ارزیابی سیستم های عملکرد و ردیابی الکترونیکی (EPTS) در فوتبال: استانداردهای فیفا ۲۰۲۵

هوالمصور

ارزیابی سیستم های عملکرد و ردیابی الکترونیکی (EPTS) در فوتبال: استانداردهای فیفا 2025 

چکیده 

سیستم های عملکرد و ردیابی الکترونیکی (EPTS) به ابزارهای حیاتی در تحلیل عملکرد فوتبالی تبدیل شده اند و امکان ردیابی دقیق موقعیت، سرعت، شتاب و معیارهای فنی بازیکنان و توپ را فراهم می کنند. فیفا، از طریق برنامه کیفیت خود، استانداردهای جامعی را برای ارزیابی این سیستم ها در سال 2025 معرفی کرده است. این یادداشت با استناد به "راهنمای آزمون EPTS فیفا (نسخه مه 2025)"، روش های پیشرفته، معیارهای ارزیابی و فناوری های مورد استفاده در اعتبارسنجی EPTS را بررسی می کند. تمرکز این مطالعه بر پروتکل های آزمون، معیارهای جدید (مانند شتاب، بار و معیارهای توپ و ضربه) و اهمیت داده های ردیابی زنده در ارتقای تحلیل های فوتبالی است. نتایج این پژوهش نشان دهنده تعهد فیفا به بهبود دقت و قابلیت اطمینان فناوری های ردیابی در خدمت مربیان، بازیکنان و داوران است.

مقدمه 

فوتبال مدرن به شدت به داده های عملکرد وابسته شده است. سیستم های EPTS، شامل فناوری هایی مانند سیستم های موقعیت یابی جهانی (GNSS)، ردیابی نوری (OTS) و واحدهای اندازه گیری اینرسی (IMUs)، اطلاعات بی درنگی درباره حرکات بازیکنان و توپ ارائه می دهند. این داده ها برای تحلیل تاکتیکی، مدیریت بار بازیکنان و حتی تصمیم گیری های داوری حیاتی هستند. فیفا، به منظور تضمین کیفیت این سیستم ها، برنامه کیفیت EPTS را توسعه داده است که در نسخه 2025 خود، معیارهای جدیدی مانند شتاب، بار و معیارهای فنی را معرفی کرده است. این مقاله با هدف بررسی پروتکل های آزمون فیفا، روش های ارزیابی و تاثیرات بالقوه این استانداردها بر آینده تحلیل عملکرد فوتبالی، به تحلیل محتوای راهنمای آزمون EPTS می پردازد.

روش شناسی محل و شرایط آزمون 

آزمون های EPTS در استادیوم های استاندارد فیفا با زمینی به ابعاد رسمی انجام می شوند. منطقه آزمون، معمولا یک فضای 40×30 متری، مجهز به سیستم ضبط حرکت سه بعدی VICON با 40 دوربین (34 عدد Valkyrie و 6 عدد Vantage V16) است که با نرخ نمونه برداری 100 هرتز داده ها را ثبت می کنند. این سیستم به عنوان معیار مرجع برای ارزیابی دقت حرکات بازیکنان و توپ عمل می کند. همچنین، تجهیزات نقشه برداری Total Station برای اندازه گیری دقیق مختصات زمین استفاده می شود.

آماده سازی بازیکنان و توپ بازیکنان با نشانگرهای بازتابی 40 میلی متری روی نقاط کلیدی بدن (لگن و شانه ها) و 26 نشانگر 25 میلی متری روی اندام های تحتانی برای ردیابی دقیق مجهز می شوند. واحدهای IMU Blue Trident برای اندازه گیری بار روی لگن نصب می شوند. توپ نیز با 16 نشانگر بازتابی نیم کره ای برای ردیابی سه بعدی آماده می شود. این آماده سازی ها امکان ثبت دقیق حرکات در سناریوهای مختلف فوتبالی را فراهم می کنند.

پروتکل های آزمون 

پروتکل های آزمون شامل وظایف متنوعی برای شبیه سازی شرایط واقعی بازی است:

مدارها: شامل راه رفتن، دویدن آرام، شتاب های حداکثری و تغییر جهت ها.

دوهای حداکثری: دویدن های 40 متری برای ارزیابی سرعت.

بازی های کوچک: بازی های 2 در مقابل 2 و 5 در مقابل 5 برای ردیابی حرکات پویا.

وظایف توپ: شامل پاس های 10، 20 و بیش از 20 متری، دریبل مداوم، پرتاب ها و ردیابی توپ در بازی های کوچک.

معیارهای ارزیابی فیفا معیارهای متعددی را برای ارزیابی EPTS تعریف کرده است:

موقعیت و سرعت: با استفاده از تفاوت میانگین ریشه ای (RMSD) و تفاوت مطلق میانگین (MAD) نسبت به داده های VICON.

شتاب: شامل شتاب سری زمانی و تلاش های شتاب با آستانه های مشخص (1.0، 2.0 و 3.0 متر بر ثانیه مربع).

بار: شاخص بار با استفاده از داده های IMU در سه محور (X، Y، Z) محاسبه می شود.

معیارهای توپ و ضربه: شامل تشخیص ضربه، زمان تماس پا با توپ، سرعت اوج و میانگین پا، و موقعیت و سرعت دوبعدی توپ.

