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Eine Computersimulation der TU Wien liefert Prognosen für die Spiele der Fußball-Europameisterschaft: Österreich wird Gruppensieger, Deutschland kommt als Gruppenzweiter ins Achtelfinale.
Fast alles im Leben lässt sich irgendwie in Zahlen fassen – sogar eine Fußball-Europameisterschaft. Prof. Hardy Hanappi, der Sohn des legendären österreichischen Nationalspielers Gerhard Hanappi, forscht am Institut für Stochastik und Wirtschaftsmathematik der TU Wien an der Simulation komplexer Systeme. Er hat ein Computerprogramm entwickelt, das die wahrscheinlichsten Ergebnisse der EM-Spiele vorherberechnet. Die Prognose für die Gruppenphase ist fertig, Berechnungen zur KO-Phase werden noch folgen.
Bemerkenswerterweise wird nach den Computerberechnungen Österreich vor Portugal Gruppensieger, Deutschland qualifiziert sich als Gruppenzweiter fürs Achtelfinale. Fast alle großen Favoriten (Frankreich, Spanien, England, Portugal überstehen die Gruppenphase, bloß Italien scheitert.
Mathematische Formeln, die Fußball spielen
Normalerweise beschäftigt sich Hardy Hanappi mit Computersimulationen komplizierter politischer oder wirtschaftlicher Prozesse. Genau dieselben mathematischen Methoden kann man aber auch verwenden, um Fußballergebnisse zu modellieren.
Dabei kann man ganz unterschiedliche Ansätze wählen, erklärt Hanappi: „Man kann das Modell einfach halten und für jede Mannschaft einen einzigen Qualitätsparameter berechnen – diese Beschreibung ist aber recht grob und unflexibel. Man könnte auch jeden einzelnen Spieler separat modellieren. Dadurch wiederum wird die Rechnung extrem aufwändig und fragil, realistisch betrachtet lässt sich dadurch die Vorhersagekraft aber nicht steigern.“
Hanappi entschied sich für einen Mittelweg. Angriff, Mittelfeld, Verteidigung und Tormann werden für jedes Team getrennt voneinander modelliert. Die Daten aller Länderspiele seit 2012, an denen die bei der Europameisterschaft vertretenen Nationen beteiligt waren, wurden analysiert, um die passenden Parameter festlegen zu können.
Tausende simulierte Matches
„Jedes einzelne Spiel wird dann am Computer Minute für Minute durchsimuliert – und zwar tausendmal hintereinander“, erklärt Hanappi. Wie beim richtigen Fußballspiel hat der Zufall ein wichtiges Wort mitzureden. „In jedem simulierten Spiel fallen die Tore anders, die Entstehung von Torchancen wird teilweise durch Poisson-Prozesse abgebildet. Die Wahrscheinlichkeit, dass aus einer Torchance auch ein Tor entsteht hängt dann speziell auch noch von der jeweiligen Stürmerqualität, der Abwehrqualität und vielen anderen Parametern ab.“
Auch Konzepte aus der Spieltheorie flossen in das Computerprogramm ein: Jede Mannschaft hat ein bestimmtes Bild von der gegnerischen Mannschaft, und wird davon in seinem eigenen Spielverhalten beeinflusst. Am Ende lässt sich aus einer großen Sammlung simulierter Fußballspiel-Verläufe abschätzen, welches Ergebnis am wahrscheinlichsten ist.
Die Spiele der Gruppenphase hat Hardy Hanappi nun – unterstützt durch ein Team von Studierenden – bereits vollständig simuliert. „Jetzt sind wir dabei, uns die Spiele der KO-Phase anzusehen“, sagt Hanappi. „Auch die werden wir rechtzeitig öffentlich bekanntgeben, allerdings wollen wir unsere Computeralgorithmen mit den Ergebnissen und Beobachtungen der Gruppenphase gleich wieder auf den allerletzten Stand bringen.“
Fußball und Wissenschaft
Dass sich gerade Hardy Hanappi solchen Simulationen widmet, ist kein Zufall. Schließlich braucht man dafür nicht nur Erfahrung mit komplizierten Computermodellen, sondern auch ein tiefes Verständnis für Fußball, und das wurde ihm schon seit frühester Kindheit mitgegeben. Sein Vater war der legendäre Gerhard Hanappi – ein Schlüsselspieler des österreichischen Wunderteams von 1954, das damals bei der Weltmeisterschaft in der Schweiz den dritten Platz errang. Er galt in den Fünfzigerjahren als einer der besten Spieler der Welt und wurde zweimal in das Team der Weltbesten nominiert. Mit dem Fußballspielen finanzierte sich Gerhard Hanappi Senior sein Architekturstudium an der TU Wien, nach seinem Abschluss arbeitete er als Architekt und entwarf unter anderem das Hanappi-Stadion für seinen Heimatverein, den SK Rapid.
Auch der Sohn Gerhard „Hardy“ Hanappi war früh vom Ballsport begeistert: Mit sieben oder acht Jahren begann er mit dem Fußballspielen, in der Schülermannschaft des ASV13 feierte er die ersten Erfolge, mit 14 Jahren kam er dann kurz in die Rapid-Jugendmannschaft - obwohl sein Vater davon gar nicht so begeistert war. Eine Fußballkarriere schlug Hardy Hanappi dann doch nicht ein: „Fünf Mal Training in der Woche waren mir doch zu viel, ich wollte schließlich auch maturieren – und als Sohn eines Jahrhunderttalents ist ein durchschnittlich guter Kicker zu sein einfach zu wenig.“, sagt er. Stattdessen entschied er sich für eine wissenschaftliche Karriere, er forscht heute im Bereich Ökonomie und Wirtschaftsinformatik an der TU Wien und ist Jean Monnet Professor der EU für Politische Ökonomie Europas.
Rückfragehinweis:
Prof. Gerhard Hanappi
Institut für Stochastik und Wirtschaftsmathematik
Wiedner Hauptstraße 8, 1040 Wien
T: +43-1-58801-10535
hanappi@gmail.com
Gerhard "Hardy" Hanappi hat die EM 2016 vorherberechnet.
Quelle: TU Wien
Simulationsergebnisse: Gruppenphase EM 2016
Merkmale dieser Pressemitteilung:
Journalisten, jedermann
Mathematik, Sportwissenschaft, Wirtschaft
überregional
Buntes aus der Wissenschaft, Forschungsergebnisse
Deutsch
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