視頻流。

2.3 數(shù)據(jù)終端系統(tǒng)

數(shù)據(jù)終端實現(xiàn)賽事信息發(fā)布、賽事數(shù)據(jù)發(fā)布、比賽視頻直播、比賽集錦發(fā)布等功能，并根據(jù)學生、教練、教師、家長各類需求，通過網(wǎng)站、微信小程序、微信公眾號等平臺實現(xiàn)。

2.4 校園足球數(shù)據(jù)平臺

基于線上報名系統(tǒng)獲得的球隊信息以及智慧球場系統(tǒng)得到的比賽原始視頻數(shù)據(jù)和傳感數(shù)據(jù)，在校園足球數(shù)據(jù)平臺中利用人工智能與大數(shù)據(jù)技術(shù)對數(shù)據(jù)進行處理和分析。其數(shù)據(jù)分析流程如圖3所示。

3 校園足球智慧化管理實踐

本文以2019 年第十七屆浙江大學CC98 杯足球賽（十一人制組）為例，對校園足球智慧化管理模式的實踐進行介紹。CC98 杯足球賽為浙江大學規(guī)模最大的自由組隊學生足球賽事，具有廣泛的影響力，分為十一人制組與八人制組，2 個組別賽制相同，每名球員僅可報名一個組別。比賽分為小組賽與淘汰賽階段，每個組別球隊被分為4 個小組，每個小組3～4 支球隊，小組前2 名出線進入淘汰賽。

圖1 智慧化管理模式框圖

圖2 智慧球場攝像設(shè)備畫面

3.1 比賽報名

球隊通過CC98 杯線上報名系統(tǒng)報名參賽，由浙大足協(xié)對參賽隊伍進行管理審核，最終共有14 支球隊通過十一人制組報名審核。

3.2 比賽數(shù)據(jù)分析報告

數(shù)據(jù)平臺智慧球場系統(tǒng)調(diào)取比賽視頻，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理與分析，將比賽的數(shù)據(jù)分析結(jié)果以可視化形式展示在網(wǎng)站上。在每場的比賽數(shù)據(jù)分析報告中包含了球隊陣容、球隊數(shù)據(jù)、球員數(shù)據(jù)、觸球熱圖、傳接網(wǎng)絡(luò)、平均觸球、防守區(qū)域、傳接方向、全場攻防、傳接能力等數(shù)據(jù)。

圖3 數(shù)據(jù)分析流程圖

圖4 展示了數(shù)據(jù)分析報告中部分可視化數(shù)據(jù)。其中，圖4（a）是比賽隊伍的首發(fā)陣容圖，包含了首發(fā)球員號碼、姓名、在比賽中的基本信息（如進球、紅黃牌等）以及球隊的初始陣型，并且依據(jù)各項指標數(shù)據(jù)建立的打分體系為球員整場比賽的表現(xiàn)進行評分，評分結(jié)果顯示在圓圈中。圖4（b）是球員觸球熱圖，通過球員在比賽中的觸球位置，直觀地展現(xiàn)球員在球場上觸球的疏密程度和頻率高低，以及球員的覆蓋區(qū)域。圖4（c）是球隊的傳接網(wǎng)絡(luò)圖，它是由球員的傳接球數(shù)據(jù)生成的社會網(wǎng)絡(luò)圖。球員由圓形節(jié)點表示，節(jié)點的大小與它們的中介中心性成比例，中介中心性指的是一個節(jié)點擔任其他兩個節(jié)點之間最短路的橋梁的次數(shù)。一個節(jié)點充當“中介”的次數(shù)越高，它的中介中心度就越大，因此中介中心性能夠體現(xiàn)球員在球隊中的核心作用。每個主力球員的位置是由球員在比賽中的基本陣型決定，替補球員的位置位于球場邊緣。節(jié)點連線的寬度與球員之間的傳球次數(shù)成正比，通過點擊球員號碼，可顯示該球員與所有球員的傳接球數(shù)據(jù)。圖4（d）是整場比賽雙方球隊的基本數(shù)據(jù)，包含進球、射門、射正等10 項數(shù)據(jù)指標。圖4（e）是基于6 項攻防數(shù)據(jù)生成的球員雷達圖，包含射門次數(shù)、射正率、進攻威脅、搶球次數(shù)、防守強度、守轉(zhuǎn)攻次數(shù)，通過雷達圖可直觀地顯示球員在全場攻防上的表現(xiàn)。

