Identifying the correlation between sports track parameters and biathlete results

Введение

Вопреки общеизвестному лозунгу «спорт вне политики» политическая сфера стала все глубже проникать в спортивную индустрию, сделав ее «полигоном» для демонстрации силы разных стран на международной арене [19] (Somov, 2022). Специальная военная операция на Украине однозначно показала, что спортивная отрасль все же является инструментом политического воздействия. Отстранение российских спортсменов от международных турниров стало одной из форм политических манипуляций, использованных против Российской Федерации. Тем не менее данный факт ставит перед государством, отечественными спортивными федерациями, тренерами, спортсменами и исследователями данной отрасли животрепещущий вопрос: как сохранить профессиональный уровень российских спортсменов, в частности биатлонистов, в период отстранения от международных соревнований? В попытке ответить на данный вопрос авторы исследования изучили факторы, оказывающие влияние на результаты спортсменов-биатлонистов.

Управленческим аспектам в спортивной индустрии посвящено множество статей [2-6; 8; 11; 12] (Ascheulov, Tyutyunnikov, & Chernikova, 2018; Ascheulov, Tyutyunnikov, & Chikanova, 2019; Verzilin, 2020; Kovalenko, 2020; Egorov, & Averin, 2021; Ashcheulov, & Trofimenko, 2022; Belyakova et al., 2022; Ashcheulov, Tumanyan, & Lukyanenko, 2023). Однако, что касается биатлона, то научных работ исследовательского характера гораздо меньше. Различным факторам, влияющим на точность стрельбы спортсменов-биатлонистов, посвящены труды следующих отечественных и зарубежных ученых [7; 14; 20; 23; 26-30] (Sorokina, & Manzhelej, 2010; Nyunyaev, 2014; Laaksonen et al., 2018; Lunghi, Brocherie, & Millet, 2019; Bobrova, & Kostyunina, 2020; Jung, 2020; Köykkä et al., 2021; Žák, & Ondráček, 2021; Hilkevich, 2022; Köykkä et al., 2022). Ряд статей посвящен исследованию факторов, влияющих на постуральный контроль биатлонистов [10] (Draugelite, 2019; Andreeva et al., 2019). В отдельную категорию можно выделить научные работы, касающиеся выявления физиологических и психофизиологических аспектов, отражающихся на результатах спортсменов [9; 15-18; 24] (Sivakov, & Sivakov, 2007; Popov, Zagurskij, & Vinogradova, 2013; Sokolova, & Dvornikov, 2015; Safikanova, 2016; Galushkin, & Ilkin, 2018; Atasever G. et al., 2021).

Влияние экзогенных параметров, например, порядок выступления спортсменов в случаях с гонками с раздельным стартом, когда спортсмены стартуют в индивидуальном порядке по заранее спланированной очереди, перепады высот, максимальный подъем и общая высота подъемов на трассе, на результативность спортсменов-биатлонистов до сих пор в меньшей степени изучено. Так, в 2009 году ученые доказали, что стартовый номер влияет на успех выступления [21] (Suvorova, & Osetrov, 2009). Несмотря на то, что стартовый номер в протоколе оказывает влияние на результативность биатлонистов, он с трудом поддаётся какому-либо прогнозированию и контролю, а также не всегда может способствовать улучшению результатов всей сборной команды в отдельно взятой гонке.

В 2018 году ученые из Омского государственного технического университета предприняли попытку спрогнозировать результаты биатлонистов, исходя из параметров трассы, к характеристикам которой относились перепад высот, максимальный подъем и общая высота подъемов. В результате изучения данных по 5 спортсменам была выявлена высокая степень взаимосвязи между выбранными внешними факторами и результатами гонок. Тем не менее авторы сделали вывод, что при увеличении количества исходных данных точность такой модели может уменьшаться [22] (Khabibullina, & Fedorov, 2018).

В совместном швейцарско-французском исследовании авторы не смогли сделать однозначных выводов о влиянии высоты над уровнем моря на скорость катания биатлонистов, хотя доказывают пагубное влияние данного параметра на меткость стрельбы [30] (Lunghi, Brocherie, & Millet, 2019).

Исследователи из Национального государственного университета физической культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта также изучили взаимосвязь высоты над уровнем моря и результатов спортсменов в условиях среднегорья. В рамках исследования была проведена проверка влияния пребывания биатлонистов возрастом до 21 года (юниоров) в различных горных условиях на развитие их физических качеств. В результате был сделан вывод о том, что наблюдается прямая зависимость между пребыванием атлета на высоте (над уровнем моря) и спортивными результатами, которые он демонстрирует в результате контрольно-измерительных стартов. Спортсмены, выполняющие определённый объём работы в среднегорье, показывали более высокие результаты, чем те, у кого подобной практики не было. Поэтому необходимо учитывать данный аспект и в тренировочном плане, и во время соревнований [13] (Krajnov, 2022).

