ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ Ｖｏｉ．３１，Ｎｏ．４，２０１５ 文章编号：１００７—７５７Ｘ（２０１５）０４—００２３—０４ 研究与设计 微型电脑应用 ２０１５年第３１卷第４期 羽毛球数据采集与决策分析系统设计 刘颖华 摘要：介绍了羽毛球数据采集与决策分析系统，其系统实现了智能交互式的多媒体技战术数据采集与分析，使得比赛数据 与技战术数据能够相互关联，能够依据技战术指标数据对相应视频进行查询操作，从而实现了比赛训练过程中的数据分析与 视频演示的统一化。决策分析部分实现了大量隐性数据的挖掘，能够将技战术特征分析数据从隐含的原始信息中提取出来， 便于教练员找出对比赛进程有决定性作用的技战术分析数据与比赛得失分之间的关系，从而能够及时调整战略战术，进行科 学决策。 关键词：技战术；数据采集；智能分析；决策支持 中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标志码：Ａ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｎ Ｄａｔｅ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ＆Ｄｅｃｉｓｉｏｎ－ｍａｋｉｎｇ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｂａｄｍｉｎｔｏｎ Ｌｉｕ Ｙｉｎｇｈｕａ （Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｓｐｏｒｔ Ｓｋｉｌｌ ａｎｄ Ｔａｃｔｉｃ Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ ａｎｄ Ａｎａｌｙｓｉｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｓｐｏｒｔ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００４３８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄａｔｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ＆ｄｅｃｉｓｉｏｎ—ｍａｋｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｂａｄｍｉｎｔｏｎ．Ｔｈｉｓ ｓｙｓｔｅｍ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｉｎｔｅｌｌｉ— ｇｅｎｔ ａｎｄ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｄａｔａ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃａｌ ｇａｍｅ ｄａｔａ．Ｉｔ ｃａｎ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｇａｍｅ ｄａｔａ￣ｌｔｅ ｔｏ ａｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃａｌ ｄａｔａ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｃａｎ ｄｏ ｑｕｅｒｙ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｎ ｒｅｌａｔｅｄ ｖｉｄｅｏ ｄａｔａ ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃａ１ ｉｎｄｅｘ ｄａｔａ．Ｔｈｕｓ ｉｔ ａｃｈｉｅｖｅｓ ａ ｕｎｉｆｉｅｄ ｄａｔａ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｖｉｄｅｏ ｄｅｍｏ ｏｎ ｒａｃｅ ｔｒａｉｎｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｄｅｃｉｓｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｍｏｄｕｌｅ ｒｅａｌｉｚｅｓ ｄａｔａ ｍｉｎｉｎｇ ｏｆ ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｈｉｄｄｅｎ ｄａｔａ．