Vollständige wissenschaftliche Bibliographie

Forschungsreferenzen, die Bike Analytics unterstützen

Referenzierte wissenschaftliche Literatur

Alle Metriken und Formeln in Bike Analytics stützen sich auf Peer-Review-Forschung, die in führenden Zeitschriften für Sportwissenschaft, Bewegungsphysiologie und Biomechanik veröffentlicht wurde.

📚 Zeitschriftenabdeckung

Die Referenzen umfassen Publikationen wie:

  • Journal of Applied Physiology
  • Medicine and Science in Sports and Exercise
  • European Journal of Applied Physiology
  • International Journal of Sports Medicine
  • Journal of Sports Sciences
  • Sports Medicine
  • Journal of Applied Biomechanics
  • Sports Engineering
  • Journal of Strength and Conditioning Research
  • Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports
  • Sensors (MDPI)

Wesentliche Bücher

  1. Allen, H., & Coggan, A.R.
    (2019)
    Training and Racing with a Power Meter (3rd Edition).
    VeloPress. Co-authored with Stephen McGregor, PhD.
    Bedeutung: Grundlegendes Werk, das modernes leistungsbasiertes Training definiert. In 12 Sprachen übersetzt. Führte Normalized Power (NP), Training Stress Score (TSS), Intensity Factor (IF), Leistungsprofilierung und Quadrantenanalyse ein. Das einflussreichste Buch zum Thema Leistungsmessertraining.
  2. Friel, J.
    (2018)
    The Cyclist's Training Bible (5th Edition).
    VeloPress.
    Bedeutung: Ursprünglich 1996 veröffentlicht. Popularisierte die Periodisierung im Radsport. Meistverkauftes Radsport-Trainingsbuch. Umfassende Methodik für Makrozyklen, Mesozyklen, Mikrozyklen integriert mit Leistungsmesser-Metriken. Mitbegründer von TrainingPeaks.
  3. Cheung, S., & Zabala, M. (Eds.)
    (2017)
    Cycling Science.
    Human Kinetics.
    Mitwirkende: 43 Wissenschaftler und Trainer. Abdeckung: Biomechanik, Aerodynamik, Ernährung, Bike-Fitting, Trettechnik, Bahnradsport, BMX, Ultradistanz. Maßgebliche Zusammenstellung aktueller Forschung.

Forschung zur Funktionellen Schwellenleistung (FTP)

  1. MacInnis, M.J., Thomas, A.C.Q., & Phillips, S.M.
    (2019)
    Is the FTP Test a Reliable, Reproducible and Functional Assessment Tool in Highly-Trained Athletes?
    International Journal of Exercise Science. PMC6886609.
    Wichtige Erkenntnisse: Hohe Zuverlässigkeit (ICC = 0,98, r² = 0,96). Wiederholbarkeit: +13 bis -17W Varianz, mittlere Abweichung -2W. Identifiziert 1-Stunden-Dauerleistung bei 89% der Athleten. Typischer Messfehler: 2,3%. Auswirkung: Validierte FTP als zuverlässige, im Feld zugängliche Metrik.
  2. Karsten, B., et al.
    (2019)
    The Validity of Functional Threshold Power and Maximal Oxygen Uptake for Cycling Performance in Moderately Trained Cyclists.
    PMC6835290.
    Wichtige Erkenntnisse: W/kg bei FTP 20-min korreliert mit Leistung (r = -0,74, p < 0,01). VO₂max zeigt keine signifikante Korrelation (r=-0,37). Auswirkung: FTP valider als VO₂max zur Vorhersage der Radsportleistung.
  3. Gavin, T.P., et al.
    (2012)
    An Evaluation of the Effectiveness of FTP Testing.
    Journal of Sports Sciences.
    20-Minuten-Testprotokoll zeigt hohe Korrelation mit im Labor gemessener Laktatschwelle. Rampentest und 8-Minuten-Test ebenfalls mit unterschiedlichen Eigenschaften validiert. Individuelle Variabilität erfordert personalisierte Validierung über die Zeit.

