羅紅

摘 要：弧圈球在乒乓球技術(shù)中是比較關(guān)鍵的技術(shù)之一，正確使用弧圈球技術(shù)能夠讓運(yùn)動(dòng)員在比賽過(guò)程中獲得最佳戰(zhàn)績(jī)，能夠充分地發(fā)揮出弧圈球的威力。在分析弧圈球技術(shù)層面以及戰(zhàn)術(shù)方面特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，綜合數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)基本理論分析了關(guān)聯(lián)規(guī)則的數(shù)學(xué)模型和算法流程；最后對(duì)某省乒乓球運(yùn)動(dòng)員的弧圈球技術(shù)使用情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)挖掘，剖析了使用不同弧圈球技術(shù)后的得分和失分情況，從而為教練員在訓(xùn)練和比賽中提出決策提供了理論依據(jù)。

關(guān)鍵詞：弧圈球；乒乓球；數(shù)據(jù)挖掘；關(guān)聯(lián)規(guī)則

中圖分類號(hào)：G846 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-4437（2018）03-0051-04

乒乓球項(xiàng)目是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，弧圈球技術(shù)是乒乓球關(guān)鍵技術(shù)之一，弧圈球?qū)儆谝环N進(jìn)攻型乒乓球技術(shù)，高水平的弧圈球技術(shù)能夠有效地應(yīng)對(duì)削球和攻球，不僅能夠主動(dòng)進(jìn)攻，而且能夠進(jìn)行相持。從類型方面，弧圈球技術(shù)包括快弧型弧圈球技術(shù)和弧快型弧圈球技術(shù)?；∪η蚣夹g(shù)的準(zhǔn)確使用是決定乒乓球比賽勝負(fù)的主要因素，因此，可以采取數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對(duì)乒乓球比賽和訓(xùn)練過(guò)程中弧圈球技術(shù)使用的大量信息進(jìn)行深入剖析，從而發(fā)現(xiàn)有價(jià)值的信息，為乒乓球比賽和訓(xùn)練決策提供依據(jù)，進(jìn)而提高乒乓球運(yùn)動(dòng)員的技術(shù)水平，獲得最佳的訓(xùn)練效果和比賽成績(jī)[1]。

1 弧圈球的戰(zhàn)術(shù)特點(diǎn)

弧圈球技術(shù)可以形成最佳的弧線，在拉弧圈球的過(guò)程中將形成摩擦力，可以讓乒乓球以旋弧線飛行，乒乓球上旋過(guò)程中受到空氣阻力，所以產(chǎn)生較大的壓力。當(dāng)下沿氣流和阻力一致時(shí)，壓力降低，速度增大，同時(shí)在重力的共同作用下，形成了壓力差?；∪η蚰軌蚴勾虺龅木嚯x減小。利用弧圈球能夠應(yīng)對(duì)多種來(lái)球，弧圈球能夠有效地應(yīng)對(duì)強(qiáng)力下旋球，可以增加弧線的旋轉(zhuǎn)強(qiáng)度，進(jìn)而提高正確擊球的概率，在乒乓球比賽中能夠取得良好的效果。弧圈球具有較大的攻擊力，弧圈球拉得越快，越能夠和攻球產(chǎn)生同樣的攻擊力。針對(duì)攻球、旋球和推擋球，許多弧圈球運(yùn)動(dòng)員都采取發(fā)力拉上旋技術(shù)，如果落點(diǎn)適宜，能夠產(chǎn)生較大的進(jìn)攻力量，一旦沒(méi)有完全掌握弧圈球的技術(shù)要領(lǐng)，容易出界，因此，可以采取搶沖、拉沖、連續(xù)沖等技術(shù)為主要的進(jìn)攻方式[2]。

