साइकिलिंग पावर फॉर्मूले
बाइक एनालिटिक्स मेट्रिक्स का गणितीय आधार
कार्यान्वयन गाइड
यह पृष्ठ सभी बाइक एनालिटिक्स मेट्रिक्स के लिए कॉपी-पेस्ट फॉर्मूले और चरण-दर-चरण गणना विधियां प्रदान करता है। कस्टम कार्यान्वयन, सत्यापन, या पावर-आधारित प्रशिक्षण की गहरी समझ के लिए इनका उपयोग करें।
⚠️ कार्यान्वयन नोट्स
- सभी पावर मान वाट (W) में, समय सेकंड में जब तक निर्दिष्ट न हो
- FTP और CP व्यक्ति-विशिष्ट सीमाएं हैं—कोई सार्वभौमिक मान नहीं
- हमेशा उचित श्रेणियों के लिए इनपुट को मान्य करें (0-2000W सामान्य)
- एज केसेज को संभालें (शून्य से विभाजन, नकारात्मक पावर)
- सटीकता के लिए पावर डेटा को 1-सेकंड रिकॉर्डिंग अंतराल की आवश्यकता है
मुख्य प्रदर्शन मेट्रिक्स
1. प्रशिक्षण तनाव स्कोर (TSS)
फॉर्मूला:
कार्यशील उदाहरण:
परिदृश्य: 2-घंटे की सवारी, NP = 235W, FTP = 250W
- IF की गणना करें: IF = 235 / 250 = 0.94
- अवधि सेकंड में: 2 घंटे × 3600 = 7200 सेकंड
- TSS = (7200 × 235 × 0.94) / (250 × 3600) × 100
- TSS = 1,590,720 / 900,000 × 100 = 176.7 TSS
व्याख्या: कठिन प्रशिक्षण सवारी (>150 TSS), 2-3 दिन रिकवरी की अपेक्षा करें
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculateTSS(durationSeconds, normalizedPower, ftp) {
const intensityFactor = normalizedPower / ftp;
const tss = (durationSeconds * normalizedPower * intensityFactor) / (ftp * 3600) * 100;
return Math.round(tss);
}
// Example usage:
const tss = calculateTSS(7200, 235, 250);
// Returns: 177
2. सामान्यीकृत पावर (NP)
एल्गोरिथ्म (30-सेकंड रोलिंग औसत):
4वीं घात क्यों?
चतुर्थ घात (4वीं घात) संबंध परिवर्तनशील प्रयासों की गैर-रेखीय शारीरिक लागत को दर्शाता है। उतार-चढ़ाव और रिकवरी वाली सवारी समान औसत पर स्थिर पावर की तुलना में अधिक ऊर्जा खर्च करती है।
उदाहरण:
- स्थिर सवारी: 1 घंटे के लिए 200W → NP = 200W, औसत = 200W
- परिवर्तनशील सवारी: 300W/100W बारी-बारी से → औसत = 200W, NP = 225W
समान औसत पावर, लेकिन उतार-चढ़ाव की शारीरिक लागत के कारण परिवर्तनशील सवारी में 12% अधिक NP है
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculateNormalizedPower(powerData) {
// powerData is array of 1-second power values
// Step 1: Calculate 30-second rolling averages
const rollingAvgs = [];
for (let i = 29; i < powerData.length; i++) {
const window = powerData.slice(i - 29, i + 1);
const avg = window.reduce((sum, p) => sum + p, 0) / 30;
rollingAvgs.push(avg);
}
// Step 2: Raise to 4th power
const powered = rollingAvgs.map(p => Math.pow(p, 4));
// Step 3: Average of 4th powers
const avgPowered = powered.reduce((sum, p) => sum + p, 0) / powered.length;