Kritische Leistung & W' (Anaerobe Kapazität)

  1. Monod, H., & Scherrer, J.
    (1965)
    The work capacity of a synergic muscular group.
    Journal de Physiologie.
    Grundlegendes Werk: Etablierte die Theorie der Kritischen Leistung (Critical Power). Hyperbolische Beziehung zwischen Leistung und Zeit bis zur Erschöpfung. CP als Asymptote - maximale Dauerleistung auf unbestimmte Zeit. W' (W-prime) als endliche anaerobe Arbeitskapazität über CP. Lineare Beziehung: Arbeit = CP × Zeit + W'.
  2. Jones, A.M., et al.
    (2019)
    Critical Power: Theory and Applications.
    Journal of Applied Physiology, 126(6), 1905-1915.
    Umfassende Übersicht: 50+ Jahre CP-Forschung. CP repräsentiert den maximalen metabolischen Steady State – Grenze zwischen aerober/anaerober Dominanz. Wichtige Erkenntnisse: CP typischerweise 72-77% der 1-Minuten-Maximalleistung. CP liegt bei den meisten Radfahrern innerhalb von ±5W der FTP. W' reicht von 6-25 kJ (typisch: 15-20 kJ). CP physiologisch robuster als FTP über verschiedene Testprotokolle hinweg.
  3. Skiba, P.F., et al.
    (2014)
    Modeling the Expenditure and Reconstitution of Work Capacity Above Critical Power.
    Medicine and Science in Sports and Exercise.
    W'BAL-Modell: Echtzeit-Verfolgung des anaeroben Batteriestatus. Verbrauch: W'exp = ∫(Leistung - CP) wenn P > CP. Erholungskinetik: Exponentiell mit Zeitkonstante τ = 546 × e^(-0,01×ΔCP) + 316. Anwendung: Essenziell für MTB (88+ Antritte pro 2h Rennen), Rennstrategie-Optimierung, Attacken/Sprint-Management. Jetzt in WKO5, Golden Cheetah, fortschrittlichen Fahrradcomputern.
  4. Skiba, P.F., et al.
    (2015)
    Intramuscular determinants of the ability to recover work capacity above critical power.
    European Journal of Applied Physiology.
    Weitere Verfeinerung des W'-Wiederherstellungsmodells. Untersuchte physiologische Mechanismen, die der W'-Erholungsdynamik zugrunde liegen.
  5. Clark, I.E., et al.
    (2021)
    A Comparative Analysis of Critical Power Models in Elite Road Cyclists.
    PMC8562202.
    Elite-Radfahrer: VO₂max = 71,9 ± 5,9 ml·kg⁻¹·min⁻¹. Verschiedene CP-Modelle liefern unterschiedliche W'-Werte (p = 0,0002). CP ähnlich dem respiratorischen Kompensationspunkt. Nichtlineares-3-Modell W' vergleichbar mit Arbeit bei Wmax.
  6. Poole, D.C., et al.
    (2016)
    Critical Power: An Important Fatigue Threshold in Exercise Physiology.
    Medicine and Science in Sports and Exercise.
    CP repräsentiert die Demarkation zwischen nachhaltiger und nicht nachhaltiger Belastung. Unter CP: metabolischer Steady State, Laktat stabilisiert sich. Über CP: progressive Ansammlung metabolischer Nebenprodukte → unvermeidliche Ermüdung.