在戰(zhàn)術(shù)方面，一些歐洲的優(yōu)秀乒乓球運(yùn)動(dòng)員站位通常離臺(tái)遠(yuǎn)，主要采用大力拉沖的方式。我國(guó)的乒乓球運(yùn)動(dòng)員在使用弧圈球時(shí)，一般離臺(tái)很近，擊球點(diǎn)較高，幅度不大，主要通過(guò)前臂和手腕的力量，同時(shí)利用手指進(jìn)行調(diào)節(jié)。我國(guó)乒乓球運(yùn)動(dòng)員在使用弧圈球技術(shù)時(shí)巧妙地融合了快攻技術(shù)，在技術(shù)方面，弧圈球體現(xiàn)了轉(zhuǎn)和快的特征。在乒乓球比賽階段，應(yīng)該選擇發(fā)球長(zhǎng)、短結(jié)合的戰(zhàn)術(shù)，實(shí)現(xiàn)搶先上手、力爭(zhēng)主動(dòng)，這樣不僅能夠搶沖下旋球，而且能夠反拉對(duì)方的弧圈球。發(fā)球時(shí)選擇近網(wǎng)球，讓對(duì)方不得已必須輕挑，接著進(jìn)行兩面快撕，并且與長(zhǎng)球配合。在第四、五板的爭(zhēng)搶中，應(yīng)該采用反拉弧圈球的意識(shí)，從而提高前三板的有效性[3]。

2 數(shù)據(jù)挖掘的基本理論

數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)發(fā)展很快，是數(shù)據(jù)庫(kù)研究的一種新方法，該方法融合了數(shù)據(jù)庫(kù)理論、機(jī)器學(xué)習(xí)、統(tǒng)計(jì)理論和人工智能等先進(jìn)的技術(shù)。利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)能夠從大量的、隨機(jī)的數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)具有潛在價(jià)值的信息和知識(shí)，能夠發(fā)掘出數(shù)據(jù)之間的規(guī)律。數(shù)據(jù)挖掘的對(duì)象主要是數(shù)據(jù)庫(kù)中的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，這些網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)必須是真實(shí)有效的，數(shù)據(jù)挖掘出的知識(shí)應(yīng)該可理解和可接受的。數(shù)據(jù)挖掘能夠從數(shù)據(jù)庫(kù)中識(shí)別有潛在價(jià)值的信息，主要從數(shù)據(jù)庫(kù)中提出未知的和有價(jià)值的信息。數(shù)據(jù)挖掘?qū)儆谝环N決策技術(shù)，利用智能技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)理論以及統(tǒng)計(jì)理論對(duì)提出的數(shù)據(jù)進(jìn)行智能分析和歸納總結(jié)，從而能夠?yàn)闆Q策者提供有利的數(shù)據(jù)支持。

數(shù)據(jù)挖掘的目的就是能夠發(fā)掘出數(shù)據(jù)中的模式，主要包括描述型模式和預(yù)測(cè)型模式，前者是描述已有數(shù)據(jù)中潛在的事實(shí)，能夠描述數(shù)據(jù)的規(guī)律；后者能夠依據(jù)已有數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)的數(shù)據(jù)值進(jìn)行預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)的模式主要包括分類模式、聚類模式、關(guān)聯(lián)模式、序列模式、回歸模式和偏差模式?？蛇x擇的理論包括云理論、數(shù)據(jù)論證理論、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等。數(shù)據(jù)挖掘已經(jīng)得到了普遍關(guān)注，其發(fā)展趨勢(shì)包括提出數(shù)據(jù)挖掘語(yǔ)言，使其形成標(biāo)準(zhǔn)化；提出可視化的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，從而能夠使知識(shí)發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互；提出網(wǎng)絡(luò)化的數(shù)據(jù)挖掘，使數(shù)據(jù)挖掘在服務(wù)器配合的過(guò)程實(shí)現(xiàn)。

針對(duì)乒乓球弧圈球技術(shù)的數(shù)據(jù)特點(diǎn)，選擇關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。關(guān)聯(lián)規(guī)則屬于一種通用的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，模型如下所示：

項(xiàng)目集定義為 ，項(xiàng)目中的一個(gè)元素定義為 ，事務(wù)集合定義為 ，事務(wù)中的一個(gè)元素定義為 ，不同事務(wù)屬于項(xiàng)目的子集。設(shè) 為一些項(xiàng)目構(gòu)成的集合，當(dāng) 包含 時(shí)，則 支持 ， 對(duì) 的支持度support（ ） ，表示 在 中出現(xiàn)的頻率。如果support（ ） min_sup，min_sup表示最小支持度， 表示頻繁集項(xiàng)集。尋求全部頻繁項(xiàng)集 為數(shù)據(jù)挖掘的關(guān)鍵。當(dāng) 包含 時(shí)，將 => 稱為規(guī)則，其中， 和 均處于 ，同時(shí) ，=>表示關(guān)聯(lián)。信任度在 中 出現(xiàn)的頻率，計(jì)算表達(dá)式如下所示[4]：