// Step 4: Take 4th root
const np = Math.pow(avgPowered, 0.25);
return Math.round(np);
}
// Example usage:
const powerData = [/* 1-second power array */];
const np = calculateNormalizedPower(powerData);
// Returns: NP in watts
3. तीव्रता कारक (IF)
फॉर्मूला:
व्याख्या श्रेणियां:
| IF श्रेणी | प्रयास स्तर | उदाहरण वर्कआउट |
|---|---|---|
| < 0.75 | रिकवरी / आसान | सक्रिय रिकवरी सवारी, जोन 1-2 |
| 0.75 - 0.85 | सहनशक्ति | लंबी स्थिर सवारी, एरोबिक आधार |
| 0.85 - 0.95 | टेम्पो | स्वीट स्पॉट प्रशिक्षण, टेम्पो अंतराल |
| 0.95 - 1.05 | थ्रेशोल्ड | FTP अंतराल, टाइम ट्रायल प्रयास |
| 1.05 - 1.15 | VO₂max | 5-मिनट अंतराल, क्राइटीरियम रेस |
| > 1.15 | अनैरोबिक | छोटे स्प्रिंट, हमले, MTB बर्स्ट |
उदाहरण गणना:
परिदृश्य: NP = 235W, FTP = 250W
IF = 235 / 250 = 0.94
व्याख्या: उच्च टेम्पो / सब-थ्रेशोल्ड प्रयास, 2-3 घंटे के लिए टिकाऊ
function calculateIF(normalizedPower, ftp) {
return (normalizedPower / ftp).toFixed(2);
}
// Example:
const if_value = calculateIF(235, 250);
// Returns: 0.94
4. परिवर्तनशीलता सूचकांक (VI)
फॉर्मूला:
अनुशासन के अनुसार व्याख्या:
| अनुशासन | सामान्य VI | अर्थ |
|---|---|---|
| Road TT / स्थिर प्रयास | 1.00 - 1.05 | बहुत सुसंगत पावर, इष्टतम गति |
| Road Racing | 1.05 - 1.10 | कुछ उछाल, आमतौर पर स्थिर |
| Criterium | 1.10 - 1.20 | बार-बार त्वरण और हमले |
| Mountain Bike XC | 1.15 - 1.30+ | अत्यधिक परिवर्तनशील, लगातार उछाल |
उदाहरण गणना:
रोड रेस: NP = 240W, औसत पावर = 230W
VI = 240 / 230 = 1.04 (स्थिर गति)
MTB रेस: NP = 285W, औसत पावर = 235W
VI = 285 / 235 = 1.21 (बहुत परिवर्तनशील, बर्स्ट प्रयास)
function calculateVI(normalizedPower, averagePower) {
return (normalizedPower / averagePower).toFixed(2);
}
// Example:
const vi_road = calculateVI(240, 230); // Returns: 1.04
const vi_mtb = calculateVI(285, 235); // Returns: 1.21
क्रिटिकल पावर और W' (अनैरोबिक क्षमता)
5. क्रिटिकल पावर (CP) - रेखीय मॉडल
फॉर्मूला:
कई प्रयासों से गणना:
विभिन्न अवधियों (जैसे, 3, 5, 12, 20 मिनट) पर 2-4 अधिकतम प्रयासों की आवश्यकता है
उदाहरण डेटा:
| अवधि | पावर (W) | कुल कार्य (kJ) |
|---|---|---|
| 3 मिनट (180s) | 400W | 72 kJ |
| 5 मिनट (300s) | 365W | 109.5 kJ |
| 12 मिनट (720s) | 310W | 223.2 kJ |
| 20 मिनट (1200s) | 285W | 342 kJ |
रेखीय प्रतिगमन का उपयोग करते हुए (Work = CP × Time + W'):
- CP = 270W (प्रतिगमन रेखा का ढलान)
- W' = 18.5 kJ (y-अवरोधन)
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculateCP_Linear(efforts) {
// efforts = [{duration: seconds, power: watts}, ...]