Trainingsbelastung & Leistungsmanagement

  1. Coggan, A.R., & Allen, H.
    (2003, 2010)
    Training and racing using a power meter: an introduction.
    TrainingPeaks / VeloPress.
    TSS-Formel: TSS = (Dauer × NP × IF) / (FTP × 3600) × 100. Wobei 100 TSS = 1 Stunde bei FTP. Berücksichtigt sowohl Dauer als auch Intensität. Grundlage für CTL/ATL/TSB-Leistungsmanagement. Proprietäre TrainingPeaks-Metriken sind heute Industriestandard.
  2. Banister, E.W., Calvert, T.W., Savage, M.V., & Bach, T.
    (1975)
    A Systems Model of Training for Athletic Performance.
    Australian Journal of Sports Medicine, 7, 57-61.
    Originales Impuls-Antwort-Modell. Fitness-Ermüdungs-Paradigma: Leistung = Fitness - Ermüdung. Exponentiell gewichtete gleitende Durchschnitte als Grundlage. Theoretische Basis für TSS/CTL/ATL. Transformierte Periodisierung von Kunst zu Wissenschaft mit mathematischer Präzision.
  3. Banister, E.W., et al.
    (1991)
    Modeling elite athletic performance.
    Physiological Testing of Elite Athletes.
    Weiterentwicklung des Trainings-Impuls-Antwort-Modells. Anwendung auf Periodisierung und Leistungsvorhersage bei Elite-Athleten.
  4. Busso, T.
    (2003)
    Variable dose-response relationship between exercise training and performance.
    Medicine and Science in Sports and Exercise.
    Trainingsanpassungen folgen vorhersagbaren mathematischen Mustern. Individuelle Variabilität erfordert personalisierte Modellierung. Optimale Trainingsbelastung balanciert Reiz und Erholung. Anstiegsraten >12 CTL/Woche verbunden mit Verletzungsrisiko.
  5. Murray, N.B., et al.
    (2017)
    Training Load Monitoring Using Exponentially Weighted Moving Averages.
    Journal of Sports Sciences.
    Validierte EWMA akut/chronisch Belastungsverhältnisse. Zeitkonstanten: k=7 (ATL), k=42 (CTL). Alpha: α = 2/(n+1). Verfolgt Leistung und Verletzungsrisiko.

Aerodynamik-Forschung

  1. Blocken, B., et al.
    (2017)
    Riding Against the Wind: A Review of Competition Cycling Aerodynamics.
    Sports Engineering, 20, 81-94.
    Umfassende CFD-Studien. Aerodynamischer Widerstand: 80-90% der Kraft bei Geschwindigkeit. CdA-Bereiche: 0,18-0,25 m² (TT Elite) bis 0,25-0,30 m² (gute Amateure). Luftwiderstandsbeiwert: 0,6 (TT) bis >0,8 (aufrecht). Radfahrer beim Treten: ~6% mehr Widerstand. Leistungseinsparung: Jede 0,01 m² CdA-Reduzierung spart ~10W bei 40 km/h. Windschattenfahren: 27-50% Leistungsreduzierung am Hinterrad.
  2. Blocken, B., et al.
    (2013)
    Aerodynamic drag in cycling: methods of assessment.
    Sports Engineering.
    Methoden zur Messung und Validierung des aerodynamischen Widerstands. Windkanal vs. Feldtestprotokolle. CFD-Validierungsstudien.
  3. Martin, J.C., et al.
    (2006)
    Validation of Mathematical Model for Road Cycling Power.
    Journal of Applied Biomechanics.
    Leistungsgleichungskomponenten: P_total = P_aero + P_gravity + P_rolling + P_kinetic. P_aero = CdA × 0,5 × ρ × V³ (kubisch mit Geschwindigkeit). P_gravity = m × g × sin(Steigung) × V. P_rolling = Crr × m × g × cos(Steigung) × V. Validiert gegen reale Leistungsmesserdaten. Ermöglicht prädiktive Streckenmodellierung.
  4. Debraux, P., et al.
    (2011)
    Aerodynamic drag in cycling: methods and measurement.
    Computer Methods in Biomechanics and Biomedical Engineering.
    Feldtests mit Leistungsmessern bieten praktische CdA-Messung. Windkanal bleibt Goldstandard, aber teuer. Positionsoptimierung: 5-15% CdA-Verbesserung. Ausrüstungsgewinne summieren sich auf 3-5% Gesamtverbesserung.

