Фигурное катание: анализ результатов ОИ-2018
Вводная часть
Выбор данных и источник
Для проекта были выбраны данные о соревнованиях по фигурному катанию на олимпийском уровне, включающие информацию о 3,925 выступлениях спортсменов из 4 дисциплин (Ice Dance, Men Single, Ladies Single, Pair Skating) в двух типах программ (Short Program и Free Skating).
Источник данных: Kaggle Dataset «Figure Skating Competition Results» — открытый набор данных с официальной информацией о результатах международных соревнований по фигурному катанию. Датасет содержит 23,932 записи судейских оценок элементов, позволяя провести глубокий анализ на микроуровне.
Мотивация исследования
Фигурное катание — вид спорта, сочетающий техническое мастерство с артистизмом. Данные интересны по нескольким причинам:
1. Сложная система оценивания — совмещает техническую базовую стоимость элементов (Technical Base Value) с субъективной оценкой качества исполнения (Grade of Execution, GOE) и компонентами программы (Presentation, Skating Skills). Это позволяет анализировать, как различные факторы влияют на итоговый результат.
2. Гендерные различия — разные дисциплины предъявляют неодинаковые требования к сложности элементов. Мужчины выполняют четырёхоборотные прыжки, женщины — тройные и двойные. Это создаёт уникальную возможность исследовать влияние сложности на баллы.
3. Множественные уровни анализа — от отдельных элементов до итоговых результатов. Можно анализировать как успешность спортсмена зависит от качества исполнения отдельных элементов.
4. Объективная численная система — в отличие от субъективных оценок, баллы формируются по чётким правилам, что обеспечивает надёжность анализа.
Виды используемых графиков и обоснование
Для анализа были выбраны 7 различных типов визуализаций, каждый из которых решает специфическую задачу:
1. График: Сравнение результатов мужчин и женщин Тип: Столбчатая + круговая диаграмма Назначение: Выявление гендерных различий в распределении техники и артистизма
2. График: Корреляция баллов техники и артистизма Тип: Столбчатая диаграмма Назначение: Подтвердить, что порядковый номер не влияет существенно на занимаемое впоследствии место спортсменом
3. График: Топ-10 стран по успешности Тип: Горизонтальная столбчатая диаграмма с группировкой Назначение: Анализ географического распределения медалей по дисциплинам
4. График: Техника vs Артистизм Тип: Точечная диаграмма (Scatter Plot) с диагональю равновесия Назначение: Выявление баланса между техническими и артистическими компонентами
5. График: Высокоценные элементы Тип: Горизонтальная столбчатая диаграмма с группировкой Назначение: Определение наиболее влиятельных элементов на результаты
6. График: Box Plot по дисциплинам Тип: Коробчатая диаграмма Назначение: Статистический анализ распределения, медиан и вариативности
Обоснование выбора
Столбчатые диаграммы используются для сравнения категориальных значений — удобно сравнивать дисциплины, страны, типы программ.
Scatter Plot с диагональю наглядно демонстрирует баланс между двумя переменными.
Box Plot применён для статистического анализа распределений и выявления выбросов — это профессиональный инструмент, используемый в научных работах.
Комбинированные графики позволяют показать несколько измерений на одном изображении без перегруженности.
Анализ графиков и ключевые выводы
График 1: сравнение результатов мужчин и женщин в коротких программах
Данные: Мужчины (Men Single Short Program, n=258): технический балл 39.87, артистический 37.29, общий средний 76.79 баллов Женщины (Ladies Single Short Program, n=255): технический балл 31.55, артистический 28.75, общий средний 60.04 баллов
Анализ: Мужчины получают на 8.31 баллов больше в технике и на 8.55 баллов больше в артистизме, чем женщины. При этом соотношение между техникой и артистизмом практически идентично — для обоих полов техника занимает примерно 52%, артистизм 48%. Это свидетельствует о том, что система оценивания одинаково сбалансирована для обоих полов, но мужчины демонстрируют более высокие абсолютные значения благодаря выполнению более сложных элементов (четырёхоборотные прыжки против тройных).
Вывод: Гендерные различия в баллах обусловлены не дисбалансом критериев оценки, а объективными различиями в сложности выполняемых элементов.
График 2: корреляция техники и артистизма + влияние порядка выступления
Описание графика: Столбчатая диаграмма, показывающая, как средний финальный ранг спортсменов варьируется в зависимости от порядка их выступления (разбиты на 6 групп: 1-5, 6-10, 11-15, 16-20, 21-25, 26-30), по дисциплинам фигурного катания. Пунктирная линия показывает общий тренд (линия тренда).
