人工智能与大数据在体育中的应用研究*

戈 俊

人工智能与大数据在体育中的应用研究*

戈 俊

（南京林业大学体育教育部，江苏 南京 210037）

人工智能与大数据在体育领域的应用主要体现在：体育赛事智能化应用系统提升科技办赛专业化级别、智能化训练监测运动技术促进决策有理有据、体育文案资料的数据化管理及检索应用、实时运动伤病医务监督及医管平台建设降低运动风险、体育场馆物联网建设实现万物IP智能互联、智能穿戴结合移动通信加速推广智慧健身。建议：加强科技体育建设，强化体育数据过程分析，巩固数字体育基础研究，重塑网络体育模型构建，优化智能体育举措解析，创新体育信息技术产业发展，加大高科技的投入，推进人工智能与大数据的普及渗透，有利于体育的长效发展。

人工智能；大数据；体育

高科技信息技术是体育事业发展中强有力的推进器，而人工智能与大数据在诸多体育领域的应用中又承载着最主要的角色。推动体育智能化进程，要分清构成体育的本质因素，探索运动习惯轨迹、线程及路径，以数字化发展为契机，开展大数据收集，挖掘整理并总结数据客观规律，结合算法公式，完成数据分析，解密数据背后的含义。

1 体育赛事智能化应用系统提升科技办赛专业化级别

1.1 NBA赛事大数据分析驱动球队成绩走向

赛事是体育领域最具核心价值的产品，宏观展现的普通赛事，其背后却蕴藏着大量有待挖掘和处理的数据信息。从球队整体到球队中的个人，他们的动作习惯、技术风格、战术策略等都能够通过大数据的形式表现出来。在拥有庞大数据支撑的基础上，结合优化的预制算法，可以对赛事进程及其结果进行有理有据的人工智能推断和预判。

早在1980年NBA就开始对数据进行管理，分别对球员得分、篮板、助攻、盖帽、抢断、犯规及失误等一系列场上数据进行分析。NBA这种翔实的数据统计不局限于单个球员，还提供多位球员数据的对比服务，数据分析将会直接影响到球队的战绩。据《经济观察报》报道，30支NBA球队中有15支球队长期使用数据分析，助力其胜率高达59.3%，而没有进行数据分析的球队则平均胜率只有40.7%。大数据与人工智能在见证NBA历史上6次总冠军的金州勇士队以及发掘2次当选常规赛MVP的三分王斯蒂芬·库里的案例中起着举足轻重的作用。Second Spectrum作为篮球数据视觉分析精度大师，在业界备受好评，NBA总决赛前5名队伍都在使用该系统，其特点在于该系统可以及时更新并循环搜集数据信息，并以高时效性反馈和解析每节比赛中所产生的数据。由于高科技的介入，勇士队曾一度被业界冠以“NBA中的谷歌”称号，科技的力量不容小觑。不难看出，NBA近年来持续加大对球员技术的追踪，不断探寻如何深度发掘有价值的数据，通过数据对比来深入分析比赛。

1.2 人工智能催生电子竞技行业赛事的兴起

体育的发展带动了人们生产、生活方式的变革，人们从物质生活需求逐渐转变为精神健康需求。电子竞技是通过数字化采集技术感知体育运动过程，呈现运动画面，致力于传播赛事动态与实况，分析运动行为，发掘体育数据，以重现运动场景的方式使其电子竞技化。从技术层面来看，电子竞技的本质是数字技术的驱动与支持，其核心及原理是通过数字通路、计算机终端、互联网等多种技术手段，完善体育进程与环境搭建，从而增强参与者的运动体验，提升感官意识，营造竞技运动紧张刺激的竞赛氛围，享受运动的乐趣，以身临其境的方式与运动明星面对面竞技。

