モータースポーツにおけるレース戦略の最適化：アンダーカットとオーバーカットの威力
レース中のF1マシンの成功は、ドライバーや馬力、空力性能によるものだと思われがちだが、戦略（アンダーカットやオーバーカット）は結果にもっと決定的な影響を与える。結局のところ、ピットストップ戦略が悪くて最後尾に沈んでしまうようでは、マシンがいくら速くても意味がないのだ。
レースでのアンダーカットとオーバーカットの戦略は、ここ数十年でさらに重要な役割を果たすようになった。チームとそのテクノロジーが進化を続けるにつれ、マシン間の性能差は小さくなっている。同じようなペースとパフォーマンスを発揮するコース上では、戦略的な判断が相手をオーバーテイクするための唯一のカードになることもある。
過去のレース戦略
2010年以前のレギュレーションでは給油が認められていたため、空車に近いマシンと給油した重いマシンのラップタイム差は約1.5秒。しかし、このペナルティを完全に克服することは難しい。そのため、最適なレース戦略を立てるためには、燃料が重要な要素となる。
しかし、給油が禁止されると、再びタイヤ性能が重要な戦略ファクターとなる。そのため各チームは、アンダーカットや オーバーカットを駆使してライバルをオーバーテイクするために、タイヤのデグラデーション管理に注力する。
タイヤの性能を理解する
アンダーカットと オーバーカットの仕組みを理解するには、まずタイヤの挙動を理解する必要がある。
現在のF1タイヤに使われているラバーは、温度やヒステリシスの影響を強く受けるため、タイヤのライフステージによって、マシンが出せるラップタイムは大きく変わってくる。
タイヤのパフォーマンスには、ウォームアップ、スタビライゼーション、デグラデーションという3つの段階がある。それぞれの段階でタイヤが生み出すグリップの量は、コンパウンドの硬さ（ソフト、ミディアム、ハード）によって異なる。下のグラフは、ソフト、ミディアム、ハードコンパウンドの典型的なラップタイム差を示している。
- ソフト ソフトソフトコンパウンドは最も早く温まるため、最初のラップタイムは最も速い。しかし、ソフトコンパウンドのラバーがオーバーヒートして摩耗し始めると、そのパフォーマンスはスティント終盤に大きく低下する。
- について ハードそのためウォームアップに時間がかかり、1周目のタイムがソフトより0.5秒遅い。しかしハード・コンパウンドはオーバーヒートに強く、摩耗が少ないためパフォーマンスを長く維持することができ、30周目にはソフトよりも0.7秒速くなる。
- ミディアム ミディアムハードとソフトの中間に位置するコンパウンド。しかし、このコンパウンドはウォームアップが難しいこともあり、スティントの最初のうちはハードやソフトよりもかなり遅い。
ウォームアップ（イエロー）とデグラデーション（パープル）では、新旧のタイヤやコンパウンドの違いによってラップタイムに差が出る。
アンダーカットとは何か？
F1アンダーカットについて
アンダーカットとは、ライバルよりも早くピットインし、よりフレッシュなタイヤを使ってアドバンテージを得るレース戦略のこと。この戦略の鍵は、インラップ、ピットストップ、アウトラップという3つの重要な段階にある。フレッシュなタイヤを使うことで、古くて遅いタイヤを履いているライバルよりも速いラップタイムを記録することができるからだ。
アンダーカットのシナリオでは、ドライバーAは最初にピットインし、ピットでの時間を失う（約20秒）。一方、摩耗したタイヤでコースに残ったドライバーBは、インラップをゆっくり走り、最終的にピットインする。ドライバーBがピットストップを終える頃には、ドライバーAはフレッシュラバーによるスピードアドバンテージを活かしてコースポジションを上げ、ドライバーBをオーバーテイク。
アンダーカットは、タイヤの摩耗や熱劣化が激しいサーキットで特に効果的で、フレッシュなタイヤがすぐに良いパフォーマンスを発揮する。古いタイヤは劣化が激しく、マシンのペースが落ちることを利用した戦略だ。完璧なタイミングでアンダーカットを行えば、ドライバーは新品タイヤのグリップとスピードを活かしてライバルに差をつけることができる。