（1）

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的數(shù)據(jù)挖掘算法流程如下：

步驟1：找出支持度超過(guò)給定最小支持度欲知的頻繁項(xiàng)集。

步驟2：基于步驟1發(fā)現(xiàn)的頻繁集形成關(guān)聯(lián)規(guī)則。

對(duì)于不同的頻繁項(xiàng)集 ，尋找出 中全部非空子集 ， ，當(dāng) 不小于最小信任度時(shí)，形成關(guān)聯(lián)規(guī)則 。

利用FP-Growth算法形成頻繁集，該算法具有無(wú)需形成大量的候選集合，能夠獲得較高的時(shí)空效率。FP-tree的定義如下：

（1）FP-tree包含一個(gè)根節(jié)點(diǎn)，定義為“null”，F(xiàn)P-tree屬于一個(gè)項(xiàng)前綴子樹集，還有一個(gè)頻繁項(xiàng)目構(gòu)成的頭表。

（2）不同項(xiàng)前綴子樹的節(jié)點(diǎn)包括三個(gè)域，分別為item_name、node_link、count， item_name為節(jié)點(diǎn)項(xiàng)名，node_link表示下一個(gè)具有相同項(xiàng)名的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)沒(méi)有達(dá)到這個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，為null。

（3）頻繁項(xiàng)頭表的每個(gè)表項(xiàng)包括兩個(gè)域，分別為item_name和node_link。

算法1：輸入為DB和最小支持度閾值。輸出為FP-Tree。

算法流程如下：

步驟1：對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行全面掃描一次，獲得頻繁項(xiàng)集合F和相應(yīng)的支持度，對(duì)頻繁項(xiàng)集依據(jù)支持度降序排列，排列后的結(jié)果定義為L(zhǎng)。

步驟2：構(gòu)造FP-Tree的根節(jié)點(diǎn)，定義為T，記為“null”，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的不同交易Trans進(jìn)行如下的操作：

依據(jù)L的排序，提取出排序Trans中的頻繁項(xiàng)，定義提取的頻繁項(xiàng)為 ，執(zhí)行程序 ，當(dāng)T中存在一個(gè)子節(jié)點(diǎn)N，將N的Count域值加1，反之，構(gòu)造一個(gè)新節(jié)點(diǎn)N，Q其count取為1，定義其父節(jié)點(diǎn)為T，將其node_link和與其有相同項(xiàng)目名的域串聯(lián)。當(dāng)P非空時(shí)，調(diào)用Insert_tree（P，N），算法結(jié)束。

算法2：輸入為算法1創(chuàng)建的FP-Tree；輸出為全部的頻繁項(xiàng)集；

算法流程如下：

如果FP-Tree僅有一條路徑P，然后，針對(duì)P中的每個(gè)組合定義為 進(jìn)行如下操作：

步驟1：構(gòu)造頻繁集 ，同時(shí)將其支持度確定為 中節(jié)點(diǎn)的最小支持度，否則，針對(duì)FP-Tree從表尾到表頭的不同表項(xiàng)（定義為 ）進(jìn)行如下的操作。

步驟2：構(gòu)造頻繁集 ，支持度選取 的支持度。

步驟3：構(gòu)建頻繁集 條件模式庫(kù)和條件樹。

步驟4：如果步驟3構(gòu)建的條件樹為空，則，調(diào)用FP-Tree（Tree1， ）。

乒乓球技戰(zhàn)術(shù)組合在第拍的支持度定義為[5]：

3 實(shí)例研究

為了驗(yàn)證數(shù)據(jù)挖掘算法在弧圈球技術(shù)分析中的有效性，以某省參加國(guó)家級(jí)乒乓球比賽的弧圈球技術(shù)使用情況的數(shù)據(jù)庫(kù)為研究對(duì)象，數(shù)據(jù)的錄入是人為進(jìn)行的，為了避免分析數(shù)據(jù)中的錯(cuò)誤，對(duì)全部數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗，將數(shù)據(jù)庫(kù)中不完備的數(shù)據(jù)刪除。在進(jìn)行弧圈球技術(shù)分析時(shí)，主要感興趣的是發(fā)球、接發(fā)球以及得分動(dòng)作。部分?jǐn)?shù)據(jù)腳本見(jiàn)表1。

