โมเดล Elo และ Poisson อธิบายแบบเข้าใจง่าย
โมเดล Elo และ Poisson คือสองแนวทางสถิติที่ได้รับการยอมรับมากที่สุดในการแปลงข้อมูลฟุตบอลเป็นความน่าจะเป็นของผลการแข่งขัน: โมเดล Poisson/Dixon-Coles มองประตูเป็นกระบวนการนับและสร้างเมทริกซ์สกอร์ครบทุกผล ส่วนเรตติ้ง Elo เก็บตัวเลขความแข็งแกร่งหนึ่งค่าที่อัปเดตหลังทุกผลการแข่งขัน หน้านี้อธิบายคณิตศาสตร์เบื้องหลังทั้งสองแบบภาษาคน และวิธีที่ทั้งคู่ทำงานเป็น 2 ใน 3 เอนจินความน่าจะเป็นหลักของการวิเคราะห์ 12 เอนจินของ 11Stat นี่คือการวิเคราะห์ข้อมูลฟุตบอล ไม่ใช่คำแนะนำการพนัน
ทำไมต้อง Poisson? ประตูคือกระบวนการนับ
ประตูในฟุตบอลคือเหตุการณ์ที่เกิดไม่บ่อยซึ่งกระจายอยู่ตลอด 90 นาที: แมตช์เฉลี่ยมีประตูราว 2.6-2.9 ลูก และการบุกแต่ละครั้งจบด้วยประตูด้วยความน่าจะเป็นเพียงเล็กน้อย โครงสร้างแบบนี้คือกรณีตัวอย่างตามตำราของการแจกแจงปัวซง (Poisson) ถ้ารู้ค่าคาดหวังประตูต่อนัดของทีม (λ, แลมบ์ดา) ปัวซงจะให้ความน่าจะเป็นของการยิง 0, 1, 2, 3... ประตูครบทุกกรณี
λ ไม่ใช่ค่าคงที่ตายตัว แต่คำนวณจากพลังบุก พลังรับของคู่แข่ง ผลของการเล่นเหย้า/เยือน และค่าเฉลี่ยประตูของลีก ที่ 11Stat ค่าคาดหวังนี้ถูกป้อนด้วยข้อมูล xG (ประตูคาดหวัง): คุณภาพของโอกาสเป็นตัวกำหนด λ ไม่ใช่สกอร์บนป้ายคะแนน
การปรับแก้ Dixon-Coles: ความเป็นอิสระพังที่สกอร์ต่ำ
โมเดลปัวซงล้วนนับประตูของสองทีมแบบเป็นอิสระต่อกัน แต่ข้อมูลจริงขัดแย้งตรงสกอร์ต่ำพอดี: ผลเสมออย่าง 0-0 และ 1-1 กับผลเฉียดฉิวอย่าง 1-0 และ 0-1 เกิดขึ้นด้วยความถี่ต่างจากที่สมมติฐานความเป็นอิสระทำนาย — ทีมที่นำอยู่จะลดจังหวะเกม และเมื่อสกอร์เท่ากันทั้งสองฝ่ายจะบริหารความเสี่ยง
การปรับแก้ Dixon-Coles ปี 1997 ซ่อมมุมนี้โดยตรง: พารามิเตอร์ความสัมพันธ์ขนาดเล็ก (ρ, rho) ถ่วงน้ำหนักใหม่เฉพาะช่องที่มี 0 หรือ 1 ประตู โดยไม่แตะส่วนอื่นของเมทริกซ์ นอกจากนี้โมเดลยังลดน้ำหนักแมตช์เก่าด้วยการถ่วงเวลาแบบเอ็กซ์โพเนนเชียล ฟอร์มเมื่อสองฤดูกาลก่อนจึงไม่มีน้ำหนักมากกว่าฟอร์มเดือนล่าสุด ทั้งสองคำนิยามอยู่ในอภิธานศัพท์
จากค่าคาดหวังประตูสู่เมทริกซ์สกอร์: 1X2 สูง/ต่ำ และทั้งสองทีมทำประตู จากแหล่งเดียว
เมื่อรวมค่า λ ของสองทีมเข้ากับการปรับแก้ Dixon-Coles จะได้เมทริกซ์สกอร์: ความน่าจะเป็นของทุกสกอร์ที่แน่นอนตั้งแต่ 0-0 ขึ้นไป เมทริกซ์นี้คือแหล่งความจริงเดียว — มวลความน่าจะเป็นสองฝั่งของเส้นทแยงให้ความน่าจะเป็น 1X2 มวลสองฝั่งของเส้นประตูรวมให้สูง/ต่ำ และช่องที่ทั้งสองทีมยิงอย่างน้อยหนึ่งประตูรวมกันเป็นความน่าจะเป็นที่ทั้งคู่ทำประตู
