基于熵权法的网球运动训练技战术效能评估研究.pdf

第 卷第期 年月兰州文理学院学报(自然科学版)J o u r n a l o fL a n z h o uU n i v e r s i t yo fA r t sa n dS c i e n c e(N a t u r a lS c i e n c e s)V o l N o J u l 收稿日期:基金项目:年安徽省高等学校省级质量工程(j x t d )作者简介:刘西晓(),男,安徽宿州人,副教授,硕士,研究方向为体育教育与训练 E m a i l:x i x i a o_l i u c o m文章编号:()基于熵权法的网球运动训练技战术效能评估研究刘西晓(安徽水利水电职业技术学院 基础部,安徽 合肥 )摘要:分析了网球比赛的技术效能,并运用熵权法的基本原理构建网球女子单打运动的技战术应用的效能评估体系利用著名网球职业女子运动员张帅的比赛数据进行该模型下的评估分析,对评估结果进行交叉验证,验证了模型的有效性关键词:网球运动;技战术水平;熵权法;效能评估中图分类号:G 文献标志码:AR e s e a r c ho nE v a l u a t i o no fT e c h n i c a l a n dT a c t i c a lE f f e c t i v e n e s si nT e n n i sT r a i n i n gB a s e do nE n t r o p yW e i g h tM e t h o dL I UX i x i a o(B a s i cD e p a r t m e n t,A n h u iH y d r o p o w e rV o c a t i o n a lT e c h n i c a lC o l l e g e,H e f e i ,C h i n a)A b s t r a c t:T h i sp a p e ra n a l y z e s t h e t e c h n i c a l e f f i c i e n c yo f t e n n i sm a t c h,a n du s e s t h eb a s i cp r i n c i p l eo f e n t r o p yw e i g h tm e t h o dt oc o n s t r u c t t h e t e c h n i c a l a n dt a c t i c a l a p p l i c a t i o ne f f i c i e n c ye v a l u a t i o ns y s t e mo fw o m e ns s i n g l e s U s i n g t h em a t c hd a t ao fZ h a n gS h u a i,a f a m o u sp r o f e s s i o n a l f e m a l e t e n n i sp l a y e r,t h em o d e l i se v a l u a t e da n da n a l y z e d,a n dt h ee v a l u a t i o nr e s u l t sa r ec r o s s v e r i f i e dt ov e r i f yt h ee f f e c t i v e n e s so f t h em o d e l K e yw o r d s:t e n n i s;t e c h n i c a la n dt a c t i c a l l e v e l;e n t r o p yw e i g h tm e t h o d;e f f e c t i v e n e s se v a l u a t i o n网球比赛中技战术的应用对比赛整体水平的发挥至关重要,对最终的比赛结果可以起到决定性作用在日常的运动训练中网球技战术的效能评估是对应用结果的重要反馈途径,然而目前尚未有较为有效的网球技战术效能评估的方法何妍利用灰色关联度理论,初步建立了有关网球技战术应用效能的模糊化评价体系,并对蕾哈娜的相关比赛技术进行了评估李旭峰对 场网球男单比赛和 