124 BISp Jahrbuch Forschungsförderung 2016 17 Modellbasierte Zeitoptimierung von Pacingstrategien Pacingstrategie absolvieren Diese drei Tests wurden herangezogen um das physiologische Modell zu kalibrieren und anschließend eine optimierte Pacingstrategie und die Kontrollstra tegie für die Bergzeitfahrstrecke zu berechnen An den beiden letzten Testtagen absolvierten die Versuchspersonen das Bergzeitfahren entweder nach dieser optimierten Pacingsstrategie oder der Kontrollstrategie in einer randomisierten Zuteilung 2 2 1 Simulatorfahrten Für die Simulatorfahrten kam ein selbst entwi ckelter und validierter Fahrradsimulator Dah menet al 2011 zum Einsatz welcher in Echt zeit ein Video abspielt und diverse mechanisch relevante Parameter z B Leistung Steigung verbleibende Distanz visuell rückmeldet Als Simulation wurde ein Bergzeitfahren auf einen realen Alpenpass Ostseite Flüela Pass Schweiz Distanz 12 km Höhengewinn 923 Hm Mittlere Steigung 8 1 gewählt In der ersten Simulatorfahrt sollte der Pro band sich mit der Strecke vertraut machen und eine erste persönliche Bestzeit erzielen Hierfür wurde die Person angewiesen das Ziel vollkom men ausbelastet zu erreichen Zur bestmögli chen Einschätzung der Strecke wurden diverse mechanische Parameter als Echtzeit Feedback mitgeteilt Am darauffolgenden Testtag wurde das Berg zeitfahren wiederholt mit der Vorgabe eine neue Bestzeit zu erzielen Der Messaufbau blieb identisch mit der Ausnahme dass als zusätzli cher Feedbackparameter der Rückstand bzw der Vorsprung zum vorherigen Bergzeitfah ren Angabe in m kontinuierlich eingeblendet wurde Mit den erworbenen Streckenkenntnis sen und dem zusätzlichen Feedback sollte eine größtmögliche zeitliche Verbesserung bewerk stelligt werden In den beiden darauffolgenden Simulator fahrten mussten die Probanden die identische Strecke absolvieren nun jedoch unter der Vor gabe sich an zwei unterschiedliche Pacingstra tegien halten zu müssen Eine Strategie wurde anhand mathematischer Optimierungsverfah ren berechnet und wird im Folgenden als opti male Strategie bezeichnet Die zweite Strategie wird als Kontrolle verwendet Sie ist identisch mit der besten selbst gewählten Strategie des Probanden mit dem Unterschied dass ein Leis tungsversatz hinzuberechnet wurde um die identische Zeit wie mit der optimalen Strategie zu erreichen Die Strategien wurden randomi siert und zugeteilt um Reihenfolgeeffekte aus zuschließen Sowohl dem Teilnehmer als auch dem Untersuchungsleiter der mit dem Proband in Interaktion trat war die aktuelle Pacingstra tegie nicht bekannt Doppelblindverfahren 2 2 Mechanisches Modell Um das Verhältnis der vom Fahrer abgegebenen Leistung und der resultierenden Geschwindig keit modellieren zu können wurde das etablierte mechanische Modell nach Martin Milliken Cobb McFadden and Coggan 1998 eingesetzt Dieses Modell wurde bereits in Feldversuchen als auch mit dem in dieser Studie verwendeten Fahrradsimulator von Dahmen et al 2011 vali diert Um eine bessere numerische Stabilität in dem Optimierungsproblem zu erhalten wurde in der Formel die Geschwindigkeit mit der kine tischen Energie nach Dahmen and Brosda 2016 ersetzt 2 3 Physiologisches Modell Um während des Zeitfahrens zu jedem beliebi gen Zeitpunkt eine möglichst genaue Aussage über die im Körper verbleibenden Energiereser ven machen zu können wurde das nach Mori tani Nagata deVries and Muro 1981 erweiterte Critical Power Konzept von Monod and Scherrer 1965 eingesetzt Dieses stellt die hyperbolische Beziehung zwischen konstanter Leistungsab gabe und der Zeit bis zur Ausbelastung einer Person dar siehe Abb 1 oben Die Asymptote der Zeit Leistungs Relation beschreibt die Criti cal Power CP die theoretisch unendlich lange geleistet werden kann Leistungen oberhalb CP sind zeitlimitiert Moritani et al 1981 begrün deten ihr CP Modell mit dem leistungsphysiolo gischen Konzept der anaeroben Schwelle ANS bei der die ANS analog zu CP verwendet wird Mit steigender Leistung oberhalb der ANS bzw CP wird vermehrt Energie über anaerobe Stoff wechselwege gewonnen die über die Zeit zu einer Übersäuerung der Arbeitsmuskulatur und zum Arbeitsabbruch führt

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