如今，电子竞技赛事的多元化趋势明显，主要是由于人工智能学科的发展推进了电子竞技行业的创新。电子竞技赛事最令人热血澎湃的就是视觉上的冲击，高清、3D、激光、光电等技术令参赛者及观众充分地享受赛事的乐趣，使玩家感受到前沿高科技与电子竞技交叉融合后的炫彩魅力。电子竞技与人工智能的相得益彰，促进了电子竞技的高速发展。目前，最具真相感的虚拟现实增强技术AR，已经成熟地运用于电子竞技的赛事之中，并广受好评。由暴雪公司出品即时战略游戏《魔兽争霸》通过AR技术让虚拟世界中的英雄人物逼真地呈现于赛场之中，使得玩家们在现场观赛时的代入感更加强烈，同时提升了电竞赛事的科技层次。早年间，电子竞技给人们注入了过多的负能量，但随着AI技术的引入，让电子竞技更具科技魅力，强化了电子竞技赛事的高规格、高品质。国际奥委会给予电子竞技的认可驱动着电竞未来发展方向。电子竞技在未来将向传统体育靠拢，并且更趋近于社会主流，也许在2024年巴黎奥运会上，就能看到电子竞技成为奥运会的正式比赛项目。

1.3 人工智能助力阿尔法狗约战千年古老文明“手谈”

人工智能（Artificial Intelligence,AI）这一专业术语，是由著名的数学博士、计算机科学家约翰·麦卡锡于1956年在美国达特茅斯会议上首次提出的，他成功地将数学逻辑应用到人工智能的雏形之中。当时，他与多位年轻学者共同提出未来计算机可以分析人的品性和行为并加以学习思考，完成类似棋牌类比赛是人工智能幼时的目标。半个世纪过去的今天，人工智能已然成为迄今为止表现人类高科技智慧的产物之一，也是将来最具竞争力及市场份额的香饽饽，而围棋则是中华民族传统文化的瑰宝，两者的结合作为应景之举的阿尔法狗应运而生。

阿尔法狗是人类制造研发的可自主学习研修的智能工具，看似是机器与人脑的一次巅峰对决，实际上是人类科学界的一次划时代的融合与超越。人工智能云集了数学、心理学、神经科学、语言学、计算机科学、人类学等多门学科的交融互通，它是无数科学家智慧的结晶。其数以百计的中央处理器与图形处理器对几千年来围棋界不计其数的优秀棋谱进行读取、识别、存储与分析。围棋运动具有严格的竞赛规则，通过有序的路数在19×19格上变化出无序的行棋章法，于是通过棋手们的对弈就形成了千变万化的棋谱，对于计算机而言这就是大数据，只有不断地进行识别、分析、计算，才能最终总结并提取有效克敌制胜的路数。因此，人工智能的发展与进步离不开大数据强有力的支撑。

2 智能化训练监测运动技术促进决策有理有据

数据是互联网时代最宝贵的资源，大数据在赋能传统行业的同时，让体育更具科技新生命，体育事业的蓬勃发展离不开大数据的支撑。数据统计与管理是建立在组织实施采集内容形式丰富多样的动作信息集合的基础上，对数据加以建模、处理与分析，通过标准化数据处理，挖掘数据背后隐藏的价值。

欧洲大满贯得主英格兰超级联赛劲旅切尔西足球俱乐部与英国拉夫堡大学共同研发了一套AI球探与教练辅助训练系统。该系统通过搜集并分析球员多个赛季的历史数据来制定科学有效的训练方案。从球员技术细节的分析到竞赛心态的调控，从战术策略到团队意识配合，大数据分析降低了人为主观推断的不足，凸显了客观数据的潜能。这项技术是基于重复的强化学习，让系统在海量大数据的分析后，最终做出正确决策。如依据球员的特性，制定赛前技战术及赛后技术反思与总结。系统研发的核心在于大数据的支撑，行内人士表示数据背后蕴藏着有待开发的资源，其内部机制与原理，只能交由计算机去分析与处理。因此，数据量越大，产出的信息量就越丰富。与此同时，系统搜集并捕获的历史数据要尽可能精确的体现运动员及球队的真实情况，这样制定出来的战略决策才是行之有效、切实可行的。