Ｉｔ ｃａｎ ｅｘｔｒａｃｔ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｄａｔａ ｗｉｔｈ ｔｅｃｈｎｉｃａ１ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃａｌ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ＳＯ ａｓ ｔｏ ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ ｃｏａｃｈｅｓ ｔｏ ｆｉｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｔｉｃ ｄａｔａ ａｎｄ ｔｈｅ ｇａｉｎ ｏｒ ｌＯＳＳ ｐｏｉｎｔ ｄａｔａ ｏｆ ｔｈｅ ｇａｍｅ ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｄｅｃｉｓｉｖｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｈｅ ｔｍａｔｃｈ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｈｅｌｐｓ ｃｏａｃｈｅｓ ｔｉｍｅｌｙ ａｄｊｕｓｔ ｓｔｒａｔｅｇｙ ａｎｄ ｔａｃｔｉｃｓ ｔｏ ｍａｋｅ ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ ｄｅｃｉｓｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ Ｔａｃｔｉｃａｌ；Ｄａｔａ Ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ；Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ Ａｎａｌｙｓｉｓ；Ｄｅｃｉｓｉｏｎ—Ｍａｋｉｎｇ Ｓｕｐｐｏｒｔ ０引言 羽毛球项目是一种全身运动项目，运动员通过在规定的 场地上脚步的移动、身体的跳跃、各种转体动作的灵活运用、 挥拍动作的组合运用、将各种击球技术、步法与战术进行配 合，在场上进行多回合的往返对击，是一项具有很强对抗性 的信息运用改进的ＡＧＮＥＳ层次聚类算法进行数据挖掘，构 建出一个决策支持系统Ｉ３］。通过决策支持系统的使用可以找 出有价值的技战术特征线索如比赛过程中运动员的动态技 术路线，帮助教练员和运动员认识、理解主要对手的技战术 特征，为制定科学的比赛战略和战术提供可靠的数据支持。 的运动项目。羽毛球项目技战术体系复杂，变化迅速，随机 性大，力量、速度、节奏和成功率等是主要的技术指标，同 时，也是战术的重要组成因素。比赛中球的飞行速度极快， ｌ系统总体架构 １．１系统总体设计 由于单打和双打比赛采集数据的指标有所不同，本系统 线路和落点变化多，技战术变幻无穷，因此，熟练掌握各种 技战术手段并能够敏锐的观察和预判场上的比赛形势，选取 正确的技战术手段是赢得比赛的关键所在。 当前，对羽毛球比赛进行技战术分析的主流方法主要依 靠传统的比赛观察和统计分析，这种方法费时费力，而且， 对比赛中的重要细节和技战术特征信息很难进行全面的统 计和分析，运用计算机辅助数据采集和分析手段将极大地减 分别对单打比赛和双打比赛设计了相应的数据采集界面。基 于羽毛球比赛过程中技战术的要求，在进行具体的采集过程 时，详细地记录每一拍的相应技战术指标、得失分情况以及 相关的视频资料［４］。在此基础上设定要分析的条件即可得到 智能化的分析结果，智能分析模块包含以下一些功能：对符 合特定技战术特征的击球编号的分析处理；相应特征视频的 预览、导出与合并；一场球内各阶段所用技术得失分总数的 分析处理；多场比赛联合分析处理功能＿４１。决策支持系统是 在羽毛球技战术智能分析的基础上，对某些前后具有关联关 系的单个技术，依据一定的规则来实现关联，并能够对系统 少人工数据采集的工作量，并且能够运用数据挖掘技术对数 据进行自动分析，从而实现初步的训练分析决策自动化…。 本文研究的羽毛球数据采集与决策分析系统是在羽毛 球技战术特点的基础上，运用数据库技术、视频处理技术、 数据挖掘技术进行系统分析和设计。根据羽毛球技战术分析 动态关联生成的技术路线自动地采取转换、抽取以及挖掘分 析等操作。该系统能够对以下３种情况进行决策分析：队员 在相应比赛中的得失分情况的决策、队员在相应比赛中的机 的需要，采集最底层、最详细的信息如采集比赛中每一拍的 击球技术、位置、路线和战术等信息＿２】。信息的采集最小单 位为每一次击球的所有技战术信息。在此基础上，对采集到 会球情况的决策、队员在相应比赛中的被动球情况的决策。 系统总体架构如图１所示： 基金项目：“十一五”国家科技支撑计划基金资助项目“科技奥运专项”（２００６ＢＡＫ１２Ｂ０３） 作者简介：刘颖华（１９７３．），女，上海体育学院运动技战术诊断与分析国家重点实验室，讲师，硕士，研究方向：运动项目数据库应用，上海，２０００９１ ・２３・ ＭｉｃｒｏｃｏｍｐｕｔｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＶｏ１．３１。Ｎｏ．４。２０１５ 研究与设计 微型电脑应用 ２０１５年第３ｌ卷第４期 频数据时『日］起点和终点进行记录的方式，可以将技战术分析 数据与比赛视频数据进行关联。 ３）进行技术路线的合并数据挖掘 视频数据的合并：对于多段视频数据的合并，实现过程 中采用多次将两个视频数据进行合并的方式来进行，合成视 频数据的流程大致是：创建一个Ｗｒｉｔｅｒ对象和两个Ｒｅａｄｅｒ 对象，将这两个对象分别和要合并的源文件与目标文件进行 关联，然后对这两个对象就可以做读写的操作。 ３．２数据分析技术 技战术智能分析的任务主要是要从数据库中抽取出相 关的羽毛球技战术数据，主要涉及到以下几个方面技术： Ｉｎｐｕｔ：经过步骤２得到的技术路线集合，并设定该总数 ｋ为生成的技术路线的数目。 Ｏｕｔｐｕｔ：该技术路线在进行数据挖掘后计算出来的总的 使用次数和相应的得失分率。 ４总结 该系统可以根据教练员和运动员的需求，进行技战术的 综合分析，既可以对选定的某个运动员的某场比赛的进 行分析也可以联合该运动员的多场比赛数据进行分析，能够 对运动员的击球特点如：技术、战术、落点、线路、得失分 情况等进行分别分析也可以综合多个特点进行关联分析，不 数据的抽取：完成从羽毛球技战术信息数据库和羽毛球 视频数据库中提取羽毛球技战术数据的功能。 数据格式的转换：完成对抽取出来数据的格式转换操作， 仅能够提供分析数据而且能够随机调取相应的视频剪辑，为 教练员进行比赛技战术视频数据的观察提供了极大的方便。 技战术决策是依据数据采集系统的数据来进行分析决 策的，它实现了大量隐性数据的挖掘，能够将技战术特征分 从而使得数据能够在类型、格式、单位、编码规则等形式上 进行统一。 数据的集成：主要是依据数据词典的定义，将数据进行 集成处理，使得数据挖掘与决策推理机能够用统一的方式进 行技战术分析数据的处理。 析数据从隐含的原始信息中提取出来，便于教练员找出对比 赛进程有决定性作用的技战术分析数据与比赛得失分之问 的关系，从而能够及时调整战略战术，科学化的指导运动员 采用合理的技战术手段来赢取比赛的胜利。 数据的预处理：完成数据库中异常数据的分析和处理。 自动对数据进行异常检查，并能够给出用户提示信息进行数 据的校正。 此外，在数据的输出上设计了多种图表来进行形象的显 示，使得数据能够一目了然的呈现在教练员的面前。综上所 述，羽毛球技战术数据采集与决策分析系统将数据挖掘与决 策支持技术应用于羽毛球比赛分析，本系统已经在国家羽毛 数据分析：运用关联分析与数据统计等方法，选择相应 的数据挖掘工具进行数据的决策支持推理。从而方便用户更 好的了解数据的分布规律，帮助教练员了解技战术指标数据 与比赛进程的相互联系。 ３．３利用ＡＧＮＥＳ层次聚类算法进行数据挖掘 ＡＧＮＥＳ层次聚类算法原理如下： 球队、乒羽中心、全国羽毛球培训Ｉ基地等单位得到了应用， 特别是国家羽毛球队长期使用本系统对场上运动员的击球 技术、位置、落点、效果，战术势态等进行分项分析和综合 分析，及时准确地为国家羽毛球队做好技战术数据的采集、 采用自底向｝＝的策略，对数据集合进行层次分解，直到 满足设定的条件为止。假如簇ｃ１中的某个对象减去Ｃ２中 的某个对象的距离值是所有 同簇对象距离值中的最小值， 则ｃ１可以和Ｃ２进行合并操作。将所有的簇一一进行合并 操作直到这些对象都在一个簇中，形成一个最大的簇 Ｊ。 算法步骤如下： 统计和分析工作，为国家队备战０８北京奥运、１２伦敦奥运及 汤姆斯杯和尤伯杯比赛提供了科技支撑服务，为备战比赛制 定战略战术、取得良好的比赛成绩，提供了强有力的支 持 。 。 ｉｎｐｕｔ：含有ｎ个对象的数据库，设定终止条件为：簇的 总数ｋ ｏｕｔｐｕｔ：ｋ个簇 参考文献 ［１］ 虞丽娟，张辉，凌培亮．隔网对抗项目技战术分析的系统 研究［Ｊ］．体育科学．２００８，（１０）：４３—５０． 设定每个对象为初始簇 ］ Ｒｅｐｅａｔ ［２］ 王菁．乒乓球技战术分析决策支持系统的设计与实现 ［Ｊ】．计算机技术与发展，２０１０（２）：６４—６７． 查找距离最近的两个簇 ［３］ 曾佳军．改进的ＡＧＮＥＳ算法在羽毛球技战术分析中的 应用［Ｊ］．电脑知识与技术．２００９，（３３）：２３９—２４１． 进行两个簇的合并同时生成新的簇的集合 Ｕｎｔｉｌ达到预先设定的簇的总数 该算法在羽毛球技战术分析中的应用如下： 首先设定技术数据结构为一个集合对象，然后将动态技 ［４］ 费正伟，赵传杰，刘颖华．击剑技战术多媒体交互式数 据采集系统的研究与应用［Ｊ］．中国体育科 技．２０１３，（２）：１０４－１１１． 术路线数据结构也设定为一个集合对象。 具体算法实现为： １）将技术分析数据在每一比赛的回合中进行动态组合 生成技术路线数据结构。 其中动态技术路线生成原则为： 每个回合中，某种技术出现后就对之前的ｎ拍技术和当 前技术的得失分情况进行关联 ［５］ 袁敏．足球技战术信息采集分析系统的研究与应用［ＪＪ． 计算机与现代化，２０１０（９）：１８２—１８５． ［６］ 戴金彪，虞丽娟，蒋健，等．中国羽毛球队奥运攻关研究报 告——我国参赛队员与国外主要对手技战术特征分析 ［Ｊ］．体育科研．２００８，６：２９—３２． ［７］ 虞丽娟，凌培亮，章建成等．竞技体育对抗性项目技战 术分析与诊断系统研究［Ｒ】．上海市科委重点科技攻关 计划课题，２００７． （收稿日期：２０ｌ５．０２．０２） 每个回合中，当赢球出现后，就生成前ｎ拍技术的关联 ２）根据生成的动态技术路线数据中的拍数对动态技术 路线数据做箱排序，再根据该技术路线的编号做插入排序。 ・２６・
