Predicting Budapest'2023

Yudivián Almeida Cruz — Sat, 19 Aug 2023 03:03:01 GMT

From August 19 to 27, Budapest will not only be the capital of Hungary but also the world capital of athletics. The main Magyar city will host the XIX World Athletics Championships on those dates. The National Athletics Center in Budapest will host the 49 events scheduled for this edition: 24 women's events, 24 men's events and one mixed event.

The athletics family and the fans of the king of sports will follow up on these days the athletes of their countries, their favorite athletes or the events that most interest them.

Being able to know the group of athletes that can lead each of the championship tests is a valuable tool for all interested in the great event.

To this end, monitoring the main athletes in each of the World Championship events, SYALIA, with the collaboration of the Artificial Intelligence Group of the Faculty of Mathematics and Computer Science of the University of Havana and from Postdata.club, has developed a minimal guide with the prediction of the results of all the events of the appointment.

For this, all the marks and times of all the athletes and teams that will participate in the World Cup have been used. With these data, prediction models based on Artificial Intelligence and Data Science techniques were developed, which yielded the results that we present today in this guide.

We hope this is a perfect complement to better enjoy the XIX World Athletics Championship - Budapest'2023.

Methods

The predictions were made following a simulation-based approach. These allow obtaining a result for each of the events that are forecast. In the relay events, the simulation methodology was not used and only expert criteria were used based on the individual results of those who make up the relay as well as the performances of the relays in other important competitions (world championships, Olympics and relay championships).

The data relating to each of the athletes who will participate in the World Championships were extracted from the World Athletics website. From there, the information on the marks or times of the athletes in the competitions reported from the year 2021 to 2023 (until August 10) was obtained. Indoor competitions were taken into account for events where there is a relative level playing field (diving events and shot put).

Subsequently, a pre-processing work was carried out with the set of results of each athlete, in which the most recent marks are weighted. A linear weight defined as [4,2,1] was chosen, which means that marks made in 2023 will appear four times, those in 2022 will be repeated twice in the set, and those in 2021 will only appear once.

In this way, the fewer marks an athlete has, the greater the resulting value of each mark will be (for events where the goal is to maximize the value of the mark, $\alpha$ is taken as negative). Consequently, this makes athletes with more marks have better results (which can be interpreted as an experience factor).

To estimate the marks that the athletes will make in each event, a Kernel Distribution Estimation (KDE) model is used. This model, for which a different one is made for every athlete, allows estimating the probability density function of the marks or times of each athlete.

Subsequently, at least 10,000 simulations were carried out for each of the events and a forecast is obtained based on the most repeated values. That is, to select the order of the participants in the competition, the mode of the places in which each athlete finished is calculated. The athlete who repeats the first place the most is selected, then the one who repeats the second place the most without being the first and so on.

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Prediciendo Budapest'2023

Yudivián Almeida Cruz — Sat, 19 Aug 2023 02:57:26 GMT

Del 19 al 27 de agosto, Budapest no solo será la capital de Hungría sino que también será la capital mundial del atletismo. La principal ciudad magiar acogerá en esas fechas el XIX Campeonato Mundial de Atletismo. El Centro Nacional de Atletismo de Budapest será la sede de los 49 eventos convocados para esta edición: 24 pruebas femeninas, 24 pruebas masculinas y una mixta.

La familia del atletismo y los aficionados del deporte rey darán seguimiento en estos días a los deportistas de sus países, a sus atletas favoritos o a las pruebas que mayor interés les causen.

El poder conocer el conjunto de atletas que pueden encabezar cada una de las pruebas del campeonato es una herramienta de valor para todos interesados en el magno evento.

Con este fin, el dar seguimiento a los principales atletas en cada uno de los eventos del Campeonato Mundial, SYALIA {\small S.R.L.}, con la colaboración del Grupo de Inteligencia Artificial de la Facultad de Matemática y Computación de la Universidad de La Habana y de Postdata.club, ha desarrollado una guía mínima con la predicción de los resultados de todos los eventos de la cita.

Para ello se han utilizado todas las marcas y tiempos de todos los atletas y equipos que participarán en cita mundialista. Con estos datos, se desarrollaron los modelos de predicción basados en técnicas de Inteligencia Artificial y Ciencia de Datos que arrojaron los resultados que hoy presentamos en en esta guía.

Esperamos que este sea un complemento perfecto para disfrutar de un mejor modo el XIX Campeonato Mundial de Atletismo - Budapest'2023.

Metodología

Las predicciones se realizaron siguiendo un enfoque basado en simulaciones. Estas permiten obtener un resultado por cada uno de los eventos que se pronostica. En los eventos de relevos no se utilizó la metodología de simulaciones y solo se usó el criterio de experto a partir de resultados individuales de quienes conforman el relevo así como las actuaciones de los relevos en otras competiciones importantes (mundiales, olimpiadas y campeonatos de relevos).

Los datos relativos a cada uno de los atletas que participarán en el Campeonato Mundial fueron extraídos del sitio web de World Athletics. De allí se obtuvo la información de las marcas o tiempos de los atletas en las competencias reportadas desde el año 2021 hasta el 2023 (hasta el 10 de agosto). Se tuvieron en cuenta las competencias bajo techo para eventos en los que existe una relativa igualdad de condiciones (los eventos de saltos y la impulsión de la bala).

Posteriormente, se realizó un trabajo de preprocesamiento con el conjunto de resultados de cada atleta, en el cual se ponderan las marcas más recientes. Se eligió una ponderación lineal definida como [4,2,1], lo que significa que las marcas realizadas en el 2023 aparecerán cuatro veces, las del 2022 se repetirán dos veces en el conjunto y las de 2021 solo aparecerán una vez.

De esta forma, mientras menos marcas tiene un atleta mayor será el valor resultante de cada marca (para eventos donde se busca maximizar el valor de la marca se toma valor negativo). Consecuentemente, esto hace que los atletas con mayor cantidad de marcas tengan mejores resultados~(lo se puede interpretar como un factor de experiencia).

Para estimar las marcas que harán los atletas en cada evento se utiliza un modelo \textit{Kernel Distribution Estimation}~(KDE). Este modelo, que se determina uno diferente para cada atleta, permite estimar la función de densidad de probabilidad de las marcas o tiempos de cada atleta.

Posteriormente, se realizaron como mínimo 10000 simulaciones para cada uno de los eventos y se obtiene un pronóstico atendiendo a los valores que más se repiten. Es decir, para seleccionar el orden los participantes en la competencia, se calcula la moda de los lugares en los que quedó cada atleta. Es seleccionado el atleta que más se repite el primer lugar, luego el que más repite el segundo lugar sin ser el primero y así sucesivamente.

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