Данные: Выступившие в позиции 1-5: средний финальный ранг 8.28 Выступившие в позиции 6-10: средний финальный ранг 6.75 (лучший результат) Выступившие в позиции 11-15: средний финальный ранг 9.55 Выступившие в позиции 16-20: средний финальный ранг 10.72 Выступившие в позиции 21-25: средний финальный ранг 8.50 Выступившие в позиции 26-30: средний финальный ранг 8.30
Анализ: Ключевой вывод: порядок выступления не влияет существенно на финальное место. Несмотря на небольшие флуктуации между группами, линия тренда остаётся практически горизонтальной (с корреляцией Спирмена −0.0699, близкой к нулю).
Интересное наблюдение: спортсмены, выступаившие в позиции 6-10, показали лучший средний результат (6.75), в то время как выступившие в позиции 16-20 — худший (10.72). Однако это различие находится в пределах стандартного отклонения и не является статистически значимым.
По дисциплинам: Во всех дисциплинах (Ice Dance, Ladies Single, Men Single, Pair Skating) видна одна и та же закономерность — отсутствие ярко выраженного тренда, что свидетельствует об унифицированной справедливой системе оценивания независимо от порядка выступления.
Статистическое обоснование: Корреляция Спирмена между порядком выступления и финальным рангом составляет −0.0699 с p-значением 0.003648. Хотя p-значение статистически значимо, само значение корреляции практически нулевое, что означает, что практическое влияние порядка на результат минимально.
График 3: топ-10 стран по успешности в олимпийских соревнованиях
Описание графика: Горизонтальная столбчатая диаграмма, показывающая распределение золотых медалей между топ-10 странами по олимпийским соревнованиям фигурного катания. Каждая страна представлена полоской, разделённой по цветам на четыре дисциплины: Ice Dance (золотой), Ladies Single (тёмно-золотой), Men Single (синий), Pair Skating (светло-голубой). Справа от каждого столбца указано общее количество золотых медалей.
Данные (всего 152 золотые медали):
Россия: 47 золотых медалей (30.9%) — безусловный лидер Канада: 28 золотых медалей (18.4%) США: 21 золотая медаль (13.8%) Япония: 17 золотых медалей (11.2%) Китай: 12 золотых медалей (7.9%) Франция: 11 золотых медалей (7.2%) Германия: 8 золотых медалей (5.3%) Испания: 7 золотых медалей (4.6%)
Анализ по странам и дисциплинам:
Россия (47 золотых медалей):
Доминирует в Ladies Single (26 медалей, 55,3% от всех золотых медалей России). Это отражает сильные традиции русской школы женского одиночного катания. Также имеет заметное присутствие в Pair Skating (11 медалей, 23,4%), что демонстрирует универсальность российской школы.
Канада (28 золотых медалей): Специализируется на Ice Dance (13 медалей, 46,4%). Канадская школа Ice Dance считается одной из лучших в мире. Также имеет сильное представительство в Ladies Single (7 медалей, 25,0%).
США (21 золотая медаль): Показывает наиболее сбалансированный профиль среди ведущих стран, с примерно равным распределением между Ice Dance (10 медалей, 47,6%) и Men Single (9 медалей, 42,9%). США менее успешны в Ladies Single (только 2 медали).
Япония (17 золотых медалей): Выраженная специализация на Men Single (14 медалей, 82,4% от всех золотых медалей Японии). Японская школа мужского одиночного катания одна из сильнейших в мире, что объясняется высоким технологическим уровнем подготовки.
Китай (12 золотых медалей): Практически полностью сосредоточен на Pair Skating (11 медалей, 91,7%). Это отражает исторический акцент китайской фигурной школы на парные программы.
Франция (11 золотых медалей): Доминирует в Ice Dance (10 медалей, 90,9%). Французская школа Ice Dance имеет богатую историю и сильные традиции.
Ключевой вывод:
России удаётся получать почти третью часть всех золотых медалей (30.9%) благодаря универсальности — сильный результаты во всех четырёх дисциплинах. Остальные ведущие страны, как правило, специализируются на одной или двух дисциплинах, где они достигают наивысших результатов. Этот подход позволяет России оставаться доминирующей силой в олимпийском фигурном катании.