3 体育文案资料的数据化管理及检索应用

大数据是一种大规模的在获取、存储、管理、分析方面大大地超过了传统数据库软件工具能力范围的数据集合，具有海量的数据规模、快速的数据流转、多样的数据类型和价值密度低四大特征。大数据在体育文案资料管理应用中，通过对运动员资料、运动场馆资料、赛事资料的收集、整理、检索与分析，从客观角度多方面考察后备力量储备情况、运动场馆使用及维护情况、赛事动向及上座率走势情况，为体育产业的格调布局、体育资源配比整合，以及政府面向社会大众提供体育健康服务等做出必要的数据支撑。

Sports Performance Platform是微软公司设计与研发的用于进行赛前运动员注册备案、赛中评价运动员竞技水平与参赛能力的数据量化管理系统。该系统基于对运动员个人及运动队整体综合信息数据进行采集、分析与整理，并给予高认可度的处理方式与解决方案。我国三人篮球在运动员等级评定方面，引入了大数据分析技术。过去在运动员等级评定时往往会出现虚假作弊的现象。后期为了杜绝此类事件的发生，中国篮协进行了运动员数字化管理改革，将所有赛事的报名工作都放在网上进行。一方面，请保险公司通过网络数据对身份进行查验；另一方面，给每位运动员建立个人档案，对参赛场次、时长及贡献率等进行大数据统计，将运动员的全部参赛数据进行记录、归档和分类处理，以便为日后运动员等级评定提供数据支持。数据管理细化工作方案，让弄虚作假无处遁形。

4 实时运动伤病医务监督及医管平台建设降低运动风险

一场马拉松认清一座城，城市马拉松以突出城市特色，带动全民健身为目标，同时刺激了体育旅游和体育消费，是目前为止最具生命力的项目之一。由于马拉松具有路程长、强度大、参与人数众多等特点，赛事安全保障显得格外重要。

扬州马拉松一直以“智慧”著称，人工智能与大数据是为扬州马拉松保驾护航的“黑科技”，毫不夸张地说“智慧扬马”拥有国内首家智慧马拉松决策平台，该平台云集了腾讯大数据、腾讯地图、视觉设计、腾讯医疗云等多个团队的科技融合。指挥中心的3D大银幕中不断滚动刷新救护车、救护站、安保人员、裁判员、医护人员等实时信息。当有突发事件告警时，现场指挥人员可通过该数据信息，第一时间调动距离事发地最近、最便捷的医疗团队到场，以此避免因为时效或路程延误最佳救护时间。2019扬州马拉松更是煞费苦心的运用互联网、云计算技术，通过给运动员配置智能手环，实时远程采集运动员心率数据，并通过可视化处理将其与急救设备进行无线互联，实现智能化管理。当运动员生理指标发生异常时，该系统会自动向指挥中心预警，并及时为该选手分配最完善的医务支援。

5 体育场馆物联网建设实现万物IP智能互联

体育场馆及配套设施的标准智能化建设在体育事业发展中将成为行业基础标配，也将助力体育事业科技化转型，有利于增强运动参与者的运动感受，改善亲临赛场观众的观赛体验，缩小训练场馆与比赛场馆的条件差异，有助于提高实训质量。