アンダーカットを成功させるための重要な要素：
- タイヤの性能：新しいタイヤはグリップとスピードに優れ、ピットストップするドライバーに大きなアドバンテージを与える。ピットストップのタイミングを早め、新しいタイヤを最大限に活用することが重要だ。
- クリアなコーススペース：アンダーカットが機能するためには、ドライバーはトラフィックに邪魔されることなくフレッシュタイヤを引き出せるだけのスペースを確保してコースに復帰しなければならない。渋滞がなければ、ドライバーは積極的にプッシュすることができる。
- ピットストップの効率：スムーズで素早いピットストップは不可欠。ピットレーンでの遅れは、フレッシュなタイヤのアドバンテージを台無しにしてしまうので、ピットタイムを最小限に抑えることがアンダーカットを成功させるカギとなる。
- コースコンディション：タイヤのデグラデーションが激しいサーキットでは、新品タイヤが明らかにスピードで有利なため、アンダーカットが有利となる。加えて、タイヤのウォームアップ（またはウォームアップの不足）やクリアエアといった要素も重要な役割を果たす。
- その他の変数：イエローフラッグ、セーフティカー、バーチャルセーフティカーなど、予測不可能な要素がアンダーカットの成功に影響することがある。この戦略は、そのような中断が発生しない場合に最も効果的である。
オーバーカットとは何か？
F1オーバーカットの説明
オーバーカットは、ライバルが早めにピットインするよりも長くコース上にとどまるレース戦略だ。その目的は、ライバルがピットインしている間に、よりクリーンな空気と軽い燃料（燃料消費量）を使ってより速いラップタイムを記録し、最終的にオーバーカットのドライバーがピットストップを行った時点でコースポジションを獲得することである。ピットストップの後、ピットアウトしなかったドライバー（ドライバーA）は、ピットストップを早めたドライバー（ドライバーB）より前に出ることができる。
オーバーカット戦略の重要なファクターのひとつは、最初にピットインしたドライバーBがタイヤのウォームアップに苦労する可能性があること。特に、最適な温度に達するまでに時間がかかる硬めのコンパウンドに交換した場合だ。対照的に、ドライバーAは摩耗したタイヤでハードにプッシュし、クリーンな空気の中でマシンのパフォーマンスを最大限に引き出してタイムアドバンテージを得るように指示されることが多い。そうして何周か走り、ようやくピットインしたAドライバーは、Bドライバーよりも先にコースに復帰し、オーバーカットを成功させる。
オーバーカットを成功させるための重要な要素：
- タイヤマネジメント：ステイアウトするドライバー（ドライバーA）は、摩耗したタイヤで競争力のあるラップタイムを維持し、重要なラップで最大限のパフォーマンスを引き出さなければならない。
- コースコンディション：オーバーカットは、グリップの低いコースやデグラデーションが低いコース、あるいはタイヤの温度を上げるのに数回のアウトラップを要するウェットコンディションでよく見られる。空気が澄み、マシンが軽くなれば、ラップタイムは速くなる。
- ライバルのパフォーマンスフレッシュタイヤを履いたBが渋滞に遭遇したり、タイヤのウォームアップに手間取ったりした場合、Aは有利になる。同様に、ライバルがピットインした後のきれいな空気を利用することで、速いクルマが有利になる。
これらの要素をうまく利用することで、オーバーカットは、特にタイヤ性能や交通状況が決定的な役割を果たす場合に、コースポジションを獲得するための強力な戦略となる。
アンダーカット
しかし、戦略的なアンダーカットやオーバーカットの全結果は、レースが終わるまで現れない。
2021年バーレーンGPがそれをよく表している。サヒールのレイアウトはリアタイヤに厳しいため、アンダーカットの好機となる。1周目にハミルトンがフェルスタッペンにトップを奪われると、メルセデスはすぐに戦略を変更。最初のピットストップ（1回目）でメルセデスはレッドブルを4周アンダーカットし、18周目にハミルトンがフェルスタッペンをオーバーテイクした。