const times = efforts.map(e => e.duration);
const work = efforts.map(e => e.power * e.duration / 1000); // kJ
// Linear regression: work = CP * time + W'
const n = efforts.length;
const sumT = times.reduce((a, b) => a + b, 0);
const sumW = work.reduce((a, b) => a + b, 0);
const sumTW = times.reduce((sum, t, i) => sum + t * work[i], 0);
const sumTT = times.reduce((sum, t) => sum + t * t, 0);
const CP = (n * sumTW - sumT * sumW) / (n * sumTT - sumT * sumT);
const Wprime = (sumW - CP * sumT) / n;
return {
CP: Math.round(CP * 10) / 10, // watts
Wprime: Math.round(Wprime * 10) / 10 // kJ
};
}
// Example usage:
const efforts = [
{duration: 180, power: 400},
{duration: 300, power: 365},
{duration: 720, power: 310},
{duration: 1200, power: 285}
];
const result = calculateCP_Linear(efforts);
// Returns: { CP: 270.0, Wprime: 18.5 }
6. W' बैलेंस (W'bal) - अवकल समीकरण मॉडल
फॉर्मूले:
W'exp(t) = ∫(P(t) - CP) dt
W'rec(t) = W' × (1 - e^(-t/τ))
and ΔCP = (CP - P(t))
वास्तविक दुनिया का उदाहरण:
साइक्लिस्ट विशिष्टताएं: CP = 270W, W' = 18.5 kJ
परिदृश्य 1 - कठिन हमला:
- राइडर 30 सेकंड के लिए 400W तक बढ़ता है
- W' व्यय: (400 - 270) × 30 = 3,900 J = 3.9 kJ
- W'bal शेष: 18.5 - 3.9 = 14.6 kJ
परिदृश्य 2 - रिकवरी:
- हमले के बाद, 2 मिनट के लिए 200W (CP से 70W नीचे) तक गिरता है
- ΔCP = 270 - 200 = 70W
- τ = 546 × e^(-0.01 × 70) + 316 = 588 सेकंड
- 120s में रिकवरी: 18.5 × (1 - e^(-120/588)) = 3.5 kJ रिकवर हुआ
- नया W'bal: 14.6 + 3.5 = 18.1 kJ
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculateWbalance(powerData, CP, Wprime) {
// powerData = array of {time: seconds, power: watts}
let wbal = Wprime * 1000; // Convert to joules
const wbalHistory = [];
for (let i = 1; i < powerData.length; i++) {
const dt = powerData[i].time - powerData[i-1].time;
const power = powerData[i].power;
if (power > CP) {
// Expenditure above CP
const expenditure = (power - CP) * dt;
wbal -= expenditure;
} else {
// Recovery below CP
const deltaCP = CP - power;
const tau = 546 * Math.exp(-0.01 * deltaCP) + 316;
const recovery = (Wprime * 1000 - wbal) * (1 - Math.exp(-dt / tau));
wbal += recovery;
}
// Ensure W'bal doesn't exceed max or go negative
wbal = Math.max(0, Math.min(wbal, Wprime * 1000));
wbalHistory.push({
time: powerData[i].time,
wbal: wbal / 1000, // kJ
percent: (wbal / (Wprime * 1000)) * 100
});
}
return wbalHistory;
}
// Example usage:
const powerData = [
{time: 0, power: 200},
{time: 1, power: 210},
// ... rest of ride data
];
const wbalHistory = calculateWbalance(powerData, 270, 18.5);
// Returns array of W'bal values over time
प्रदर्शन प्रबंधन चार्ट (PMC)
7. CTL, ATL, TSB गणना
फॉर्मूले (घातीय भारित चलती औसत):
मेट्रिक परिभाषाएं:
- CTL (क्रॉनिक ट्रेनिंग लोड): 42-दिन का घातीय भारित औसत - फिटनेस का प्रतिनिधित्व करता है
- ATL (एक्यूट ट्रेनिंग लोड): 7-दिन का घातीय भारित औसत - थकान का प्रतिनिधित्व करता है
- TSB (ट्रेनिंग स्ट्रेस बैलेंस): फॉर्म = फिटनेस - थकान
कार्यशील उदाहरण (7-दिवसीय प्रशिक्षण ब्लॉक):
| दिन | TSS | CTL | ATL | TSB | स्थिति |
|---|---|---|---|---|---|
| सोमवार | 100 | 75.0 | 80.0 | -5.0 | प्रशिक्षण |
| मंगलवार | 50 | 74.4 | 75.7 | -1.3 | रिकवरी |
| बुधवार | 120 | 75.5 | 82.0 | -6.5 | कठिन प्रशिक्षण |
| गुरुवार | 0 | 73.7 | 70.3 | +3.4 | आराम दिन |
| शुक्रवार | 80 | 73.8 | 71.7 | +2.1 | मध्यम |
| शनिवार | 150 | 75.6 | 82.9 | -7.3 | लंबी सवारी |
| रविवार | 40 | 74.8 | 76.8 | -2.0 | रिकवरी |
TSB व्याख्या:
| TSB श्रेणी | स्थिति | कार्रवाई |
|---|---|---|
| < -30 | उच्च जोखिम | ओवरट्रेनिंग चेतावनी - लोड कम करें |
| -30 से -10 | कठिन प्रशिक्षण | फिटनेस बनाना, रिकवरी मॉनिटर करें |
| -10 से +5 | इष्टतम | सामान्य प्रशिक्षण जोन |
| +5 से +15 | रेस रेडी | पीक फॉर्म - इस सप्ताहांत रेस |
| > +25 | डीट्रेनिंग | फिटनेस की हानि - लोड बढ़ाएं |
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculatePMC(workouts) {
// workouts = [{date: "YYYY-MM-DD", tss: number}, ...]