Таким образом небольшое количество научных изысканий, оценивающих взаимосвязь экзогенных факторов и спортивных результатов биатлонистов обуславливает актуальность авторского исследования.

Научная новизна данной статьи заключается в выявлении авторами взаимосвязи между чистым временем прохождения дистанции биатлонистами и перепадами высот, и максимальным подъемом на трассе на основе анализа данных за десять зимних сезонов этапов Кубка мира, семь Чемпионатов мира и три Зимние Олимпиады.

Авторы убеждены, что выявление подобной взаимосвязи может быть полезно при планировании календаря соревнований спортивного биатлонного сезона и строительстве новых стадионов на территории Российской Федерации для поддержания и повышения уровня профессионального мастерства спортсменов, что является одной из приоритетных задач в период отстранения российских спортсменов от международных стартов.

Методология исследования и данные

Для исследования авторы изучили информацию о спринт-гонке, которая проводится 7 раз за сезон, включая Чемпионат мира. Данный вид гонки был выбран также из-за тактики прохождения дистанции. В спринтерской гонке каждый участник стартует в отведённое время, стараясь преодолеть дистанцию за максимально короткое время. В связи с этим спортсмены в данной дисциплине биатлонисты всегда стремятся показать максимальный уровень текущих возможностей. Выборка составила десять зимних сезонов этапов Кубка мира, семь Чемпионатов мира, три игры Зимней Олимпиады: проводящихся в промежутке с 01.12.2012 по 18.03.2022.

Для данного исследования авторы использовали информацию, опубликованную на сайте международной компании-интегратора, оказывающей услуги по обеспечению автоматизированного хронометража на спортивных соревнованиях международного уровня, в т.ч. Кубка мира по биатлону, Чемпионатов мира по биатлону, соревнований по биатлону, проводимых в рамках Олимпийских игр [25] (Datacenter). Компания оказывает услуги хронометража всех биатлонных соревнований, содержит характеристику трасс, а также информацию о результатах спортсменов (результаты стрельбы, скорость прохождения дистанции). В данной работе авторами оценивалась взаимосвязь параметров трассы (высота стадиона над уровнем моря, перепад высот (разница между самой низкой и самой высокой точкой трассы), максимальный подъём (протяженность самого длинного подъёма трассы) и суммарный подъём дистанции) и скорости прохождения всей дистанции без учёта времени, проведённого на огневом рубеже (чистая скорость спортсмена в спринтерской гонке на Чемпионате мира, Олимпийских играх, Кубке мира). Собранные данные в разбивке по гендерному признаку представлены в Таблице 1.

Таблица 1

Данные о результатах спринтерских гонок на этапах Кубка мира и Чемпионатах мира в сезонах 2012-2022

В результате авторами была собрана информация о 85 женских спринтерских гонках и 85 мужских спринтерских гонках, которые проводились на 13 разных стадионах, в 13 разных странах, за 10 кубковых сезонов (Рисунок 1).

Рисунок 1. Расположение стадионов и долевое соотношение проведенных гонок на исследуемых стадионах

Источник: составлено авторами на основе Таблицы 1

Для дальнейшей работы чистое время прохождения дистанции было переведено в секунды, а для параметров трассы проведена нормализация данных. Для выявления взаимосвязи между собранными характеристиками трассы и скоростью спортсменов авторы рассчитали коэффициенты парной корреляции Пирсона между четырьмя парами показателей (высота над уровнем моря – чистое время прохождения дистанции, перепад высот – чистое время, максимальный подъём – чистое время, суммарный подъём – чистое время) и коэффициенты детерминации в разрезе гендерного признака, исследуемых сезонов и стадионов [1]. Теснота взаимосвязи оценивалась по шкале Чеддока.

Результаты и выводы из исследования

Перед интерпретацией результатов следует отметить, что показатели влияния внешних факторов на спортсменов не будут достигать максимальных значений (по модулю) из-за наличия эндогенных факторов, оказывающих не менее сильное влияние на биатлонистов и не учитываемых в данной работе.

В результате проведенного анализа авторы выяснили, что высота стадиона над уровнем моря (в том числе в разрезе рассматриваемых стадионов), а также суммарный подъем на трассе не связаны с чистым временем прохождения дистанции спортсменами-биатлонистами (коэффициент корреляции менее 0,2 по модулю) вне зависимости от гендерной принадлежности (Таблица 2).

Таблица 2

Результаты расчёта коэффициента корреляции Пирсона и коэффициента детерминации для женщин и мужчин по всем сезонам

Наибольший интерес представляет взаимосвязь чистого времени прохождения дистанции и перепадов высот, а также максимального подъема.

Взаимосвязь перепадов высот на трассе и чистого времени прохождения дистанции. Из Таблицы 2 видно, что коэффициент корреляции для женщин составляет 0,526, а для мужчин – 0,511. Согласно шкале Чеддока, это свидетельствует о средней связи между наблюдаемыми величинами. Можно сказать, что для всех рассмотренных сезонов и на всех стадионах результат биатлониста более чем на четверть (коэффициент детерминации равен 27,67% для женщин, и 26,11% – для мужчин) определяется перепадами высоты на спортивной дистанции.