その後、ハミルトンはフェルスタッペンに7秒のリードを築き、28周目に2回目のピットストップ（2回目）を完了。しかし、アンダーカットを克服するため、レッドブルはフェルスタッペンのタイヤライフをさらに11周伸ばし、タイヤ年齢のオフセットを築くことにした。その結果、ピットストップを終えたフェルスタッペンは、すぐにハミルトンをとらえ、トップ争いに加わる。戦略的にはフェルスタッペンが勝つはずだったが、パス失敗で2番手に。
効果的なオーバーカットの威力
モナコの狭いストリートは、このグランプリをトラフィックとタイヤの節約に支配している。タイヤのアドバンテージがある速いマシンが集団から抜け出すのは難しいため、ピットストップは好ましくない。
2021年、グリッドポジションが悪かったハミルトンは、第1スティントでガスリーを追う。タイヤが残り少なくなったハミルトンは1回目のピットストップを行うが（1）、ガスリーはさらに1周ピットストップを行い、低速のアルファ・タウリで前を走るハミルトンをオーバーカットする。
ベッテルはさらに1周アウトに留まり、ハミルトンとガスリーをオーバーテイク。一方、マシン性能に大きなアドバンテージのあるペレスはさらに2周アウトに留まり（2周）、3人のドライバーをオーバーテイクする。この作戦により、ペレスはハミルトンとの差を5秒から5秒以上に広げる。結局、ハミルトンがガスリーをパスすることはなく、66周目にファステストラップ(3)を狙ってストップする。
モータースポーツにおけるアンダーカットとオーバーカットの使い分け
アンダーカットと オーバーカットのどちらを選択するかは、コースの特性、タイヤのデグラデーション率、レースコンディションなど、いくつかの変数に左右される。たとえば、タイヤの摩耗が激しいコースでは、古いタイヤでのパフォーマンス低下が大きいため、アンダーカットのほうが効果的な場合が多い。しかし、タイヤの摩耗がそれほど激しくないサーキットでは、オーバーカットが功を奏することもある。特に、ドライバーが軽い燃料負荷でラップタイムを最大化することができればなおさらだ。
天候も重要な役割を果たす。気温が低く、タイヤのウォームアップに時間がかかるコンディションでは、新品のタイヤがすぐに最適なパフォーマンスを発揮できない可能性があるため、オーバーカットが有利となる。一方、タイヤの劣化が早い暑いコンディションでは、アンダーカットのほうが速いペースで走ることができる。
さらに、トラフィック・マネジメントとピットストップのタイミングに関する戦略的な決定も重要だ。アンダーカットではピットストップ後のコース前方がクリアである必要があり、一方、オーバーカットではピットストップ前にクリアな空気の中を走ることができれば有利となる。
ウェビナーレース戦略と分析を最適化する方法
アストンマーティンF1チームの元レース戦略責任者、バーナデット・コリンズが、F1レースの実例をもとに、RaceWatch テクノロジーのニュアンスと、その使い方がサッカーやラグビーなど他のスポーツにどのように応用できるかを解説する。
コリンズは、チームが毎秒1,000以上のデータポイントを取得し、200万以上の予測シミュレーションを行う方法について語る。これは練習走行から予選、そしてレース当日の実行に至るまで、あらゆる段階を通じて行われる。すべてのターン、スペック、予測シミュレーションは、分析的な精度で満たされている。
このウェビナーでは、レース戦略と分析について学びます：
- F1チームの分析を支えるテクノロジー
- 予測シミュレーションの活用による業績への影響
- 将来、サッカーやラグビーのようなスポーツは、どのようにこの技術を活用できるのだろうか。
- さらに
レース戦略ツールはどのように役立つか
レースというプレッシャーのかかる環境では、正確な判断を素早く下すことが、ライバルを出し抜くために不可欠だ。だからこそストラテジストは、次のようなレース戦略ソフトウェア・ツールに頼るのだ。 RaceWatchのようなレース戦略ソフトウェア・ツールに頼っている。
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記事執筆者ジェマ・ハットン