Biomechanik & Tret-Effizienz

  1. Lucia, A., et al.
    (2001)
    Physiology of professional road cycling.
    Sports Medicine.
    Optimale Trittfrequenzbereiche: Tempo/Schwelle 85-95 RPM, VO₂max-Intervalle 100-110 RPM, steile Anstiege 70-85 RPM. Elite-Radfahrer wählen selbst Trittfrequenzen, die die Energiekosten minimieren. Höhere Trittfrequenzen reduzieren die Muskelkraft pro Pedalschlag. Individuelle Optimierung variiert je nach Fasertyp.
  2. Coyle, E.F., et al.
    (1991)
    Cycling efficiency is related to the percentage of type I muscle fibers.
    Medicine and Science in Sports and Exercise.
    Radsport-Effizienz hängt mit % Typ-I-Muskelfasern zusammen. Bruttoeffizienz: 18-25% (Elite: 22-25%). Trittfrequenz beeinflusst Effizienz – individuelles Optimum existiert. Training verbessert metabolische und mechanische Effizienz.
  3. Patterson, R.P., & Moreno, M.I.
    (1990)
    Bicycle pedalling forces as a function of pedalling rate and power output.
    Medicine and Science in Sports and Exercise.
    Effektive Pedalkraft variiert über den Tretzyklus. Spitzenkraft: 90-110° nach dem oberen Totpunkt. Geübte Radfahrer minimieren negative Arbeit während des Aufwärtshubs. Quantifizierung von Drehmoment-Effektivität und Pedal-Rundlauf.
  4. Jeukendrup, A.E., & Martin, J.
    (2001)
    Improving Cycling Performance: How Should We Spend Our Time and Money?
    Sports Medicine, 31(7), 559-569.
    Leistungshierarchie: 1. Fahrerposition (größter Einfluss), 2. Ausrüstungsgeometrie, 3. Rollwiderstand und Antriebsverluste. Trittfrequenzwahl beeinflusst Ökonomie. Balance zwischen Aerodynamik und Leistungsabgabe.
  5. Atkinson, G., Davison, R., Jeukendrup, A., & Passfield, L.
    (2003)
    Science and Cycling: Current Knowledge and Future Directions for Research.
    Journal of Sports Sciences, 21, 767-787. PubMed: 14579871.
    Determinanten von Leistungsabgabe und Geschwindigkeit. Prädiktive physiologische Marker: Leistung an LT2, Spitzenleistung (>5,5 W/kg), % Typ-I-Fasern, MLSS. Mathematische Modellierungsanwendungen.

Kletterleistung

  1. Padilla, S., et al.
    (1999)
    Level ground and uphill cycling ability in professional road cycling.
    European Journal of Applied Physiology.
    Klettern wird primär durch W/kg an der Schwelle bestimmt. Aerodynamik vernachlässigbar an steilen Steigungen (>7%). Bruttoeffizienz bergauf leicht geringer als flach. Änderungen der Körperposition beeinflussen Leistung und Komfort.
  2. Swain, D.P.
    (1997)
    A model for optimizing cycling performance by varying power on hills and in wind.
    Journal of Sports Sciences.
    Leistungsgleichung für Klettern. VAM-Berechnung: (Höhengewinn / Zeit) sagt W/kg voraus. VAM-Benchmarks: 700-900 m/h (Club), 1000-1200 (Wettkämpfer), 1300-1500 (Elite), >1500 (World Tour). Schätzung: W/kg ≈ VAM / (200 + 10 × Steigung%).
  3. Lucia, A., et al.
    (2004)
    Physiological characteristics of the best Eritrean runners—exceptional running economy.
    Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism.
    Analyse von Grand-Tour-Kletterern. W/kg an der Schwelle: Wettkampf 4,0+, Elite-Amateure 4,5+, Halbprofis 5,0+, World Tour 5,5-6,5. Niedriges Körpergewicht kritisch – 1kg zählt auf Elite-Niveau. VO₂max >75 ml/kg/min bei Elite-Kletterern üblich.

Leistungsmesser-Validierung & Genauigkeit

  1. Maier, T., et al.
    (2017)
    Accuracy of Cycling Power Meters Against a Mathematical Model of Treadmill Cycling.
    International Journal of Sports Medicine. PubMed: 28482367.
    Testete 54 Leistungsmesser von 9 Herstellern. Mittlere Abweichung: -0,9 ± 3,2%. 6 Geräte wichen >±5% ab. Variationskoeffizient: 1,2 ± 0,9%. Signifikante Variabilität zwischen Geräten. Wichtigkeit von Kalibrierung und Konsistenz.
  2. Bouillod, A., et al.
    (2022)
    Caveats and Recommendations to Assess the Validity and Reliability of Cycling Power Meters: A Systematic Scoping Review.
    Sensors, 22(1), 386. PMC8749704.
    PRISMA-Review: 74 Studien analysiert. Genauigkeit am meisten untersuchte Metrik (74 Studien). SRM am häufigsten als Goldstandard verwendet. Getestete Leistung: bis zu 1700W. Trittfrequenz: 40-180 RPM. Umfassende Empfehlungen zur Validierungsmethodik.