เพราะทุกตัวเลขมาจากเมทริกซ์เดียวกัน เปอร์เซ็นต์เหล่านี้จึงขัดแย้งกันเองไม่ได้ ความสอดคล้องภายในนี้คือข้อได้เปรียบที่จับต้องได้ที่สุดของโมเดลความน่าจะเป็นเหนือการทายด้วยความรู้สึก และเปอร์เซ็นต์มีความไม่แน่นอนเสมอ: ความน่าจะเป็น 60% หมายถึงผลนั้นคาดว่าจะเกิดในราว 60 จาก 100 สถานการณ์ที่คล้ายกัน — อีก 40 สถานการณ์ก็คือส่วนหนึ่งของความน่าจะเป็น ไม่ใช่ความล้มเหลว
เรตติ้ง Elo: ความแข็งแกร่งที่อัปเดตทุกผลการแข่งขัน พร้อมความได้เปรียบเจ้าบ้าน
เรตติ้ง Elo ซึ่งดัดแปลงจากหมากรุกสู่ฟุตบอล เป็นมาตรวัดความแข็งแกร่งจากผลการแข่งขัน แต่ละทีมมีตัวเลขเดียว: ก่อนเริ่มเกม ส่วนต่างเรตติ้งถูกแปลงเป็นผลที่คาดหวัง หลังจบเกม ส่วนต่างระหว่างผลจริงกับผลที่คาดไว้ — คูณด้วยค่า K — ถูกบวกเข้าเรตติ้ง ทีมเต็งที่ชนะทีมอ่อนแทบไม่ได้แต้มเพิ่ม ส่วนทีมที่สร้างเซอร์ไพรส์เรตติ้งกระโดดขึ้น
ความได้เปรียบเจ้าบ้านเข้าโมเดลเป็นแต้มเรตติ้งพิเศษ — ขนาดต่างกันตามลีก แต่ในการใช้งานทั่วไปมันขยับความน่าจะเป็นในการชนะหลายจุดเปอร์เซ็นต์ในคู่ที่สูสี ส่วนฟอร์มล่าสุดถูกจับด้วยการให้น้ำหนักนัดหลัง ๆ มากขึ้น วิธีสร้างสัญญาณนี้อธิบายอยู่ในหน้าดัชนีฟอร์มทีม
จุดแข็งและจุดบอดของแต่ละโมเดล: ความเห็นต่างก็คือข้อมูล
สองโมเดลมองคำถามเดียวกันผ่านหน้าต่างคนละบาน:
- Poisson/Dixon-Coles กินข้อมูลจากการผลิตประตู: แข็งแกร่งโดยธรรมชาติในคำถามเรื่องสกอร์ ประตูรวม และทั้งสองทีมทำประตู แต่ไวต่อการเปลี่ยนผู้เล่นและข้อมูลที่บาง
- Elo/ฟอร์ม เรียนรู้จากผลการแข่งขันเท่านั้น: ทนต่อสัญญาณรบกวนและสม่ำเสมอข้ามลีก แต่ไม่เคยเห็นว่าแมตช์ถูกชนะอย่างไร และมีปัญหาเริ่มต้นเย็น (cold start) ช่วงต้นฤดูกาลใหม่
เมื่อทั้งสองเอนจินชี้ทางเดียวกัน ความเชื่อมั่นสูงขึ้น เมื่อเห็นต่างกัน นั่นไม่ใช่ความผิดพลาดแต่คือข้อมูล — มักเป็นสัญญาณว่าป้ายคะแนนกับการผลิตเกมจริงไม่ตรงกัน ในกรณีนั้น 11Stat จะลดคะแนนความเชื่อมั่นแทนที่จะขยายสัญญาณ
ภายใน 11Stat: 2 ใน 3 เอนจินความน่าจะเป็นหลัก
ในสายการวิเคราะห์ของ 11Stat ทุกแมตช์ผ่าน 12 เอนจิน โดยสามตัวเป็นเอนจินความน่าจะเป็นหลัก: เอนจินประตู Poisson/Dixon-Coles เอนจิน Elo/ฟอร์ม และเอนจินไบวาริเอตขั้นสูง สองโมเดลในหน้านี้คือสองเสาแรกของแกนกลางนั้น ส่วนเสาที่สามจำลองความสัมพันธ์ที่สกอร์ต่ำอย่างยืดหยุ่นกว่า
ผลลัพธ์ของเอนจินไม่เคยถูกเผยแพร่แบบดิบ: ชั้นการปรับเทียบจะจัดแนวความน่าจะเป็นให้ตรงกับผลงานในอดีตก่อน จากนั้นกฎฉันทามติจะนับว่ามีเอนจินอิสระกี่ตัวชี้ทางเดียวกัน และคุณภาพข้อมูลที่ต่ำจะลดทอนสัญญาณ กระบวนการตรวจสอบทั้งหมดบันทึกอยู่ในหน้าระเบียบวิธี ผลลัพธ์คือการวัดความน่าจะเป็นที่ตรวจสอบได้ ไม่ใช่คำสัญญา
คำถามที่พบบ่อย
โมเดล Poisson หรือ Elo การันตีผลการแข่งขันได้หรือไม่?
