[Purpose] This study aimed to develop a lap-level finishing-position prediction model using race data from the 2025 F1 World Championship and to derive a Driver Performance Index(DPI) for comparing drivers' relative driving performance. [Methods] Lap-by-lap race data were collected using FastF1 and preprocessed before comparing the predictive performances of Random Forest, XGBoost, and LightGBM. The feature importance of the selected model was used as weights to calculate the DPI, and drivers' season-long driving performance was compared. [Results] Random Forest achieved the highest predictive performance, with an Accuracy of .548 and an F1-score of .549. Sector2Time, Sector3Time, LapTime, and Sector1Time showed relatively high predictive contributions. VER, NOR, and LEC ranked among the highest in DPI. [Conclusion] The DPI derived in this study can be used to compare drivers' relative driving performance based on the contribution of driving-related variables to lap-level finishing- position prediction and may complement conventional position-based evaluations.
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[목적] 본 연구는 2025년 F1 월드 챔피언십 본선 경기 데이터를 활용하여 랩 단위 순위 예측모델을 구축하고, 이를 바탕으로 드라이버의 상대적인 주행 수행 수준을 비교할 수 있는 Driver Performance Index(DPI)를 산출하는 것을 목적으로 하였다. [방법] FastF1을 통해 랩 단위 주행 데이터를 수집하고 전처리한 후, Random Forest, XGBoost 및 LightGBM의 예측 성능을 비교하였다. 최종 선정된 모델의 변수 중요도를 가중치로 활용하여 DPI를 산출하고 드라이버별 시즌 주행 수행 수준을 비교하였다. [결과] Random Forest는 Accuracy .548, F1-score .549로 가장 높은 예측 성능을 나타냈으며, Sector2Time, Sector3Time, LapTime 및 Sector1Time이 상대적으로 높은 예측 기여도를 보였다. DPI는 VER, NOR, LEC 등이 상위권으로 나타났다. [결론] 본 연구에서 산출한 DPI는 랩별 순위 예측에 기여한 주행변수를 활용하여 드라이버의 상대적인 주행 수행 수준을 비교하는 지표로 활용 가능하며, 기존의 최종 순위 중심 평가를 보완하는 방법으로 활용될 수 있다.
목차
초록 Abstract 서론 1. 연구의 필요성 2. 연구 목적 연구방법 1. 연구 대상 및 자료 수집 2. 데이터 전처리 및 변수 선정 3. 머신러닝 모델 설계 및 평가 지표 4. 변수 중요도 분석 및 해석 5. 경기력 평가지수(DPI) 산출 방법 6. DPI 비교 및 해석 검토 7. 자료 분석 환경 결과 1. 머신러닝 예측 모델 성능 평가 결과 2. 변수 중요도 분석 결과 3. Driver Performance Index(DPI) 산출 및 선수 평가 결과 논의 결론 및 제언 참고문헌