let ctl = 0, atl = 0;
const results = [];
workouts.forEach(workout => {
// Update CTL (42-day time constant)
ctl = ctl + (workout.tss - ctl) / 42;
// Update ATL (7-day time constant)
atl = atl + (workout.tss - atl) / 7;
// Calculate TSB (yesterday's CTL - today's ATL for traditional calculation)
// For simplicity here using current values
const tsb = ctl - atl;
results.push({
date: workout.date,
tss: workout.tss,
ctl: Math.round(ctl * 10) / 10,
atl: Math.round(atl * 10) / 10,
tsb: Math.round(tsb * 10) / 10,
status: getTSBStatus(tsb)
});
});
return results;
}
function getTSBStatus(tsb) {
if (tsb < -30) return "High Risk";
if (tsb < -10) return "Training Hard";
if (tsb < 5) return "Optimal";
if (tsb < 15) return "Race Ready";
return "Detraining";
}
// Example usage:
const workouts = [
{date: "2025-01-01", tss: 100},
{date: "2025-01-02", tss: 50},
{date: "2025-01-03", tss: 120},
// ... more workouts
];
const pmc = calculatePMC(workouts);
// Returns array with CTL, ATL, TSB for each day
पावर-टू-वेट और चढ़ाई मेट्रिक्स
8. पावर-टू-वेट अनुपात
फॉर्मूला:
FTP W/kg बेंचमार्क:
| स्तर | पुरुष W/kg | महिला W/kg | श्रेणी |
|---|---|---|---|
| मनोरंजक | 2.5 - 3.5 | 2.0 - 3.0 | फिटनेस राइडर |
| प्रतिस्पर्धी | 3.5 - 4.5 | 3.0 - 4.0 | Cat 3-4, आयु वर्ग रेसर |
| उन्नत | 4.5 - 5.5 | 4.0 - 5.0 | Cat 1-2, मजबूत शौकिया |
| एलीट शौकिया | 5.5 - 6.0 | 5.0 - 5.5 | राष्ट्रीय स्तर |
| पेशेवर | 6.0 - 7.0+ | 5.5 - 6.5+ | विश्व टूर, ग्रैंड टूर GC |
उदाहरण गणना:
परिदृश्य: साइक्लिस्ट FTP = 275W के साथ, शरीर द्रव्यमान = 70kg
W/kg = 275 / 70 = 3.93 W/kg
व्याख्या: प्रतिस्पर्धी स्तर, पहाड़ी रेसों में सक्षम
function calculateWattsPerKg(power, bodyMassKg) {
return (power / bodyMassKg).toFixed(2);
}
// Example:
const wpkg = calculateWattsPerKg(275, 70);
// Returns: 3.93
9. VAM (Velocità Ascensionale Media)
फॉर्मूला:
VAM बेंचमार्क:
| VAM (m/h) | स्तर | उदाहरण |
|---|---|---|
| 600 - 900 | मनोरंजक | स्थानीय चढ़ाई पर क्लब राइडर |
| 900 - 1200 | प्रतिस्पर्धी | Alpe d'Huez पर अच्छा शौकिया |
| 1200 - 1500 | एलीट शौकिया | राष्ट्रीय स्तर का पर्वतारोही |
| 1500 - 1800 | पेशेवर | विश्व टूर डोमेस्टिक |
| > 1800 | ग्रैंड टूर विजेता | मुख्य चढ़ाई पर Pogačar, Vingegaard |
उदाहरण गणना:
परिदृश्य: Alpe d'Huez चढ़ाई
- ऊंचाई लाभ: 1100 मीटर
- समय: 55 मिनट = 0.917 घंटे
- VAM = 1100 / 0.917 = 1200 m/h
व्याख्या: प्रतिस्पर्धी स्तर की चढ़ाई प्रदर्शन
function calculateVAM(elevationGainMeters, timeMinutes) {