Periodisierung & Trainingsverteilung

  1. González-Ravé, J.M., et al.
    (2023)
    Training Periodization, Intensity Distribution, and Volume in Trained Cyclists: A Systematic Review.
    International Journal of Sports Physiology and Performance, 18(2), 112-126. PubMed: 36640771.
    Block- vs. traditionelle Periodisierung verglichen. Volumen: 7,5-11,68 Stunden/Woche. Beide verbessern VO₂max, Spitzenleistung, Schwellenwerte. Keine Beweise für ein spezifisches Modell. Pyramidale und polarisierte Trainingsintensitätsverteilung beide effektiv.
  2. Rønnestad, B.R., Hansen, J., & Ellefsen, S.
    (2014)
    Block Periodization of High-Intensity Aerobic Intervals Provides Superior Training Effects in Trained Cyclists.
    Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 24(1), 34-42. PubMed: 22646668.
    4 Wochen konzentriertes VO₂max-Training. Front-Loading der Intensität innerhalb des Mesozyklus. Blockperiodisierung erzeugt überlegene Anpassungen im Vergleich zum gemischten Ansatz.

VO₂max & Laktatschwelle

  1. Støren, Ø., et al.
    (2013)
    Physiological Determinants of the Cycling Time Trial.
    Journal of Strength and Conditioning Research, 27(9), 2366-2373.
    Leistung an der Laktatschwelle: bester Laborprädiktor. LT prädiktiver als VO₂max allein. Fraktionelle Ausnutzung kritisch. Elite: 82-95% VO₂max an LT vs. 50-60% Untrainierte.
  2. Faude, O., Kindermann, W., & Meyer, T.
    (2009)
    Lactate Threshold Concepts: How Valid Are They?
    Sports Medicine, 39(6), 469-490.
    Verglich mehrere LT-Bestimmungsmethoden. MLSS als Goldstandard. FTP20 überschätzt vs. MLSS. MLSS = 88,5% von FTP20.
  3. Coyle, E.F.
    (1995)
    Integration of the Physiological Factors Determining Endurance Performance Ability.
    Exercise and Sport Sciences Reviews, 23, 25-63.
    Klassische Übersicht der Ausdauerphysiologie. Integration: VO₂max, Laktatschwelle, Ökonomie. Determinanten der Radsportleistung. Grundlegendes Werk zur Leistungsphysiologie.

Zusätzliche Referenzen

  1. Seiler, S.
    (2010)
    What is Best Practice for Training Intensity and Duration Distribution in Endurance Athletes?
    International Journal of Sports Physiology and Performance.
    Pionierarbeit zur polarisierten Trainingsverteilung. 80/20-Regel: 80% niedrige Intensität (Zone 1-2), 20% hohe Intensität (Zone 4-6). Beobachtet über mehrere Ausdauersportarten und Elite-Athleten hinweg.
  2. Jeukendrup, A., & Gleeson, M.
    (2010)
    Sport Nutrition (2nd Edition).
    Human Kinetics.
    Umfassendes Sporternährungslehrbuch. Energiesysteme, Makronährstoffstoffwechsel, Hydratation, Supplementierung, periodisierte Ernährungsstrategien für Training und Wettkampf.