场网球女单比赛进行了技战术的统计归类,通过“四段指标评估法”对以上统计的技战术进行了处理并生成了运动员的技战术特征郭文霞以数学建模的形式,对男子网球单打比赛构建了战术诊断指标体系,为男子网球单打的技战术水平的提升提供了一定的依据但是目前的研究对网球女子单打运动的技战术的评估研究较少,且对模型预测的有效性和精确性鲜有研究本文通过熵权法建立有关网球女子单打运动的技战术效能评估模型,并通过现有职业运动员的大量比赛数据验证该模型的有效性1研究对象本研究以网球女子单打比赛技战术效能评估模型为研究对象,通过熵权法对技战术效能评估模型进行构建,将著名女子网球运动员张帅的大量比赛数据进行适合模型的特征改编,进行模型有效性的评估验证2模型创建原理网球运动的技战术运用复杂多变,所对应的运动情形也极为复杂在网球比赛中,单一技术或者战术的变化就会引起整体运动行程的极大变化因此,可将网球比赛过程视为一个具有多因素、多变量、多组合、复杂的、系统的过程,在此过程中,任意因素变量的变化对于最终的结果都存在不确定性,因此该复杂系统可视为模糊态存在数学和信息处理等相关学科对于此类问题的处理,常采用灰色关联度分析法,力争在复杂系统中提取确定的存在因素,并估算存在因素间的影响因子,最终模拟演示对结果的预测程度熵权法是评价复杂系统变化程度的赋权方法,本研究在灰色关联度分析的基础上,引入了熵权分析法,该种方法可以更加有效地评估各个存在因素间的竞争程度,以此来确定技战术评估模型的有效指标3建立评估模型由于网球运动过程中的技战术组合种类多、变化大,因此建立有关网球技战术效能的评估模型需要尽量简化基本模型构成单元在本研究中,对网球技战术的效能进行评估,将最小技术发挥过程定义为基本构成单元统计网球运动员一个回合的击球次数,将每次得分与失分所对应的拍数进行对应,以此为运算特征对应技战术下的模型运算在将灰色关联度理论和网球运动过程连接起来时,将每一次开始的运动回合自动默认为灰色动态系统,着重研究该灰色系统中所能提取出的各项因素和特征,并测算因素间的关联系数该关联系数可以视为该系统内各项因素和特征相互关联和作用的具象体现在此基础之上,引入熵权法对相应因素之间的作用程度进行具体评估,并最终生成体现技战术效能评估的具体关联数值将模型中的因素提取对应合成矩阵为REWRr,r,r,rm()T,Ww,w,wwn()T,其中:ri代表因素m评价后的结果E()()()n()()()()n()m()m()m()mn(),其中:ik()代表第i个评价对象的第k个指标同第k个最优指标之间所存在的关联系数,并最终根据上述矩阵计算R的数值结果,以此测算相关因素所代表的技战术效能的等级接下来,根据熵权法对比赛中的技战术效能的评估特征进行确定,创建熵值关联度的计算矩阵假设收集的计算对象数力量为n,评估特征数量为m,其中n、m均为正整数则相关矩阵具体如下:XX X X XnX X X XnXmXmXmXm n为使得矩阵中的对应元素所代表的特征间产生数学关联,对上述矩阵进行数据的标准化处理,具体处理形式为Xn m,标准Xn mXn m,m i nXn m,m a xXn m,m i n将根据此公式计算得到的数据,代入熵权关联度数值计算体系方程中,得到不同技战术效能评估的具体熵权关联度数值具体为Sn mXn m,标准nn此数值是最终表征技战术效能的直接参数表现一般来说,此数值不超过此数值越高,说明比赛训练的技战术效能越好4模型验证在网球比赛中,由于单个赛程中就会运用到多种技战术技巧的组合情况,对于单个影响特征的研究判定难以对整体的技战术的效能体现有明确的影响关联,因此需要综合整体赛事的技战术的综合应用及单拍次的得分情况进行分析研判本研究提取了中国著名网球女子职业运动员张帅在 年度内参加美网硬地、澳网硬地等国际职业联赛的资格赛和正赛的相关技术数据和落点数据,具体如表和表所列通过表和表数据可知,张帅在美网和澳网的多场比赛中,技术手段多以正手和反手为主,切削球和截击球的比例较低同时球的得分落点主要集中在区的内角和外角由此可以看出,张帅在比赛中技术选择以稳定为先,主要是利用前拍的常规落点效应积累得分,再适时变动以兰州文理学院学报(自然科学版)第 卷表赛事技术数据赛事正手/反手/切削/截击/其他/美网 澳网 表赛事落点数据赛事区内角/区外角/区内角/区外角/美网 澳网 求得突破在澳网比赛中,张帅正手和反手的使用比例均小幅超过美网,这不仅与其所面临的对手有关,也与两个品牌赛事场地的硬度相关,场地的硬度会在一定程度上影响网球球速,这会影响运动员技战术的选择和效能发挥为了进一步利用上述比赛数据验证本研究的系统模型的检测能力,按照模型的相关特性要求对每一场次的比赛进行分解,按照拍次进行顺序输入,将正手、反手、切削等技术特性和全面型、底线型、发球上网型等战术按照要求进行编组处理,最终得出熵权关联值在得出相关结果后,剔除相差过于悬殊的比赛成绩和过大比分差距如零分成绩等,最终挑选出 