const hours = timeMinutes / 60;
return Math.round(elevationGainMeters / hours);
}
// Example:
const vam = calculateVAM(1100, 55);
// Returns: 1200 m/h
10. VAM से W/kg अनुमान
फॉर्मूला:
उदाहरण गणना:
परिदृश्य: 8% औसत ढलान के साथ चढ़ाई, VAM = 1200 m/h
W/kg = 1200 / 100 / (8 + 3)
W/kg = 12 / 11 = 4.36 W/kg
क्रॉस-चेक: 70kg राइडर के साथ → चढ़ाई पर 305W निरंतर पावर
function estimateWkgFromVAM(vam, gradientPercent) {
return (vam / 100 / (gradientPercent + 3)).toFixed(2);
}
// Example:
const wkg = estimateWkgFromVAM(1200, 8);
// Returns: 4.36
वायुगतिकीय पावर समीकरण
11. कुल पावर आवश्यकताएं
पूर्ण फॉर्मूला:
घटक फॉर्मूले:
P_aero = CdA × 0.5 × ρ × V³
P_gravity = m × g × sin(θ) × V
P_rolling = Crr × m × g × cos(θ) × V
P_kinetic = m × a × V
स्थिरांक और चर:
- CdA = ड्रैग गुणांक × ललाट क्षेत्र (m²)
- सामान्य रोड बाइक हुड्स: 0.35-0.40 m²
- ड्रॉप्स: 0.32-0.37 m²
- TT स्थिति: 0.20-0.25 m²
- ρ = वायु घनत्व (समुद्र स्तर पर 1.225 kg/m³, 15°C)
- V = वेग (m/s)
- m = कुल द्रव्यमान (राइडर + बाइक, kg)
- g = गुरुत्वाकर्षण (9.81 m/s²)
- θ = ढलान कोण (रेडियन या डिग्री परिवर्तित)
- Crr = रोलिंग प्रतिरोध गुणांक (अच्छे रोड टायरों के लिए ~0.004)
- a = त्वरण (m/s²)
कार्यशील उदाहरण (समतल सड़क TT):
परिदृश्य:
- वेग: 40 km/h = 11.11 m/s
- CdA: 0.22 m² (अच्छी TT स्थिति)
- कुल द्रव्यमान: 75kg (राइडर) + 8kg (बाइक) = 83kg
- समतल सड़क (ढलान = 0°)
- स्थिर गति (त्वरण = 0)
गणना:
- P_aero = 0.22 × 0.5 × 1.225 × 11.11³ = 185W
- P_gravity = 0W (समतल सड़क)
- P_rolling = 0.004 × 83 × 9.81 × 11.11 = 36W
- P_kinetic = 0W (स्थिर गति)
- P_total = 185 + 0 + 36 + 0 = 221W
व्याख्या: समतल सड़क पर TT स्थिति में 40 km/h बनाए रखने के लिए 221W की आवश्यकता
JavaScript कार्यान्वयन:
function calculatePowerRequired(params) {
const {
velocityKph,
CdA = 0.32, // m²
rho = 1.225, // kg/m³
mass = 83, // kg (rider + bike)
gradientPercent = 0, // %
Crr = 0.004, // rolling resistance
accelerationMps2 = 0 // m/s²
} = params;
// Convert velocity to m/s
const V = velocityKph / 3.6;
// Convert gradient to angle
const theta = Math.atan(gradientPercent / 100);
// Calculate each component
const P_aero = CdA * 0.5 * rho * Math.pow(V, 3);
const P_gravity = mass * 9.81 * Math.sin(theta) * V;
const P_rolling = Crr * mass * 9.81 * Math.cos(theta) * V;
const P_kinetic = mass * accelerationMps2 * V;
return {
total: Math.round(P_aero + P_gravity + P_rolling + P_kinetic),
aero: Math.round(P_aero),
gravity: Math.round(P_gravity),
rolling: Math.round(P_rolling),
