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7月15日凌晨,2024年欧洲杯完美落幕。在柏林奥林匹克体育场,西班牙队以 2:1 战胜英格兰队,以7场连胜的成绩成为本届欧洲杯冠军。TuGraph 团队开发的“智猜足球”小工具(https://football.tugraph.tech)也准确预测了这场胜利✌️

在决赛中,“斗牛士军团”凭借出色的团队配合对英格兰队形成了极具威胁的进攻,这也符合TuGraph通过分析团队队员的协作和对抗程度来判断团队实力。TuGraph从“团队关系”视角出发,结合图神经网络(GNN)、Transformer算法及大语言模型等技术,深入挖掘球员间的默契与对抗度,对海量比赛数据进行深度学习与解析,成功模拟并量化了球员间的复杂关联关系,从而帮助评估球队实力。
这一方法开辟了新的赛事分析视角,在充满偶然性的足球比赛中取得了不错的预测效果。我们也从这次欧洲杯技术实验中,收获了一些经验。

16强、8强和4强预测,「智猜足球」分析准确率达75%
小组赛阶段的准确率:
24进16:预测正确12支球队出线,12/16 = 75%准确率
16进8:6/8 = 75% 8进4:3/4 = 75% 4进2(半决赛):全错 决赛(西班牙vs英格兰):预测西班牙胜
我们看到,当比赛数量更多时,准确率更稳定,这与足球比赛的偶然性分不开。只有基数大了,才能一定程度上打消偶然因素的不确定性,模型准确率才有意义,单看一两场输的赢的并不具有说服力。例如小组赛阶段,24支球队,要经过36场比赛才能决出晋级淘汰赛的球队,分母足够大,这样得来的75%更有说服力。

队员间的配合、对抗的频繁程度,对比赛结果有关键影响
四分之一决赛,英格兰vs瑞士这场比赛不仅是技术和意志的较量,更是对两队心理承受力的极限考验。英格兰队将对阵的对手是在1/8决赛中2球完胜卫冕冠军意大利队的瑞士队,从两队过往的交锋来看,英格兰队要想击败瑞士晋级四强,并不容易。
在前面晋级赛英格兰对战斯洛伐克时,凭借贝林厄姆在比赛最后时刻的倒挂金钩,英格兰队将比赛拖入了加时赛,并最终击败对手。这次对战瑞士,也是进入了点球大战,英格兰以5-3战胜瑞士,成功晋级四强,足以体现心智和意志的胜利。在逆境、加时赛和点球大战的关键时刻,他们展现出了超凡的冷静和毅力。
“智猜足球”模型预测了这两支队伍的团队实力,大家都有很强的默契配合和抵御对手的能力,不过英格兰整体的实力更佳,对战瑞士占优。可以说,队员之间的默契配合,是团队精神的最佳体现,也是英格兰得以取胜的重要原因。

用图和大模型来建模分析
尽管个人能力在足球比赛中同样重要,例如速度、耐力和反应能力等传统指标可以人工总结,但很多其他因素难以量化,影响计算的准确性。为了解决这一问题,我们使用大语言模型的知识,将球员转化为一串数值(向量),便于处理。然而,对于新星球员,由于网络信息较少,大模型所获得的知识有限,预测可能不够准确。
为了进一步优化,我们引入了图神经网络,将多个球员之间的关系紧密程度转化为计算机可处理的数字形式。同时,结合深度学习的注意力机制,模型能够识别出哪些球员对比赛胜负有更大影响,就像教练在比赛中会更多关注并突出某些关键球员一样。通过这种方式,我们能够量化每个球员的团队贡献度。
最终,这些算法共同构成了我们对球队整体实力的评估系统,使其能够更全面地反映出球队在赛场上的真实能力。

不止于足球,关联无处不在
很多竞技比赛都讲究团队的配合。除了足球、篮球这类传统球类运动,像乒乓球羽毛球的双打、场地自行车团体追逐赛,都需要队员之间相互配合、相互辅助、相互成就。电子竞技,如《王者荣耀》、《英雄联盟》也如此,每个队员通常承担不同的角色,各个身份需要相互配合才能取得胜利。
例如:打野的选手可以频繁给中上路施加压力,帮助上单、中单选手获得了对线优势;中单选手可以利用自己的游走能力,支援下路,帮助下路队员快速发育。
对于这类比赛分析,我们不单要看一个选手的个人能力,还要看他和其他选手之间的联系,他们的熟悉程度、各自能力的互补程度,这些都是图计算这种数据关联分析模型的优势。

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