График 4: Техника vs Артистизм — баланс компонентов
Данные:
Выступлений с техникой > артистизма: 1,108 (64.2%) Выступлений с артистизмом > техникой: 617 (35.8%) Выступления с относительно сбалансированными компонентами (разница <5): 1,128 (65.4%)
Анализ: Большинство спортсменов демонстрируют лёгкий крен в сторону техники (на ~8.4 баллов в среднем). Это логично, потому что система оценивания явно поощряет сложные элементы. Однако 65,4% выступлений остаются в относительном балансе (разница менее 5 баллов), что показывает, что судьи активно поощряют артистизм параллельно с техникой. Интересно отметить, что выступлений с экстремальным дисбалансом (разница >20 баллов) всего 23 — это редкие случаи спортсменов, которые либо очень техничны, но эмоционально скованны, либо наоборот, артистичны, но недостаточно технически подготовлены.
Вывод: Система оценивания поддерживает баланс между техникой и артистизмом, но с небольшим смещением в сторону технического мастерства.
График 5: высокоценные элементы и их влияние на результат
Данные:
Прыжки (Jumps): средняя базовая стоимость 5.30 баллов, 20,320 элементов Спирали (Spins): средняя базовая стоимость 3.23 баллов, 2,238 элементов Другие элементы: средняя базовая стоимость 4.50 баллов, 278 элементов
Анализ: Прыжки — безусловный лидер по влиянию на результаты. Средняя базовая стоимость прыжка в 1.6 раза выше, чем спирали. Это означает, что успех в прыжках напрямую определяет успех в программе. Вдобавок, качество исполнения прыжков имеет большое значение: Прыжки с положительным GOE получают средний бонус +0.90 баллов Прыжки с отрицательным GOE теряют в среднем −1.20 баллов Таким образом, разница в качестве исполнения одного прыжка может составить до 2.10 баллов — это существенно влияет на итоговый результат.
Вывод: Прыжки являются критическим фактором успеха в фигурном катании. Спортсмены, уверенные в выполнении сложных прыжков и получающие положительные баллы за исполнение, получают значительное преимущество.
График 6: Box Plot — вариативность баллов по дисциплинам
Данные (диапазон баллов):
Ice Dance: 49.93 баллов (Short) и 69.15 баллов (Free) Ladies Single: 56.20 баллов (Short) и 79.26 баллов (Free) Men Single: 70.08 баллов (Short) и 133.82 баллов (Free) ← максимум Pair Skating: 40.73 баллов (Short) и 79.40 баллов (Free)
Анализ вариативности: Men Single демонстрирует наибольшую вариативность баллов — диапазон 133.82 баллов в Free Skating означает, что разница между лучшим и худшим спортсменом может составить почти 134 балла. Это в 3.3 раза больше чем в Pair Skating (79.40 баллов) и в 1.7 раза больше чем в Ladies Single (79.26 баллов).
Причина: Men Single требует наибольшей техничности и мастерства. Четырёхоборотные прыжки, сложные комбинации — всё это создаёт огромный разброс в качестве исполнения. Лучшие спортсмены выполняют эти элементы безупречно, получая максимальные баллы, в то время как менее подготовленные спортсмены значительно теряют баллы при попытке выполнить те же элементы.
Структура распределения (квартили): В Men Single Free Skating квартильный интервал (IQR) составляет 31.00 балла, что означает, что середина распределения (средние 50% спортсменов) занимает диапазон в 31 балл. Это самый широкий IQR среди всех дисциплин.
Вывод: Men Single — наиболее технически сложная и вариативная дисциплина, где качество техники напрямую определяет результат. Существует наибольшая пропасть между элитными спортсменами и начинающими.
Общие выводы
Техника и артистизм неразрывно связаны (корреляция 0.9418) — это фундаментальная природа фигурного катания, где техническое совершенство и эмоциональная убедительность идут рука об руку.
Система оценивания справедлива и не подвержена влиянию порядка выступления — ранний выступивший спортсмен имеет такие же шансы на высокое место, как и выступивший в конце.
Прыжки являются критическим фактором успеха — они имеют базовую стоимость в 1.6 раза выше, чем спирали, и качество их исполнения может давать/отнимать до 2 баллов за элемент.
Более сложные элементы содержат риск — высокая сложность не гарантирует высокие баллы из-за риска ошибок в исполнении (средний GOE для High сложности = −0.40).
Мужская дисциплина наиболее вариативна и требовательна — диапазон баллов в Men Single Free Skating составляет 133.82 балла, что отражает огромный разброс в техническом мастерстве.
Россия доминирует в олимпийском фигурном катании — 29,6% всех медалей объясняются исторической традицией и государственной поддержкой.
Большинство спортсменов демонстрируют небольшой крен в сторону техники (52% техники vs 48% артистизма), но 65,4% выступлений остаются в относительном балансе, что показывает здоровую систему оценивания.
Все графики созданы на Python с использованием Pandas, NumPy и Matplotlib с полной кастомизацией стилей и цветов в профессиональном стиле, вдохновлённом научными публикациями.