Для более детальной интерпретации рассмотрим значение коэффициентов корреляции и детерминации в разрезе сезонов с 2012 по 2022 гг. (Таблица 3).

Таблица 3

Коэффициенты корреляции и детерминации для показателя перепада высот по сезонам

Как видно из Таблицы 3, в ряде сезонов перепад высот на трассах определяет от 28% до 82% спортивного результата вне зависимости от пола спортсмена. Данный факт объясняется долевым соотношением этапов с разными перепадами высот на трассах в каждом сезоне.

Повторно возвращаясь к Таблице 1, можно объединить представленные данные по перепадам высот на спортивных трассах в три группы: трассы с минимальным перепадом высот (26-33 м), средним перепадом высот (34-44 м) и максимальным перепадом высот (45-59 м). В результате такого деления можно наблюдать, что наивысших значений у женщин коэффициент Пирсона достигает в тех случаях, когда в течение сезона в календаре соревнований присутствует 1-2 этапа (до 30% от общего числа) с максимальным перепадом высот, а количество этапов с минимальным перепадом превышает количество этапов со средним перепадом. В отличие от женщин, показатели коэффициента Пирсона для спортсменов-мужчин наиболее высокие, если в сезоне было 2-3 этапа (25-45% от общего количества) с максимальным перепадом высот, 3-4 (до 50% включительно) со средним, не более 1 (до 15%) с минимальным (Таблица 4).

Таблица 4

Влияние количества этапов с разным перепадом высот на коэффициент корреляции Пирсона у женщин и мужчин

Взаимосвязь максимального подъема на трассе и чистого времени прохождения дистанции. Согласно данным из Таблицы 2 корреляция между фактором максимального подъема на трассе и чистым временем прохождения дистанции у спортсмена можно отнести к умеренной как у женщин, так и у мужчин. Данный вывод подтверждается и значениями коэффициента детерминации, варьирующегося в пределах 16-21%.

Рассмотрим значения данных показателей в разрезе исследуемых сезонов (Таблица 5).

Таблица 5

Коэффициенты корреляции и детерминации для показателя максимального подъёма по сезонам

Сгруппировав данные, касающиеся максимального подъема на трассе, из Таблицы 1, авторы исследования получили три категории: трассы с минимальными значениями максимального подъёма (11-19 м), средними значениями (20-29 м) и максимальными значениями (30 м и более). В результате такого деления можно заметить, что наиболее тесная взаимосвязь между максимальным подъемом и временем прохождения дистанции у женщин наблюдается, когда в течение сезона в календаре соревнований присутствуют 1-2 этапа (до 25% от общего числа) с максимальным значением данного фактора, 3-4 этапа (35-45%) со средним значением, 3-4 этапа (30-50%) с минимальным значением. Полученным соотношением количества этапов можно также объяснить отрицательный показатель коэффициента корреляции в сезоне 2018-2019: именно в этом сезоне организаторы соревнований провели всего лишь 1 этап на стадионе со «средним» максимальным подъёмом (20-29 м), в то время как в остальные сезоны таких этапов было 3 и более.

Для спортсменов мужского пола наивысшие значения коэффициентов корреляции и детерминации можно заметить в случае сочетания 1-2 этапов (не более 29%) с минимальным значением, 2-3 (20-40%) – со средним, 4-5 (40-60%) – с максимальным (Таблица 6).

Таблица 6

Влияние количества этапов с разным максимальным подъёмом на коэффициент Пирсона у женщин и мужчин

Таким образом из четырех рассмотренных авторами факторов только два связаны с чистым временем прохождения дистанции спортсменом – перепад высот и максимальный подъём на трассе. Иные внешние факторы – суммарный подъём и высота над уровнем моря – не связаны с таймингом спортсменов.

Заключение

Результаты проведенного авторами исследования наглядно демонстрируют, что характеристики трассы, а именно перепад высот и максимальный подъем на дистанции, напрямую взаимосвязаны с временем прохождения дистанции спортсменами. Данный факт может иметь решающее значение как при планировании календаря соревнований спортивного биатлонного сезона на существующих спортивных объектах, так и при строительстве новых стадионов на территории Российской Федерации. Для проведения максимально эффективных тренировок и поддержания высокого уровня спортивного мастерства российских спортсменов в период отстранения от международных стартов количество стадионов с разными уровнями показателей высоты и подъёма должно соответствовать аналогичному соотношению в программе Кубка мира и Чемпионата мира.

[1] Из анализа в разрезе стадионов (городов) были исключены российские города Сочи, Тюмень и Ханты-Мансийск, так как за рассмотренные авторами сезоны в этих городах было проведено менее 4 гонок.