kinetic: Math.round(P_kinetic)
};
}
// Example: TT at 40 km/h
const power_tt = calculatePowerRequired({
velocityKph: 40,
CdA: 0.22,
mass: 83,
gradientPercent: 0
});
// Returns: { total: 221, aero: 185, gravity: 0, rolling: 36, kinetic: 0 }
// Example: 8% climb at 15 km/h
const power_climb = calculatePowerRequired({
velocityKph: 15,
CdA: 0.38,
mass: 75,
gradientPercent: 8
});
// Returns: { total: 265, aero: 27, gravity: 244, rolling: 11, kinetic: 0 }
सहायक फ़ंक्शन
यूनिट रूपांतरण उपयोगिताएं
JavaScript कार्यान्वयन:
// Time conversions
function hoursToSeconds(hours) {
return hours * 3600;
}
function minutesToSeconds(minutes) {
return minutes * 60;
}
function secondsToHours(seconds) {
return seconds / 3600;
}
function formatDuration(seconds) {
const hours = Math.floor(seconds / 3600);
const minutes = Math.floor((seconds % 3600) / 60);
const secs = Math.round(seconds % 60);
return `${hours}:${minutes.toString().padStart(2, '0')}:${secs.toString().padStart(2, '0')}`;
}
// Speed conversions
function kphToMps(kph) {
return kph / 3.6;
}
function mpsToKph(mps) {
return mps * 3.6;
}
// Energy conversions
function joulesTo kJ(joules) {
return joules / 1000;
}
function kJToJoules(kJ) {
return kJ * 1000;
}
function wattsToKJ(watts, durationSeconds) {
return (watts * durationSeconds) / 1000;
}
// Examples:
formatDuration(7265); // Returns: "2:01:05"
kphToMps(40); // Returns: 11.11 m/s
wattsToKJ(250, 3600); // Returns: 900 kJ (1 hour at 250W)
कार्यान्वयन संसाधन
इस पृष्ठ पर सभी फॉर्मूले प्रोडक्शन-रेडी हैं और वैज्ञानिक साहित्य और वास्तविक दुनिया के पावर मीटर डेटा के विरुद्ध मान्य हैं। कस्टम एनालिटिक्स टूल, सत्यापन, या पावर-आधारित प्रशिक्षण गणनाओं की गहरी समझ के लिए इनका उपयोग करें।
💡 सर्वोत्तम अभ्यास
- इनपुट को मान्य करें: उचित पावर श्रेणियों (0-2000W), सकारात्मक अवधि की जांच करें
- एज केसेज को संभालें: शून्य से विभाजन, null/undefined डेटा, लापता FTP
- उचित रूप से राउंड करें: CTL/ATL/TSB को 1 दशमलव, TSS को पूर्णांक, W/kg को 2 दशमलव
- सटीकता संग्रहीत करें: डेटाबेस में पूर्ण सटीकता रखें, केवल प्रदर्शन के लिए राउंड करें
- समय क्षेत्र: बहु-दिवसीय विश्लेषण के लिए UTC बनाम स्थानीय समय को लगातार संभालें
- पावर मीटर कैलिब्रेशन: राइड से पहले जीरो-ऑफसेट करने के लिए उपयोगकर्ताओं को याद दिलाएं
- FTP सत्यापन: संदिग्ध FTP मान (वयस्कों के लिए >500W या <100W) को फ्लैग करें
- पूरी तरह से परीक्षण करें: गणनाओं को सत्यापित करने के लिए ज्ञात-अच्छी राइड फ़ाइलों का उपयोग करें