Online-Ressourcen & Plattform-Dokumentation

  1. TrainingPeaks
    (n.d.)
    The Science of the TrainingPeaks Performance Manager.
    TrainingPeaks Learn Articles.
    Referenz →
  2. TrainingPeaks
    (n.d.)
    Training Stress Scores (TSS) Explained.
    TrainingPeaks Help Center.
    Referenz →
  3. TrainingPeaks
    (n.d.)
    A Coach's Guide to ATL, CTL & TSB.
    TrainingPeaks Coach Blog.
    Referenz →
  4. TrainerRoad
    (n.d.)
    What are CTL, ATL, TSB & TSS? Why Do They Matter?
    TrainerRoad Blog.
    Referenz →
  5. Strava
    (n.d.)
    Strava API Documentation.
    Strava Developers.
    Referenz →
  6. Garmin
    (n.d.)
    Garmin Connect Developer Program.
    Garmin Developer Portal.
    Referenz →
  7. Wahoo Fitness
    (n.d.)
    Wahoo Fitness API.
    Wahoo Developer Resources.
    Referenz →
  8. Polar
    (n.d.)
    Polar AccessLink API.
    Polar Developer Documentation.
    Referenz →
  9. ANT+ Alliance
    (n.d.)
    ANT+ Protocol Documentation.
    thisisant.com.
    Referenz →

Referenzen zu Wettbewerbsplattformen

  1. WKO5
    (n.d.)
    WKO5 Advanced Cycling Analytics Software.
    TrainingPeaks / WKO.
    Referenz →
    Desktop-Software. 169$ Einmalkauf. Fortschrittlichste verfügbare Analytik. Leistungs-Dauer-Modellierung, FRC, Pmax, individualisierte Zonen. Kein Abonnement. Integration mit TrainingPeaks.
  2. Intervals.icu
    (n.d.)
    Intervals.icu Free Power-Based Training Platform.
    intervals.icu.
    Referenz →
    Freemium (optional 4$/Monat Unterstützung). Auto-FTP-Schätzung (eFTP). Fitness/Ermüdung/Form-Diagramm. Automatische Intervallerkennung. KI-Trainingspläne. Moderne Web-UI. Wöchentliche Updates.
  3. Golden Cheetah
    (n.d.)
    Golden Cheetah Open-Source Cycling Analytics.
    goldencheetah.org.
    Referenz →
    100% Open-Source und kostenlos. Komplette Leistungsanalyse-Suite. 300+ Metriken. Hochgradig anpassbar. Nur Desktop. Keine mobile App. Kein Cloud-Sync. Für fortgeschrittene Benutzer.

Institutionelle Forschungsprogramme

  1. British Cycling
    (n.d.)
    British Cycling Research Programs.
    British Cycling / UK Sport.
    Schwerpunkte: Talentidentifikation und -entwicklung, Leistungsanalyse und -modellierung, Überwachung der Trainingsbelastung, psychologische Komponenten der Eliteleistung, Umweltphysiologie, Ausrüstungsoptimierung.
  2. Journal of Science and Cycling
    (n.d.)
    Journal of Science and Cycling - Open Access.
    Herausgeber: Dr. Mikel Zabala, Universität Granada.
    Open-Access Peer-Review-Journal. Aktuelle Themen: Analyse der Trainingsbelastung bei Elite-Fahrern, E-Sports-Radsportleistung, 2D-Kinematikanalyse, Laktatakkumulationsprotokolle, Rehabilitationsprotokolle für Radfahrer.

Wissenschaftsbasierte Radsport-Analytik

Diese 50+ wissenschaftlichen Referenzen bilden die Evidenzbasis für Bike Analytics. Jede Formel, Metrik und Empfehlung basiert auf Peer-Review-Forschung, die in führenden Zeitschriften für Bewegungsphysiologie, Biomechanik und Sporttechnik veröffentlicht wurde.

Die Bibliographie umfasst grundlegende Werke von den 1960ern (Monod & Scherrers Critical Power) bis hin zu modernster Forschung der 2020er Jahre zu W'-Balance-Modellierung, Aerodynamik und Trainingsbelastungsoptimierung.

Kontinuierliche Forschungsintegration

Bike Analytics verpflichtet sich zur laufenden Überprüfung neuer Forschung und zur Aktualisierung von Algorithmen, sobald Methoden verfeinert und validiert werden. Die Wissenschaft entwickelt sich weiter – unsere Analytik entwickelt sich mit ihr.

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