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メモです

サッカーのデータを分析しよう

こんにちは, ohmurakenです. 好きなサッカーチームはリバプールFCです.
この記事は, CAMPHOR- Advent Callendar 2016の5日目の記事です.
サッカーに関するデータの収集と分析について書きたいと思います.

目次

  • やろうと思った理由
  • データの収集
  • 簡単な分析
  • まとめ

やろうと思った理由

今年, 初めてPyCon JPに参加しました. 機械学習や分析に関するセッションを観ていましたが, ビッグデータとPythonではじめる野球の統計分析というセッションが興味深いものでした. このセッションは, 野球(特に大リーグ)に関するデータを収集し, 分析する事で選手の特徴や変化を調べるという内容です(セッションの動画). このセッションを観た時, サッカーでも同様の事ができないかと思いました. 強いチームの特徴などを数値的に分析できると思ったからです.

データの収集

GitHubにサッカーのデータを集めているfootball.dbというOrganizationがありました. football.dbのリポジトリの中で特にStarが多いfootball.jsonには次のようなデータが定義されています.

{
  "name": "English Premier League 2015/16",
  "rounds": [
    {
      "name": "Matchday 1",
      "matches": [
        {
          "date": "2015-08-08",
          "team1": {
            "key": "manutd",
            "name": "Manchester United",
            "code": "MUN"
          },
          "team2": {
            "key": "tottenham",
            "name": "Tottenham Hotspur",
            "code": "TOT"
          },
          "score1": 1,
          "score2": 0
        },

試合の日時と,ホームアウェイのチームとスコアが素性としてありますが, もう少し情報が欲しいなと思いました. 結果的に, Football-Data.co.ukというサイトに良さげなデータがありました. Notesにもあるように, 1つの試合に対して65の素性があります. (半分以上はオッズに関する情報ですが...) 下のように, シュートやコーナーキックなど前後半に分けて比較的細かく情報が定義されています.

簡単な分析

Football-Data.co.ukのデータを使って, 簡単な分析をしてみます.
日本代表の試合後のインタビューで選手が「決定力が不足が原因で〜」という内容を話している場面を良く観ます. 新聞やニュースサイトでも決定力については度々指摘されており, チームの強さと決定力について分析する必要があると思います.
そこで, 「決定力の高いチームは強い(つまり勝ち点が多い)」という仮説の基で, プレミアリーグ(15~16)での決定力と勝ち点について調べてみます. 以下では, 決定力を定量的に考えるために決定力=ゴール数÷シュート数とします.

まず最終順位を観てみましょう.
プレミアリーグ(15-16)ではレスターが優勝して世界中が驚きました. それ以外にも, トッテナムの若手達の攻撃力も魅力的でした. 特にハリー・ケインはテクニックだけでなく, シュートも打てる凄い選手です.
gyazo.com

先程, 決定力=ゴール数÷シュート数としたので, チームの得点数とシュート数を観てみましょう.
優勝したレスターとエバートンの決定力の高さが目立ちます. レスターは総合力では上位チームに劣るため, カウンターを活用していました. レスターのエースであるバーディーの速さもあり, 少ないチャンスで得点する事ができていました.
一方でトッテナムアーセナルは, シュート数に比べてゴール数が少なく, 決定力では中位に位置しています. トッテナムのシュート数661は2位のチームと大きく差をつけており, トッテナムの攻めの姿勢の強さを示しています. 個人的には「赤い悪魔」の愛称で知られるマンチェスターUTDのシュート数がリーグ内でも下位なので寂しくなりました.
gyazo.com

ヨーロッパのリーグは選手と観客がとても近く, ホーム試合かアウェイ試合かどうかで大きく影響があると考えられます. そこで, ホームとアウェイでの決定力の変化が気になるので, 調べてみます. ニューカッスルUTDとサウサンプトンとはホームで決定力がとて高いですが, アウェイでは一変して定力が低くなります. 一方でアーセナルはアウェイになると決定力が上がります.
レスターは流石優勝という感じで, ホームでもアウェイでも, 高い決定力を示しています. gyazo.com

勝ち点と決定力の相関を調べます.
(当然ですが)相関係数が高いと, 「決定力が高い程, 勝ち点が多い(決定力が低い程, 勝ち点が少ない)」事を示します. 今回は, 勝ち点と前述の決定力相関係数(ピアソン)を調べます. ピアソンの相関係数は以下の式で表せます.
http://www.westatic.com/img/dict/tkgyg/TokeigakuNote/Soukan/r-eq1.png

全ての試合に対して, 各チームの勝ち点と決定力の相関係数は0.73となりました.
やはり決定力が高いチームほど強いという仮説は間違っていなかったようです. p値も5%より低い値を示しています.
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先ほど, ホームとアウェイで決定力に違いがあったので, ホームとアウェイでの相関も気になります.
ホームでの勝ち点と決定力の相関係数は0.51となりました. ホームで決定力が高いのは当然であるため, ある程度の相関しか示していません. gyazo.com

アウェイでの勝ち点と決定力の相関係数は0.67となりました. アウェイでの決定力の方が, ホームよりも相関が強くなる事が解りました. gyazo.com

ここで気になるのが, 過去のシーズンでの相関です.
15~16はホーム試合での勝ち点と決定力の相関が低いシーズンでした. 過去の推移を観ると, ホームとアウェイでの相関係数は同じ様な値を取り, 2~3年に1度の機会でホーム(もしくはアウェイ)の相関が乱れる様です.
gyazo.com

まとめ

この記事では, サッカーのデータ分析に使えそうなデータを探し, 決定力の高いチームは強いという仮説のもとで, 決定力(=ゴール数÷シュート数)と勝ち点の相関を調べました.
結果的に, 以下の事が解りました.

  • 総合力に劣るチームは決定力が高く, 少ないシュートでゴールを量産していた.
  • ホームとアウェイで決定力が大きく変化するチームがいた.
  • 決定力と勝ち点には強い相関があった.
  • 15~16シーズンでは, 特にホームでの決定力よりも, アウェイでの決定力の方が相関が強かった.

そりゃあ, そうだろ」という感じですね.
今後は選手を多次元で数値化し, チームの順位を予測するようなモデルを作ってみたいです.

明日のCAMPHOR- Advent Calendartomoyat1の『ZFS SnapshotをGCPのColdline Storageに上げてみた』です.

参考

www.slideshare.net

www.slideshare.net