个赛次的有效数据进行数据验证,并按照每次比赛的胜负进行分组,具体如图所示从图可以看出,张帅在美网、澳网的失分赛次中,其熵权关联度值均较为接近,大致分布在 左右其中关联度值较高的比赛赛次为 年美网单打第二轮对战拉杜卡努,熵权关联度值为 在该场比赛中,张帅在个回合中均采取了不同的技战术打法在第一回合中,张帅主要以正手回球和防守的策略,利用对手的击球失误获得了的胜利;在第二回合和第三回合中,随着对手的分上网比例提升,张帅逐渐采用正手与反手结合,击打区外角的总体战术,并配合适当的切削球回击,但是在执行过程中的果断性不强,大量的技战术转换被对手及时识破,应有的技战术效能没能发挥,且上网失误较多,最终以和的比分输掉比赛图美网、澳网比赛的熵权关联度值张帅在美网、澳网的得分赛次中,其熵权关联度值均较为接近,大致分布在 左右其中最高为 年澳网对战哈勒普的比赛,该场比赛的熵权关联度值为 在该场比赛中,面对防守能力突出的哈勒普,张帅充分发挥主动进攻的战术特点,以双手持拍击球,正手和反手交替回球,配合切削球反击的技术组合,打出了 个制胜分,且整体技术动作发挥稳定,整场比赛只有 个非受迫性失误,击溃了哈勒普的防线,最终以和的回合分击败对手综合研判张帅的得分赛次和失分赛次的技战术效能分析数值分布,可以发现其技术特点是保守面居多,在此基础上穿插一定的主动进攻的技战术组合其技战术的进攻性与多变形,正手、反手持拍击球与截击、切削等技术手段的组合应用比例在得分赛次中的体现要明显高于失分赛次,且动作达成率、受迫性失误也要低于失分赛次对图中的数据按照得分、失分赛次进行双尾独立数据t检验检验后的结果表明,澳网和美网的失 分 赛 次 的 独 立 检 验 显 著 性 参 数P第期刘西晓:基于熵权法的网球运动训练技战术效能评估研究 ,澳网和美网的得分赛次的独立检验显著性参数P ,这说明在澳网和美网的得分和失分赛次的熵权关联度数值的统计结果在群体上均满足无显著性差异,即说明本模型针对网球比赛中技战术效能的评估不会因赛事品牌等域外因素产生差异,对比赛中的效能评估有效同时发现,两个检验参数P较为接近临界值 ,因此在后续的研究工作中可以考虑对模型的特征因素进行进一步细化5模型应用分析与优化本研究所提出的计算模型应用在网球比赛中,关键意义在于可以通过较多场次的比赛技战术的应用效果分析,帮助网球运动员发现在训练和比赛中应着重进行的技战术动作和组合,实现扬长避短同时可以根据模拟运算结果,对特征因素进行反向推导和检索,从而实现日常技战术动作的精细训练本研究对于相关的球类运动,如乒乓球、足球、篮球等技战术组合繁多的球类运动均可以进行应用,在选定合适的特征因素及参数后,模型计算和验证效果会良好同网球类似,上述球类的熵权关联度值越高,即越接近数值的情况下,说明训练效果的良好度越高对于模型在网球比赛训练中的优化问题,可以考虑将技战术组合进行更加灵活的细分,使模型更加符合更多的实际情况,这就对计算力提出了更高的要求,当然计算结果也会更加具有指导性同时优化调整不同品牌赛事的场地硬度等域外因素对模型运行的影响,以期求得更加精确和优化的效能评估6结论女子网球单打比赛的技战术效应的评估模型,主要以拍次为基本特征单元进行研究,在此模型中,建立了正手、反手等不同技术动作和底线型、全面上网型等战术应用的数字化评估指标,通过建立数学联系,以矩阵变换的形式挖掘数字化的变化特征,得出了不同比赛的熵权关联度值即技战术效能评估值通过对知名职业网球女子运动员张帅在国际著名网球职业联赛上的比赛数据的拆分和模型运算,最终验证了本模型的合理性和有效性,同时找出了该模型后续优化的方向参考文献:何妍网球比赛技战术效能评估模型研究J广州体育学院学报,():李旭峰“四段指标评估法”在网球技战术中的构建及应用研究D太原:山西大学,郭文霞硬地网球男子单打比赛战术诊断指标体系构建与应用D北京:北京体育大学,韩林桐中国网球女子单打发球阶段技战术运用研究D烟台:鲁东大学,梁成军,虞丽娟,王继红网球技战术关联分析数据挖掘研究 J计 算 机 工 程 与 应 用,():史芙英,张辉,梁成军网球比赛技战术决策分析系统研制J北京体育大学学报,():赵源伟张帅 年澳网女单八强赛技术运用分析J体育科学研究,():张佳,曹烨程,王晶旋转在乒乓球、网球技战术中的结合与应用 接触力学与摩擦学的原理及其应用 J摩擦学学报,():谢罗希,王三保竞技网球制胜因素的训练学诠释J广州体育学院学报,():邢迪 年澳网张帅V S哈勒普的技术统计分析J当代体育科技,():责任编辑:纪彩虹兰州文理学院学报(自然科学版)第 卷