3.3 比賽宣傳

在比賽過程中，浙大足協(xié)通過數(shù)據(jù)平臺調(diào)用智慧球場系統(tǒng)主看臺攝像機位（圖2（a）），將視頻流推送到bilibili網(wǎng)站進行了賽事直播。賽后，由數(shù)據(jù)平臺生成進球視頻集錦，發(fā)布在數(shù)據(jù)終端。

基于賽事直播、比賽集錦、比賽數(shù)據(jù)分析報告等功能，浙江大學公共體育與藝術(shù)部、浙大足協(xié)、足球俱樂部等組織聯(lián)動開展了“解說員大賽”“數(shù)據(jù)復盤球評專欄”“十佳球評比”“最佳xx球員”等足球文化活動。通過新穎多樣的宣傳形式，豐富了校園足球的文化內(nèi)涵，擴大了賽事影響力，使家長、教師，以及“非球員”學生都可以參與到校園足球活動中來。

3.4 教學研究

在多維度比賽數(shù)據(jù)支持下，校園足球教練與相關(guān)研究小組得以開展一系列校園足球數(shù)據(jù)化分析方法研究，并以微信公眾號文章、科研論文、研討小組、公開講座等形式向校內(nèi)外師生普及數(shù)據(jù)化足球比賽分析理念，獲得校內(nèi)外廣泛關(guān)注與好評，極大地提升了校園足球賽事影響力。

4 實踐總結(jié)

圖4 可視化數(shù)據(jù)圖

4.1 基于“一平臺三系統(tǒng)”構(gòu)成的校園足球智慧化管理模式，通過將現(xiàn)代科技進步的成果與校園足球深度融合，有效提升了現(xiàn)有校園足球賽事的管理水平，豐富了校園足球活動內(nèi)涵，并有助于各主體、要素之間的溝通聯(lián)動。

4.2 使用校園足球數(shù)據(jù)平臺對比賽進行數(shù)據(jù)化分析，生成可視化數(shù)據(jù)與視頻集錦，通過網(wǎng)站或移動端應(yīng)用程序發(fā)布比賽數(shù)據(jù)與視頻，能夠幫助學生了解賽事中自己與隊友的表現(xiàn)并進行復盤、討論，能夠幫助家長、教師分享踢球?qū)W生的成就感，還能夠幫助教練深入了解學生的足球技戰(zhàn)術(shù)特點，從而使教學目標更加清晰。

4.3 將校園足球智慧化管理模式運用于浙江大學CC98 足球賽事中，有效激發(fā)了球員參賽的積極性，使得更多“非球員”學生參與到校園足球賽事中，也吸引了更多的校內(nèi)外足球愛好者的關(guān)注，很好地培育了校園足球文化氛圍，極大地提升了校園足球賽事影響力。

5 反思與建議

5.1 本文以浙江大學為例開展校園足球智慧化管理模式實踐研究，不同層次、不同地域的校園足球具有不同的特點，智慧化管理模式會存在變化。如何形成各具學校特色的智慧化賽事管理模式，有待研究人員進一步實踐、探索、歸納。

5.2 基于現(xiàn)有的智慧化管理模式，可進一步將賽事數(shù)據(jù)用于校園足球教學與評價環(huán)節(jié)，形成基于實戰(zhàn)數(shù)據(jù)的動態(tài)教案生成方法與足球運動評價模型，實現(xiàn)校園足球的科學化訓練與過程性評價。

5.3 本文提出的智慧化管理模式對于籃球、橄欖球、網(wǎng)球等各項校園體育項目具有一定的普適性，可進一步探索其他項目的智慧化管理方法，并共享數(shù)字化技術(shù)平臺，形成校園體育教學的智慧化管理體系。