داده های ردیابی زنده ارزیابی داده های زنده از طریق API gRPC انجام می شود که تاخیر انتشار، دریافت و انتقال را محاسبه می کند. این امکان تحلیل بی درنگ داده ها را فراهم می کند، که برای کاربردهایی مانند پخش زنده و تصمیم گیری های داوری حیاتی است.

تحلیل داده ها 

داده های ارائه دهندگان در فرمت CSV با نرخ نمونه برداری ثابت 50 هرتز بازنمونه گیری شده و با فیلتر پایین گذر Butterworth (فرکانس قطع 1 هرتز) پردازش می شوند. همگام سازی زمانی با استفاده از همبستگی متقابل و روش پنجره لغزنده انجام می شود تا داده های ارائه دهنده با VICON هم تراز شوند. تحلیل های آماری شامل RMSD برای سری های زمانی، MAD برای موقعیت و سرعت، و حساسیت برای تشخیص ضربه ها است. سیستم رتبه بندی فیفا از مقیاس پنج سطحی (بسیار بالاتر تا بسیار پایین تر) برای ارزیابی عملکرد در باندهای سرعت مختلف استفاده می کند.

یافته ها 

دقت و قابلیت اطمینان سیستم های EPTS ارزیابی شده توانایی بالایی در ردیابی موقعیت و سرعت بازیکنان و توپ نشان داده اند، به ویژه در باندهای سرعت پایین تر (0-15 کیلومتر بر ساعت). با این حال، در سرعت های بالاتر (بیش از 25 کیلومتر بر ساعت)، برخی سیستم ها با افزایش RMSD مواجه می شوند که نشان دهنده نیاز به بهبود در سناریوهای پویا است.

معیارهای جدید شتاب: ارزیابی شتاب سری زمانی و تلاش های شتاب امکان تحلیل دقیق تر حرکات انفجاری را فراهم می کند. آستانه های تعریف شده (جدول 3) استانداردسازی مقایسه بین سیستم ها را تسهیل می کنند.

بار: شاخص بار، با استفاده از داده های IMU، اطلاعات ارزشمندی درباره فشار فیزیکی بازیکنان ارائه می دهد، که برای مدیریت خستگی و پیشگیری از آسیب حیاتی است.

معیارهای توپ و ضربه: تشخیص دقیق ضربه ها (با حساسیت بالا) و زمان تماس پا با توپ، کاربردهای تاکتیکی و فنی EPTS را گسترش می دهد.

داده های زنده 

تاخیر میانه در داده های زنده (354 میلی ثانیه برای انتشار و 378 میلی ثانیه برای دریافت) نشان دهنده توانایی سیستم ها برای ارائه داده های نزدیک به زمان واقعی است. این امر برای کاربردهای پخش و تحلیل در حین بازی بسیار مهم است.

بحث استانداردهای فیفا 2025 با معرفی معیارهای جدید و پروتکل های دقیق، گام مهمی در بهبود کیفیت EPTS برداشته اند. استفاده از سیستم VICON به عنوان معیار مرجع، دقت بالایی را تضمین می کند، اما محدودیت هایی مانند فضای ضبط محدود (35×25 متر) ممکن است چالش هایی برای ردیابی در مقیاس کل زمین ایجاد کند. انتقال به gRPC برای داده های زنده، مقیاس پذیری و کارایی را بهبود بخشیده، اما نیاز به هماهنگی پیش از آزمون برای کاهش مشکلات فنی دارد.

یافته های این مطالعه نشان می دهند که EPTS می تواند به طور قابل توجهی تحلیل عملکرد را در فوتبال ارتقا دهد، از بهبود استراتژی های مربیگری تا افزایش دقت تصمیم گیری های داوری. با این حال، ارائه دهندگان باید بر بهبود دقت در سرعت های بالا و سناریوهای پیچیده تمرکز کنند. علاوه بر این، معیارهای جدید مانند بار و معیارهای فنی، کاربردهای بالینی و تاکتیکی جدیدی را برای مدیریت سلامت بازیکنان و تحلیل بازی باز می کنند.

نتیجه گیری 

برنامه کیفیت فیفا برای EPTS در سال 2025 استانداردهای جامعی را برای ارزیابی سیستم های ردیابی ارائه می دهد که دقت، قابلیت اطمینان و کاربرد داده های عملکرد فوتبالی را بهبود می بخشد. پروتکل های آزمون دقیق، معیارهای جدید و تمرکز بر داده های زنده، این سیستم ها را به ابزاری ضروری برای آینده فوتبال تبدیل کرده اند. تحقیقات آتی باید بر گسترش فضای ضبط، بهبود دقت در سناریوهای پویا و ادغام هوش مصنوعی برای تحلیل پیشرفته تر داده ها تمرکز کنند.

مراجع Winter, D.A. (2009). Biomechanics and motor control of human movement. John Wiley & Sons.

Ellens, S., et al. (2022). Techniques to derive and clean acceleration and deceleration data of athlete tracking technologies in team sports: A scoping review. Journal of Sports Sciences, 40(16), 1772-1800.

Ángel-López, J.P., et al. (2017). Kinematic soccer kick analysis using a motion capture system. In VII Latin American Congress on Biomedical Engineering CLAIB 2016.

مصطفی لطفی . وکیل ورزشی . پژوهشگر فوتبال