Quantitative analysis of in-match penalty kicks from 2009/10 to 2018/19 in the English Premier League

Horn, Michael (2020-12)

Thesis (M Sport Sc)--Stellenbosch University, 2020.

Thesis

ENGLISH ABSTRACT: Football association (hereafter referred to as soccer), which is played across several playing levels and ages, is regarded as the most popular sport globally and has been subject to the highest number of scientific studies in relation to any other sport. Currently there is an excess of well-documented studies highlighting many aspects related to soccer. However, studies on quantitative measures on in-match penalty kicks and the influence of factors on penalty kick outcomes are scarce or only briefly touched on in the literature. The importance that successful or unsuccessful in-match penalty kicks could have towards the outcome of a match, or potentially a competition, is essential and requires close assessment through performance analysis. The aim of this study was to conduct a video-based performance analysis of in-match penalty kicks during the English Premier League (EPL) seasons from 2009/10 to 2018/19 in order to identify the relationships between selected technical and match classification Key Performance Indicators (KPIs) and in-match penalty kick outcomes and direction. The thesis was presented in five main parts, namely the Introduction (Chapter One), Literature review (Chapter Two), Methodology (Chapter Three), Research article titled, In-match penalty kick analysis of the 2009/10 to 2018/19 English Premier League competition (Chapter Four) and Summary, conclusion, limitations and future research (Chapter Five). The Senate of Stellenbosch University approved the article format theses and dissertations. The Faculty of Medicine and Health Sciences at Stellenbosch University stipulates one article as a requirement for a Master of Science thesis. The research article of the current study was presented in accordance with the guidelines outlined by the respective journal. In-match penalty kicks (N=952) in the EPL between the 2009/10 to 2018/19 seasons were analysed by means of video analysis to identify the relationship between selected technical and match classification KPIs and in-match penalty kick outcomes. The KPIs included footedness of the penalty kick taker, match score line at the time of the penalty kick, match status (winning/losing/drawing at time of the penalty kick), match period (time in match), match location (home/away) and in-match penalty kick directions. The results indicated that of the KPIs analysed only in-match penalty kick direction, particularly in relation to the top vertical zone significantly related to penalty kick outcomes (p<0.01). Grid area frequencies for K3 (278) and F3 (235) were the highest of the in-match penalty kick directions and had the lowest success rates (K3 – 79.2%, F3 – 77.3% together with M3 – 74.3%). Optimal grid areas for penalty kick directions were identified (K1 –97.7%, M1 – 100%, F1 – 100% and M2 – 94.3%), which indicated a greater probability of success in relation to the other areas of penalty kick directions. Other KPIs, such as match location, match status, score line and footedness did not present a significant influence on penalty kick outcomes or direction. Penalty kick takers may possibly have a perception bias in relation to the perceived miss factor indicating that they would rather go low and in the bottom corners and be saved by the goalkeeper than aim for a higher penalty kick direction in the goal and miss the goal all together. The practical implications of training in-match penalty kicks for an optimal strategy in relation to penalty kick directions could assist coaches, players and goalkeepers in optimising the in-match penalty kicks for the desired outcome. Future studies should consider using the goalkeeper’s movement direction prior to a penalty kick to save it and the penalty kick taker’s run up speed, speed of shot, stutter vs non-stutter as part to the penalty kick outcome and direction analysis. Future research should include penalty kicks that were not placed on target as part of the direction analysis, either by allocating them into the nearest grid area to the missed kick, or possibly by using ‘missed zones’ around the goal to track and analyse missed penalty kicks, and therefore, cater for the ‘miss factor’. Based on the current study’s findings and that of previous studies, penalty kick takers should be encouraged to direct their penalty kicks to the upper areas of the goal in order to achieve optimal penalty kick outcomes.

