Рельеф и скоростные возможности

Часть 2. Построение модели

Строить модель будем, как и в случае с ветром, по фактическим данным о параметрах собственного движения и рельефа в поездке. При этом параметры велосипеда и физическая форма велосипедиста считаются неизменными. Регистрируем параметры движения велокомпом. Но перед тем как перейти к построению, поговорим о некоторых немаловажных деталях.

Весь маршрут разбивается на участки - этапы, протяжённостью порядка 10 км. Почему именно 10, а не 100, скажем. Цифра определяется индивидуальными особенностями велотуриста: какова средняя скорость движения на маршруте, как часто он останавливается на попить воды, а также характеристиками рельефа местности, в которой пролегает маршрут. Делать протяжённость этапа очень короткой неудобно, ведь нужно в конце его остановиться и зарегистрировать параметры движения. Средняя скорость моей велогруппы (20 км/час) и желаемый промежуток времени между регистрациями (0,5 часа) дают искомую цифру.

Насколько точно нужно выдерживать цифру 10 км на этапе? Точность может быть невысокой, подойдёт этап протяжённостью 9,5 км и 10,5 км. Нужно только чтобы конечная точка этапа была рядом с чётким ориентиром на местности, а таковой почти всегда найдётся на отрезке в 1 км. Для чего нужна привязка к ориентиру? Нужно это в связи с невысокой точностью наших карт. Так, известная всем Генштабовская километровка имеет точность привязки основных ориентиров порядка сотни метров, второстепенных дорог и речек и того меньше. Для справки: ширина дорожного покрытия на участке Днепропетровск-Запорожье в обозначениях километровки - 100 метров! Данные же высот OziExplorer'а привязаны к местности и, таким образом, достигается лучшая их сходимость с измеренными в поездке. Наконец последний по порядку, но не последний по значимости фактор - насколько быстро меняется рельеф на этапе. В моей местности средняя протяжённость подъёмов и спусков такова, что вероятность разместить этап целиком на спуске или подъёме в 10 км практически нулевая.

Теперь о выборе маршрута для регистрации. Во-первых, лучше всего таких маршрутов избрать несколько: с разными наборами высоты на метр пути. Во-вторых, для построения начального приближения - приближённой модели, уточняемой в дальнейшем - лучше всего подойдут маршруты кольцевые, замкнутые. Это не значит круговые, просто конечная точка маршрута совпадает с начальной. Это позволяет практически полностью исключить влияние ветра на результат, ведь как известно, циркуляция вектора скорости по замкнутому контуру нулевая. А значит ветер сначала помогает вам, а затем мешает, или наоборот, но общее его влияние на конечную среднюю скорость практически нулевое. Таким образом, можно регистрировать среднюю скорость во всей поездке, её обрабатывать, строить модель, а применять потом результаты для отдельного этапа. Отсюда же вытекает ограничение по общей протяжённости маршрута. Она не должна превышать расстояния, время прохождения вами которого сравнимо со временем значительного изменения силы, и направления ветра в вашей местности. Такой подход увеличивает протяжённость участка обработки, позволяет снизить вероятность попадания этапа только на участок спуска или подъёма, обеспечивает учёт только наиболее важных, наиболее характерных особенностей рельефа. Я избрал для обработки маршруты с набором высоты на метр пути в диапазоне от 0,003484 до 0,01379, пройденные мною и женой в 2004 году, и получил в результате модели начального приближения

    для меня и

   для жены.

Здесь  - набор высоты на метр пути на этапе; скорость измеряется в км/час. Для жены работа на этом, к сожалению, закончилась, так как более подробных данных, пригодных для обработки, не было. Дальнейшее уточнение модели для неё - вопрос будущего. Для меня же модель уточнялась путём обработки отдельных этапов различных поездок после исключения составляющей, обусловленной влиянием ветра. Это можно сделать довольно точно по модели влияния ветра на среднюю скорость и фактическим значениям скорости и направления ветра, извлекаемым из Инета, например по архивным данным gismeteo.ru. Анализ остатков, т.е. разностей между истинным значением средней скорости на этапе и рассчитанным по модели,

позволил заключить, что модель начального приближения требует уточнения, так как остатки велики и имеют ярко выраженную квадратичную зависимость от среднего уклона участка . В результате уточнения модель для меня приняла вид

Полученные зависимости позволяют сделать первые выводы.

1. В окрестности нулевых значений среднего уклона точность построения модели пока невелика, так как фактические данные о поездках в этих условиях - отсутствуют - все мы не ездим, к сожалению, по абсолютно ровным поверхностям с нулевыми или малыми уклонами. Истинное значение моей средней скорости при нулевом уклоне скорее всего лежит в диапазоне между 26,1 и 27,7 км/час.

2. На равнине в длительной поездке в отсутствии ветра моя средняя скорость не превышает 26,1 км/час, что неплохо согласуется с моими показателями за прошлый год - 24,9 км/час, и навряд ли превысит 27,7 км/час без изменения техники и стиля езды. Для жены это значение составляет 20,4 км/час, при наилучшем значении за прошлый год - 18,7 км/час.

Перейдём к рассмотрению методики планирования поездок и обсуждению результатов.

ОН