ไม่ได้ ไม่มีโมเดลสถิติใดการันตีผลของแมตช์เดียวได้ โมเดลผลิตได้เพียงการแจกแจงความน่าจะเป็น ผลที่ได้รับความน่าจะเป็น 65% จะไม่เกิดขึ้นในราว 35 จาก 100 แมตช์ที่เทียบเคียงกัน — นั่นไม่ใช่ข้อผิดพลาด แต่คือนิยามของความน่าจะเป็น ผลลัพธ์ของ 11Stat คือการวิเคราะห์ข้อมูล ไม่ใช่คำสัญญาเรื่องผลลัพธ์
ความน่าจะเป็นสูงจากโมเดลถือเป็นทีเด็ดบอลชัวร์ใช่ไหม?
ไม่ใช่ ไม่มีสิ่งที่เรียกว่าทีเด็ดชัวร์ และ 11Stat ไม่ใช้ภาษาแบบนั้น แม้แต่ผลที่น่าจะเป็นที่สุดก็ยังพลาดด้วยความถี่ที่มีนัยสำคัญ และความแปรปรวนของแมตช์เดียวมีขนาดใหญ่เสมอ สิ่งที่แพลตฟอร์มแสดงคือความน่าจะเป็น ฉันทามติของเอนจิน และคุณภาพข้อมูล เพื่อให้ผู้อ่านเห็นความไม่แน่นอนด้วยตัวเอง
ทำไมใช้ปัวซงแทนการแจกแจงปกติ (normal distribution)?
จำนวนประตูคือข้อมูลนับที่เป็นจำนวนเต็มขนาดเล็กและไม่ติดลบ: 0, 1, 2, 3... การแจกแจงปกติเป็นแบบต่อเนื่องและสมมาตร ในแมตช์ที่เฉลี่ย 2.6 ประตู มันจะแจกความน่าจะเป็นให้ค่าที่ไร้ความหมายอย่างลบหนึ่งประตูด้วย ส่วนปัวซงถูกออกแบบมาสำหรับการนับจำนวนเต็ม และเข้ากับการแจกแจงประตูจริงได้ดีมากในเหตุการณ์หายากที่ค่าเฉลี่ยต่ำ
พารามิเตอร์ rho (ρ) ของ Dixon-Coles ทำอะไรกันแน่?
Rho ปรับความน่าจะเป็นของสกอร์เพียงสี่แบบ — 0-0, 1-0, 0-1 และ 1-1 — ด้วยตัวคูณขนาดเล็ก ปัวซงล้วนคลาดเคลื่อนเชิงระบบในโซนสกอร์ต่ำนี้เพราะประตูของสองทีมไม่เป็นอิสระต่อกันตรงนั้น โดยทั่วไป rho เป็นค่าเล็ก ๆ และไม่แตะส่วนที่เหลือของเมทริกซ์สกอร์เลย
ความได้เปรียบเจ้าบ้านใน Elo มีค่าเท่าไร?
ต่างกันตามลีกและยุคสมัย ในการใช้งานทั่วไป แต้มโบนัสของทีมเหย้าแปลงเป็นการขยับความน่าจะเป็นในการชนะหลายจุดเปอร์เซ็นต์ในคู่ที่สูสี ข้อมูลจากช่วงแข่งไร้ผู้ชมแสดงว่าความได้เปรียบนี้ไม่คงที่ 11Stat จึงประเมินพารามิเตอร์นี้รายลีกจากข้อมูลจริง และตรวจสอบด้วย backtest จำลอง
Elo กับ Poisson อะไรดีกว่ากัน?
ทั้งคู่เป็นส่วนเติมเต็มกัน ไม่ใช่คู่แข่ง Poisson/Dixon-Coles สร้างเมทริกซ์สกอร์ตามธรรมชาติสำหรับคำถามที่อิงประตู ส่วน Elo ให้สัญญาณความแข็งแกร่งจากผลการแข่งขันที่ทนต่อสัญญาณรบกวน ใน backtest จำลอง ไม่มีตัวใดเหนือกว่าอย่างสม่ำเสมอเมื่อใช้เดี่ยว ๆ นั่นคือเหตุผลที่ 11Stat รันทั้งสองตัวพร้อมเอนจินไบวาริเอตขั้นสูงในฉันทามติเดียวกัน