大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)里約奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)，猜猜中國(guó)在獎(jiǎng)牌榜排第幾？

大數(shù)據(jù) 里約奧運(yùn) 獎(jiǎng)牌排名

LEOMASTER | 2016-08-09 14:30

【數(shù)據(jù)猿導(dǎo)讀】有研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)本屆里約奧運(yùn)會(huì)的獎(jiǎng)牌數(shù)排名做了預(yù)測(cè)，結(jié)果鮮有意外，前幾名依然被常勝將軍們占據(jù)。排在后面的英國(guó)、東道主巴西和2020年奧運(yùn)會(huì)主辦國(guó)日本有沒(méi)有希望得到突破?隨著里約奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕，就讓我們拭目以待吧

大數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)里約奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)，猜猜中國(guó)在獎(jiǎng)牌榜排第幾？

2016里約奧運(yùn)會(huì)已經(jīng)正式開(kāi)幕啦!現(xiàn)場(chǎng)變身雨林萬(wàn)蝶飛舞，美麗的煙火綻放在馬拉卡納體育場(chǎng)上空，講真，開(kāi)幕式比想象中的靠譜多了......巴西向全世界人民展示：我們真的很熱情吶!

現(xiàn)場(chǎng)還出現(xiàn)了比較有意思的場(chǎng)景，比如，我們很熟悉的66666....

向往和平(守望先鋒???)，巴西人民真的很熱情啊~~

(以上圖片來(lái)自網(wǎng)易體育)

開(kāi)幕式之后，競(jìng)技比賽便正式開(kāi)始了，那么今年將有哪些國(guó)家將位居2016里約奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌榜前列?除了歷年的贏家中美俄，是否可以預(yù)測(cè)出一些黑馬呢?本月Significance雜志刊登了一則趣文，從數(shù)學(xué)角度對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了探索。

為了預(yù)測(cè)今年各國(guó)的表現(xiàn)，顯然需要把各國(guó)歷年的得獎(jiǎng)情況考慮在內(nèi)。我們之所以認(rèn)為中國(guó)、美國(guó)和俄羅斯將依然表現(xiàn)出色，是因?yàn)樗麄儦v年如此。如果可以在過(guò)去的表現(xiàn)中發(fā)現(xiàn)一種數(shù)學(xué)趨勢(shì)，你就能用它預(yù)測(cè)未來(lái)。

假設(shè)某國(guó)在每屆奧運(yùn)會(huì)中都能比上屆多拿5%獎(jiǎng)牌，而該國(guó)在2012年獲得80塊獎(jiǎng)牌，不難猜測(cè)，2016年該國(guó)將獲得80 + 80 × 5% = 84塊獎(jiǎng)牌。

然而這一計(jì)算方式似乎過(guò)于簡(jiǎn)單，因?yàn)槌诉^(guò)去表現(xiàn)外，仍然有其他因素預(yù)示該國(guó)奪牌的機(jī)會(huì)大小。

人口數(shù)量顯然是其中之一：國(guó)民數(shù)量越多，其中有天賦的運(yùn)動(dòng)員也會(huì)越多。這顯然是俄羅斯、美國(guó)和中國(guó)表現(xiàn)出色的原因之一。

GDP是另一個(gè)重要因素：國(guó)民越富裕，能夠投入運(yùn)動(dòng)的時(shí)間就越多，同時(shí)政府對(duì)體育基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和有天賦的青年運(yùn)動(dòng)員的培養(yǎng)的投入也會(huì)大大增加，因此美國(guó)在奧運(yùn)會(huì)上常有驕人成績(jī)。

其次，主辦國(guó)家擁有東道主優(yōu)勢(shì)，而下屆奧運(yùn)會(huì)的主辦國(guó)家在當(dāng)年奧運(yùn)會(huì)中也常能擁有優(yōu)勢(shì)：申奧成功的國(guó)家會(huì)加大運(yùn)動(dòng)方面的投入從而讓運(yùn)動(dòng)員受益，國(guó)民空前的熱情也激勵(lì)著他們。

也有一些因素不那么顯然。

Significance文章作者指出，專制政治制度和中央控制經(jīng)濟(jì)的國(guó)家為獲取聲望，會(huì)傾向于對(duì)運(yùn)動(dòng)投入更多財(cái)力，因此更可能獲得佳績(jī)，這種文化甚至在政權(quán)傾覆后仍有所延續(xù)。女性能否參與到正式運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中也至關(guān)重要，因?yàn)榕懦砸馕吨鴿撛讵?jiǎng)牌獲得者群體的減少。

考慮到以上所有因素，刊登此文的作者茱莉婭·布雷特曼(Julia Bredtmann), 卡斯滕·J·克雷德(Carsten J. Crede)和塞巴斯蒂安·奧滕(Sebastian Otten)為預(yù)測(cè)獎(jiǎng)牌數(shù)構(gòu)建出一個(gè)更為復(fù)雜的模型(公式在文末)。

研究者團(tuán)隊(duì)假設(shè)一個(gè)國(guó)家獲得的獎(jiǎng)牌總數(shù)的估測(cè)值可以用一些項(xiàng)的總和表示出來(lái)，這些項(xiàng)分別前幾屆奧運(yùn)會(huì)的獎(jiǎng)牌數(shù)、GDP等測(cè)量因子再乘上不同參量組成。為確定參量的取值，團(tuán)隊(duì)使用熟知的統(tǒng)計(jì)技術(shù)(即回歸分析)，找出使模型得到結(jié)果與前屆奧運(yùn)會(huì)已存數(shù)據(jù)最吻合的參量值。20世紀(jì)90年代早期發(fā)生了政治巨變，該團(tuán)隊(duì)僅考慮自1992年起的奧運(yùn)會(huì)。