AFRIKAANSE OPSOMMING: Voetbal vereniging (voortaan na verwys as sokker) word wêreldwyd deur spelers op alle vlakke en ouderdomme gespeel en as die mees populêre sport in die wêreld beskou word, is die onderwerp van die meeste wetenskaplike studies in vergelyking met enige ander sport. Huidig is daar ’n oorvloed van goed gedokumenteerde studies wat baie aspekte met betrekking tot sokker beklemtoon. Daar is egter ʼn tekort aan studies rakende kwantitatiewe metings van strafskoppe tydens sokker wedstryde en die invloed van spesifieke faktore op strafskop uitkomste is skaars of word slegs kortliks in die literatuur aangeraak. Die rol van ’n suksesvolle of onsuksesvolle strafskop in sokker, met betrekking tot die uitslag van ’n wedstryd of ’n kompetisie is belangrik en verg noukeurige assessering deur prestasie-analise. Die doel van hierdie studie was om ’n video-gebaseerde prestasie-analise van strafskoppe in die wedstryde van die Engelse Premierliga (EPL) tussen die 2009/10 tot 2018/19 seisoene uit te voer om sodoende die verband tussen geselekteerde Sleutel Prestasie Aanwysers (SPAs) vir tegniese en wedstryd klassifikasie te bepaal, asook om die uitslag en rigting van strafskoppe in die wedstryde te identifiseer.Die tesis word in vyf dele aangebied, naamlik ’n Inleiding (Hoofstuk Een), Literatuuroorsig (Hoofstuk Twee), Metodologie (Hoofstuk Drie), Navorsingsartikel getitel: In-match penalty kick analysis of the 2009/10 to 2018/19 English Premier League competition (Hoofstuk Vier) en Opsomming, gevolgtrekking, beperkings en toekomstige navorsing (Hoofstuk Vyf). Die Senaat van Stellenbosch Universiteit het die artikelformaat van tesisse en proefskrifte goedgekeur. Huidig vereis die Fakulteit Geneeskunde en Gesondheidswetenskappe aan Stellenbosch Universiteit een artikel vir ʼn Magister tesis. Die navorsingsartikel is aangebied volgens die riglyne soos uiteengesit in die betrokke joernaal. Strafskoppe tydens wedstryde (N=952) in die EPL tydens die 2009/10 tot 2018/19 seisoene is geanaliseer deur gebruik te maak van video-analises om die verband tussen geselekteerde SPAs vir tegniese en wedstryd klassifikasie en die uitkomste van strafskoppe in die wedstryde te bepaal. Die SPAs het onder meer die voetigheid van die strafskopnemer, die wedstryd tellinglyn ten tye van die strafskop, wedstrydstatus (wen/verloor/gelykop tydens die strafskop), wedstryd periode (tyd in die wedstryd), wedstryd ligging (tuis/weg) en die strafskop rigting ingesluit. Die resultate het aan die lig gebring dat van die SPAs wat ontleed is, slegs die rigting van die strafskop, veral in verhouding tot die boonste vertikale sone van die doelhok, betekenisvol verband hou met die uitslag van die strafskop (p<0.01). Roosterareas K3 (278) en F3 (235) het die hoogste frekwensie van in-wedstryd strafskoppe getoon en het die laagste suksessyfers behaal (K3 – 79.2%, F3 – 77.3% saam met M3 – 74.3%). Optimale roosterareas vir strafskop rigtings is geïdentifiseer (K1 – 97.7%, M1 – 100%, F1 – 100% en M2 –94.3%) wat ’n groter waarskynlikheid van sukses ten opsigte van die ander gebiede getoon het. Ander SPAs, soos waar die wedstryd plaasvind, die status van die wedstryd, die tellinglyn en die voetigheid van die strafskop waarnemer, het geen beduidende invloed op die uitslag of rigting van die strafskop gehad nie. Strafskop waarnemers kan moontlik ’n persepsie vooroordeel in verhouding tot die waargenome misfaktor hê wat daarop dui dat hulle eerder laag en in die onderste hoeke sal mik en die strafskop deur die doelwagter gered word eerder as om na ’n hoër vertikale area in die doelhok te mik en die doelhok geheel en al mis. Die praktiese implikasies van die opleiding in wedstryd strafskoppe in verhouding tot die rigting van strafskoppe kan afrigters, spelers en doelwagters help om die strafskop te optimaliseer vir die gewenste uitslag. Die voorafgaande bewegingsrigting van die doelwagter om ’n strafskop te red en die strafskop waarnemer se aanloopspoed, spoed van die skop, huiwer vs. nie-huiwer as deel van die strafskop uitkoms en rigting analise word vir toekomstige navorsing aanbeveel. Toekomstige navorsing moet as deel van die rigting analise strafskoppe insluit wat nie op teiken was nie deur hulle óf op die naaste rooster area naas die mislukte skop te plaas óf om moontlik van ‘mis-sones’ rondom die die doel gebruik te maak om onsuksesvolle strafskoppe te analiseer om sodoende vir die ‘mis faktor’voorsiening te maak. Gebaseer op die bevindinge van die huidige studie en vorige studies moet strafskop waarnemers aangemoedig word om hulle skoppe te rig op die boonste areas van die doelhok om hierdeur optimale strafskop uitkomste te behaal.

Please refer to this item in SUNScholar by using the following persistent URL: http://hdl.handle.net/10019.1/109291
This item appears in the following collections: