自行车分析公式

Bike Analytics 平台使用的核心数学模型

功率指标

这些基础指标基于 Allen & Coggan (2010) 的工作，构成了现代功率训练的基础。

标准化功率 (NP)

NP 是对骑行生理成本的估计，如果你的功率输出是完全恒定的话。它比平均功率更重视高强度的激增。

NP = 4√ ( Σ (滚动的 30秒平均功率)4 / n )

步骤：

  1. 计算功率数据的 30 秒滚动平均值。
  2. 将这些值取 4 次方。
  3. 计算结果值的平均值。
  4. 取该平均值的 4 次方根。

强度系数 (IF)

IF 是相对于你的功能性阈值功率 (FTP) 的骑行强度比率。

IF = NP / FTP

范围：

  • < 0.75: 恢复/耐力
  • 0.75 - 0.85: 节奏
  • 0.85 - 0.95: 甜蜜点/阈值
  • 0.95 - 1.05: 乳酸阈值 (1小时努力)
  • > 1.05: 无氧/短时间努力 (<1小时)

训练压力评分 (TSS)

TSS 量化了骑行的总工作量，同时考虑了持续时间和强度。

TSS = (时间(秒) × NP × IF) / (FTP × 3600) × 100

基准： 在 FTP 下骑行 1 小时 = 100 TSS。

变异指数 (VI)

VI 衡量骑行的平滑程度。

VI = NP / 平均功率

目标：

  • 计时赛 / 铁人三项: 1.00 - 1.05 (非常平滑)
  • 公路赛 / 绕圈赛: 1.10 - 1.30+ (非常多变)

表现建模

功率体重比 (W/kg)

W/kg = 功率 (瓦特) / 体重 (公斤)

VAM (平均上升速度)

VAM (m/h) = (海拔增益 (米) × 3600) / 时间 (秒)

估算 FTP (从 20 分钟测试)

FTP = 20分钟平均功率 × 0.95

注意：这假设有适当的 5 分钟无氧清除努力。

临界功率 (CP) 双参数模型

CP = (P2 × T2 - P1 × T1) / (T2 - T1)

其中 P1/T1 是短测试（例如 3 分钟）的功率/时间，P2/T2 是长测试（例如 12 分钟）的功率/时间。

骑行物理学

基于 Martin 等人 (1998) 的模型，计算克服阻力所需的总功率。

P_total = P_aero + P_rolling + P_gravity + P_kinetic

1. 空气动力阻力 (P_aero)

P_aero = 0.5 × CdA × ρ × v³
  • CdA: 阻力系数 × 正面积 (m²)
  • ρ (rho): 空气密度 (kg/m³)
  • v: 速度 (m/s)

2. 滚动阻力 (P_rolling)

P_rolling = Crr × m × g × v
  • Crr: 滚动阻力系数
  • m: 总质量 (骑手 + 自行车, kg)
  • g: 重力 (9.81 m/s²)
  • v: 速度 (m/s)

3. 重力阻力 (P_gravity)

P_gravity = m × g × sin(arctan(坡度)) × v
  • 坡度: 坡度百分比作为小数 (例如 0.05 代表 5%)

心率区 (Karvonen 公式)

比简单的最大心率百分比更准确，因为它考虑了静息心率 (HRrest)。

目标 HR = ((HRmax - HRrest) × %强度) + HRrest

储备心率 (HRR) = HRmax - HRrest