运动和竞争有着千丝万缕的联系。但制定最佳比赛时间表本身就是一项运动。数学家罗尔·兰伯斯(RoelLambers)研究了一些方法,以确保飞镖运动员和参加足球或称为beugelen的荷兰地区运动的球队尽可能公平地匹配。他于11月11日星期五在数学与计算机科学系进行了论文答辩。

寻找完美的比赛时间表

网球朋友之间的锦标赛比赛可以很容易地组织起来,但如果是体育联合会的赛事,那么满足各方需求的复杂性要大得多。不仅要考虑运动员,观众、场馆管理人员和电视转播员也希望参与设计比赛日程,并且都有自己的优先事项。体育联合会代表体育俱乐部,而体育俱乐部又是球队的集合体。

正是因为有如此多的球队,可能的比赛日程安排是巨大的,博士候选人RoelLambers解释道。那么哪一个是正确的呢?在过去的四年里,兰伯斯研究了如何为各种类型的比赛制定最佳比赛时间表。

女学生

比赛安排的起源可以追溯到19世纪中叶,一位名叫托马斯·柯克曼(ThomasKirkman)的英国数学家和他的女学生问题。他提出这样一个问题:一所学校里,连续七天,十五个小姑娘,三个人并排走,每天都要安排,不能让两个人并排走两次。

在他身后的白板上,兰伯斯画了一些点和连接线——他从小就喜欢制作图表,他把这个过程比作解决数独游戏:应用规则、发现某物、采取下一步行动。“很好,很直接。”同时,在棋盘上形成了一个图表,其中每个人只与其他人相遇一次,这种方法可以应用于体育界。

单循环

“这个系统叫做单循环赛。当每个球员或球队相遇两次时,也许因为他们都在打主客场比赛,你有一个双循环赛。如果参与者不超过十五人,我可以产生一个赛程是手工安排的,但一旦加上额外的限制,即使是电脑也会觉得是个挑战。”

根据Lambers的说法,解决方案在于改进配方,使用新算法可以更快地实现令人满意的时间表。“首先,你可以为每支球队建立主场和客场赛程。艺术就是以这样一种方式构建布景,让你给自己最大的灵活性来满足其他限制。”

“这是必不可少的,因为制定正确的比赛时间表的任务非常复杂。例如,在足球或曲棍球俱乐部中有多个团队,他们不能同时在家里比赛。我们展示了通过在俱乐部内创建一对来解决这个问题的一种优雅方式,我们提供了在整个赛季中平均分配对手的结构。”

不公平

虽然比赛时间表清楚地说明谁必须与谁比赛,但同样重要的是双方在开始时都有平等的获胜机会。作为体育运动的狂热追随者——他对Teletekst上的结果页面了如指掌——Lambers仍然经常发现自己大喊“不公平!”,但事实并非如此。因此,在他的论文中,他提出了一些更公平地组织比赛的方法。

“在最近的国际象棋比赛中,最终比赛获胜者的每个对手都与前一天的头号选手比赛。那里有很多心理因素。你可能已经承认的一场艰难的比赛对你的下一场比赛有多大影响比赛?任何可能的影响都可以通过正确的比赛安排来避免。”

飞镖

“在飞镖比赛中,我们也看到了几个例子,其中获胜者之间的匹配方式存在某种不平衡。我们联系了飞镖联合会,提出了一种更公平的方法,最后讨论了其他限制条件如何也可以被考虑在内。运动安排涉及不断适应和解决新问题。”

还有许多其他例子。一种国际排球比赛,其中一支球队比另一支球队跨越更多大洲;一场曲棍球锦标赛,在这场比赛中,小组赛获胜者可能要等上一周才能参加下一场比赛;或者在一系列罚球中获得第一个球的心理优势。对于每一个案例,Lambers都提供算法和方法,为更好、更公平的竞争铺平道路。

实践

这些建议在实践中是否有效?当然可以,兰伯斯热情地点点头。他已经在为荷兰Beugel联合会举办的比赛制定时间表,这是一项在布拉班特省很受欢迎的室内运动,球必须穿过一个篮筐——一个介于槌球和草地滚球之间的十字架。每支球队都渴望在他们喜欢的日子里比赛。完美可能仍然是一种幻想,但Beugel球员对他们的比赛日程非常满意。

在接下来的一年里,兰伯斯仍然有一些实用的想法,他想在他目前的团队中发挥作用。“作为一名体育爱好者,我喜欢从事能够让我关注如此多运动的工作,同时有机会尝试让体育运动变得更公平。我不想很快停下来。”