最后，將上面獲得的FP-Tree與其表頭輸入至算法2，依據(jù)表尾至表頭的順利對(duì)不同的表項(xiàng)進(jìn)行考察。算法2的部分執(zhí)行過(guò)程見(jiàn)表2。

以某次國(guó)家級(jí)乒乓球比賽為例，利用關(guān)聯(lián)分析對(duì)比賽過(guò)程中弧圈球技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。

（1）以主球員（趙某）加轉(zhuǎn)弧圈球得分動(dòng)作為數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)，相應(yīng)的規(guī)則數(shù)見(jiàn)表3。

當(dāng)最小支持度閾值為0.25，最小信任度閾值為0.45時(shí)，可以獲得兩條關(guān)聯(lián)規(guī)則，分別為：

規(guī)則1：當(dāng)主球隊(duì)員（趙某）發(fā)下旋球，對(duì)手反弧圈球，最后主球隊(duì)員（趙某）反手加轉(zhuǎn)弧圈球進(jìn)攻，主球運(yùn)動(dòng)員（趙某）得分。規(guī)則1的支持度為15%，信任度為100%。

規(guī)則2：主球隊(duì)員（趙某）發(fā)側(cè)下旋球，對(duì)手反手挑打，主球隊(duì)員（趙某）側(cè)身加轉(zhuǎn)弧圈球，主球運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)得分。規(guī)則2的支持度為5.5%，支持度為86%。

（2）以主球員（趙某）前沖弧圈球得分動(dòng)作為數(shù)據(jù)挖掘目標(biāo)，相應(yīng)的規(guī)則數(shù)見(jiàn)表4。

當(dāng)最支持度的閾值為0.15，最小信任度的閾值為0.15時(shí)可以獲得三條規(guī)則：

規(guī)則1：主球隊(duì)員（趙某）側(cè)身弧圈球，對(duì)手中路正手削球，然后主球隊(duì)員（趙某）中路正手前沖弧圈球，主球隊(duì)員（趙某）失分。規(guī)則1的支持度為15%，信任度為55%。

規(guī)則2：主球隊(duì)員（趙某）反手削球，對(duì)手反手削球，主球隊(duì)員（趙某）側(cè)身前沖弧圈球，主要隊(duì)員（趙某）失分。規(guī)則2的支持度為24%，信任度為75%。

規(guī)則3：主球隊(duì)員（趙某）正手弧圈球，對(duì)手中路反手弧圈球，主球隊(duì)員（趙某）反手前沖弧圈球，主要隊(duì)員（趙某）失分。規(guī)則3的支持度為30%，信任度為95%。

4 結(jié)論

利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)中的關(guān)聯(lián)規(guī)則算法對(duì)乒乓球弧圈球技術(shù)進(jìn)行了深入分析，通過(guò)對(duì)弧圈球特點(diǎn)的深入探究，對(duì)乒乓球競(jìng)賽中弧圈球技術(shù)使用進(jìn)行了剖析，并且通過(guò)數(shù)據(jù)采集構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)，利用關(guān)聯(lián)規(guī)則算法發(fā)現(xiàn)了比賽過(guò)程中主球隊(duì)員應(yīng)用弧圈球技術(shù)得分和失分的規(guī)則，從而使球員了解應(yīng)用弧圈球技術(shù)的得分或者失分情況，為教練員在進(jìn)行乒乓球訓(xùn)練及比賽中利用弧圈球戰(zhàn)術(shù)提供有利的理論依據(jù)，以真正發(fā)揮弧圈球的威力，提高乒乓球訓(xùn)練的效果和乒乓球運(yùn)動(dòng)的技術(shù)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 榮銀超. 試談乒乓球正手快攻、弧圈球教學(xué)中“重心交換”說(shuō)法 [J]. 四川體育科學(xué)， 2018（1）：48-51.