那么該模型的預(yù)測(cè)結(jié)果如何呢?研究者使用之前的數(shù)據(jù)“預(yù)測(cè)”了2012年倫敦奧運(yùn)會(huì)各國(guó)獎(jiǎng)牌數(shù)，并將其與真實(shí)情況加以比較。

他們發(fā)現(xiàn)，考慮了經(jīng)濟(jì)社會(huì)因素的復(fù)雜模型預(yù)測(cè)效果略好于主要基于過(guò)去成績(jī)的簡(jiǎn)單模型：簡(jiǎn)單模型得到的獎(jiǎng)牌數(shù)較真實(shí)情況平均偏差為1.43塊，而更復(fù)雜的模型偏差僅為1.41。

如果僅考慮排名前15的國(guó)家，復(fù)雜模型的優(yōu)勢(shì)得以提高：其平均偏差僅為5.8塊，而相較之下，簡(jiǎn)單模型則有6.6塊的偏差。由此看來(lái)，似乎將上文提及的社會(huì)-經(jīng)濟(jì)因素包括到模型中能略微改善預(yù)測(cè)效果。

該研究的重頭戲當(dāng)然在于2016里約奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌榜的預(yù)測(cè)(見(jiàn)下表)。

結(jié)果鮮有意外，前幾名依然被常勝將軍們占據(jù)。在論文作者寫這篇論文的時(shí)候，俄羅斯代表團(tuán)還沒(méi)有鬧出興奮劑禁賽風(fēng)波，在100多名運(yùn)動(dòng)員被禁賽的情況下，俄羅斯還能位居獎(jiǎng)牌榜前列嗎?【最新消息：國(guó)際奧委會(huì)8月4日晚確認(rèn)有271名俄羅斯運(yùn)動(dòng)員獲得了里約奧運(yùn)會(huì)的參賽資格，這意味著原定的俄羅斯軍團(tuán)中的70%運(yùn)動(dòng)員被官方放行?！?/p>

排在后面的英國(guó)、東道主巴西和2020年奧運(yùn)會(huì)主辦國(guó)日本有沒(méi)有希望得到突破?隨著里約奧運(yùn)會(huì)的開(kāi)幕，就讓我們拭目以待吧。

如果你支持的國(guó)家根本不在列表中，也不要那么快放棄希望。“在任何體育比賽中，一定程度的不可預(yù)測(cè)性都是存在的。”作者說(shuō)，“奧運(yùn)會(huì)的歷史，也是運(yùn)動(dòng)員突破自我、創(chuàng)造奇跡的歷史，八月里約的賽場(chǎng)上，運(yùn)動(dòng)員們值得讓我們有更多期待。”

Ps：上文提到的預(yù)測(cè)公式形式如下

"Code": "NoSuchKey",

"Message": "object not exist",

"Resource": "cms-bucket/catchpic/b/b4/b4d8a6aaf690469d9f58524f1f21bcbf.cn/mmbiz/MjY4A5YVEocCdiaBc5gzSo3icYxAIU7W1uB0lEpsQtHCaSbSDZicibgKSmzerwlicuwj60sF3Hiba1WFRNibmEsIapy4w/640",

"RequestId": "479b6fb20aa00000000057a52a2a849f"

}

翻譯一下大概是這個(gè)意思(僅供參考)：

本屆奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)(x, y) = a + b * 前幾屆奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)(x, y) + c * ln GDP(x, y) + d * ln人口數(shù)(x, y) + e * 東道主(x, y) + f * 下屆主辦國(guó)(x, y) + g * 經(jīng)濟(jì)(x, y) + h * 穆斯林(x, y) + i * 年份(y) + 誤差項(xiàng)(x, y)

備注：

此處，本屆奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)(x, y)為x國(guó)在y年預(yù)測(cè)可得獎(jiǎng)牌總數(shù)(包括金、銀、銅牌)。前一屆奧運(yùn)會(huì)獎(jiǎng)牌數(shù)(x, y)為x國(guó)在y年之前的奧運(yùn)會(huì)中獲得的獎(jiǎng)牌數(shù)，GDP(x, y)為y年x國(guó)國(guó)民人均GDP，人口數(shù)(x, y)為y年x國(guó)國(guó)民人數(shù)。

該模型對(duì)GDP和人口數(shù)分別取自然對(duì)數(shù)ln，這是因?yàn)閮勺兞繉?duì)獎(jiǎng)牌數(shù)的正效應(yīng)隨變量增大逐漸減小，而這一特點(diǎn)恰可用對(duì)數(shù)來(lái)模擬。

東道主(x, y)和下屆主辦國(guó)(x, y)用于指示x國(guó)在y年是否為東道主或下屆奧運(yùn)會(huì)主辦國(guó)的變量，經(jīng)濟(jì)(x, y)是指示國(guó)家是否有或曾有管制經(jīng)濟(jì)的變量，而穆斯林(x, y)是指示國(guó)家人口是否多數(shù)由穆斯林組成的變量，因?yàn)槟切﹪?guó)家往往女性運(yùn)動(dòng)員更少。年份(y)指示y年，之所以將其包括在內(nèi)，是為了符合獲得獎(jiǎng)牌總數(shù)隨時(shí)間平緩上升的趨勢(shì)，最后一項(xiàng)為誤差項(xiàng)。參量a至h選為能夠最佳擬合已存數(shù)據(jù)的值。

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