我国许多传统老场馆存在场馆运营成本高、人员管理难、设备维护周期长、开放时间与场地利用率无法量化、经营模式单一等诟病，这些问题长期困扰着政府和场馆运营部门。如何做到低成本、高效率运营运动场馆，国内最大的体育运动场馆大数据信息服务平台动网科技提出了解决方案：基于信息化、数字化、智能化运动场馆跃跃欲试、拔地而起的今天，人工智能大数据可以加强场馆运作效率，通过物联网技术将传感器与通信设备捆绑，定时向客户发送交通管理等信息。指导球迷省时有序地进出场馆，提供便捷的泊车定位服务，精准监控场馆能源设备消耗情况，根据气温、湿度及场馆内外光线明暗程度智能化调整空调及照明系统，合理运用人像识别技术制约人流访问权限，以科技的力量加强安保级别。该公司还将基于互联网提供软件服务（Software-as-a-Service，SaaS）部署到服务器上，在云计算的支持下向客户提供服务，在针对数万家体育场馆的运营中，方便快捷又准确地提供场馆位置坐标信息、运动人流量分布信息、体育项目空间布局信息等，同时对场馆的运动人数、体育消费等数据进行统计与分析，生成定制化大数据实时监控系统，基于该系统为用户、场馆、政府搭建互联互通桥梁，彻底解决场馆信息对流不畅、政策资讯不明朗的尴尬局面。

6 智能穿戴结合移动通信加速推广智慧健身

党的十八大报告已经明确指出：广泛开展全民健身运动，促进群众体育和竞技体育的全面发展。随着广大人民群众健身观念的提升以及健身消费能力的普遍提高，传统体育领域的消费已向智能体育消费市场转型升级，智能体育将体育健身和高科技创新有机结合。体育装备与人工智能高度融合，加速体育器材的网络化、数据化、智能化，赋予体育新概念，引领体育消费新局面。

新入局的VENTO健身平台长期致力于让人工智能成为私教。通过对健身者身体形态数据的综合性评分，将传统健身时长大幅缩短，参与者可以利用碎片化时间完成健身锻炼，并且在每次健身结束后，系统会为用户展现每块被刺激肌肉的生理数据变化，让机器以客观专业的服务方式取代教练员人性化指导，这是颠覆传统健身行业的标志性举措，将行业服务模式从主动性推销转为应用型服务，降低了运营成本，免除多项额外开支。从客户的角度出发，提升了健身新体验。除此之外，人工智能将根据健身人群的年龄分布，智能化提供科学健身方案，避免由于参与者健康意识淡薄、健身欲望强烈，盲目过量健身导致急性运动损伤，给身心带来不悦。VENTO还配备了专业级别的AI医疗设备，可以针对运动康复及老年健身爱好者提供运动处方参考。同样，系统会不间断地读取用户各项数据，根据实时数据信息及时调整运动量和运动强度，最终将健身报告发送至个人手机终端，供参与者及时查阅，了解锻炼变化的程度。由于可与历史数据进行量化对比，还可将锻炼成果通过社交平台在朋友圈展示。

7 结论与建议

7.1 结论

现代体育的转型与升级离不开人工智能与大数据的技术支持，人工智能与大数据在体育领域的应用主要体现在：体育赛事智能化应用系统提升科技办赛专业化级别、智能化训练监测运动技术促进决策有理有据、体育文案资料的数据化管理及检索应用、实时运动伤病医务监督及医管平台建设降低运动风险、体育场馆物联网建设实现万物IP智能互联、智能穿戴结合移动通信加速推广智慧健身。

7.2 建议

加大高科技的投入，推进人工智能与大数据的普及渗透，有利于体育的长效发展。加强科技体育建设，就要强化体育数据过程分析，巩固数字体育基础研究，重塑网络体育模型构建，优化智能体育举措解析，创新体育信息技术产业发展。人工智能与大数据将更好地促进与协调体育赛事与运动训练等各行业的管理与运营，加大对运动员伤病的监控与防治，积极营造并扩大体育媒体传播途径，加快体育产业品牌影响力，实现中国体育经济结构转型与升级，降低体育劳动成本，提升体育服务品质，增强体育消费观念，开创科技体育信息产业新局面。

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Research on the Application of Artificial Intelligence and Big Data in Sports

GE Jun

(Nanjing Forestry University, Nanjing 210037, Jiangsu, China)

南京市体育局体育科研局管课题（项目编号：NJTY2018-101）。

戈俊（1983—），硕士，讲师，研究方向：体育信息应用与管理。