Блукаючі метричні формули
додому/науки/ Формули

Блукаючі метрики, формули та рівняння

Математичні основи аналітики ходьби – науково перевірені рівняння для інтенсивності, енергії та продуктивності

На цій сторінці представлено науково підтверджені формули, які використовуються в аналізі кроків. Усі рівняння цитуються з посиланнями на дослідження та перевіреними діапазонами точності.

1. Перетворення каденції в MET

Мур та ін. (2021) Метаболічне рівняння на основі каденції

Каденція до METs

METs = 0,0219 × Каденція (кроки/хв) + 0,72

Точність: ±0,5 METsMoore CC та ін. (2021). Med Sci Sports Exerc 53(1):165-173

Чому ця формула важлива:Це рівнянняНа 23-35% точнішеніж традиційні рівняння для ходьби на основі швидкості ACSM. Це працює, тому що каденс безпосередньо відображає частоту рухів і витрати енергії, тоді як швидкість залежить від змінної довжини кроку.

приклади:

Ходьба зі швидкістю 100 обертів за хвилину:

METs = 0,0219 × 100 + 0,72 = 2,19 + 0,72 =2.91 METs

≈ 3 METs =Поріг помірної інтенсивності✓

Ходьба зі швидкістю 110 обертів за хвилину:

METs = 0,0219 × 110 + 0,72 = 2,409 + 0,72 =3.13 METs

Суцільний помірної інтенсивності

Ходьба зі швидкістю 120 обертів за хвилину:

METs = 0,0219 × 120 + 0,72 = 2,628 + 0,72 =3.35 METs

Помірно-сильна інтенсивність

Ходьба зі швидкістю 130 обертів за хвилину:

METs = 0,0219 × 130 + 0,72 = 2,847 + 0,72 =3.57 METs

Енергійний поріг інтенсивності(6 MET за прямим вимірюванням CADENCE-Adults)

Примітка:Дослідження CADENCE-Adults прямо виміряло, що 130 spm = 6 METs у контрольованих лабораторних умовах. Рівняння Мура розроблено для діапазону 80-130 об/хв і може бути заниженим при дуже високих каденціях.

Дані перевірки:

  • Зразок:76 дорослих віком 21-40 років
  • Метод:Непряма калориметрія (золотий стандарт)
  • Значення R²:0,87 (відмінна кореляція)
  • Середня абсолютна похибка:0,47 METs
  • Діапазон застосування:80-130 кроків/хв

2. Рівняння ACSM VO₂ для ходьби

Метаболічні розрахунки ACSM

Рівень ходьби (0% клас)

VO₂ (мл/кг/хв) = 0,1 × швидкість (м/хв) + 3,5

Швидкість у метрах за хвилину (помножити км/год на 16,67 або миль/год на 26,82)

Ходьба з нахилом (нахил/спуск)

VO₂ = 0,1 (швидкість) + 1,8 (швидкість) (клас) + 3,5

Оцінка, виражена десятковим числом (наприклад, 5% = 0,05)

приклади:

Ходьба 5 км/год (83,3 м/хв) на рівній поверхні:

VO₂ = 0,1 × 83,3 + 3,5 = 8,33 + 3,5 =11,83 мл/кг/хв

Конвертувати в MET: 11,83 / 3,5 =3.38 METs

Ходьба зі швидкістю 5 км/год під ухилом 5 %:

VO₂ = 0,1(83,3) + 1,8(83,3)(0,05) + 3,5

= 8,33 + 7,497 + 3,5 =19,33 мл/кг/хв

= 19,33 / 3,5 =5.52 METs

Нахил збільшує інтенсивність на ~64%!

Перетворення швидкості:

  • км/год до м/хв:помножити на 16,67
  • миль/год до м/хв:помножити на 26,82
  • м/с до м/хв:помножити на 60

3. Витрата енергії та спалювання калорій

Точний розрахунок калорій

Калорій за хвилину

Кал/хв = (MET × 3,5 × вага тіла, кг) / 200

Загальна кількість калорій за сеанс

Загальна кількість калорій = кал/хв × тривалість (хвилини)

приклади:

Людина вагою 70 кг, яка йде зі швидкістю 100 с/х (3 MET) протягом 45 хвилин:

Кал/хв = (3 × 3,5 × 70) / 200 = 735 / 200 =3,675 кал/хв

Разом = 3,675 × 45 =165,4 калорій

Людина вагою 85 кг, яка йде зі швидкістю 120 с/х (5 MET) протягом 30 хвилин:

Кал/хв = (5 × 3,5 × 85) / 200 = 1487,5 / 200 =7,44 кал/хв

Разом = 7,44 × 30 =223,2 калорій

Чому ця формула?

Це рівняння походить від визначення MET (метаболічний еквівалент завдання):

  • 1 MET = 3,5 мл O₂/кг/хв (швидкість метаболізму в стані спокою)
  • 1 літр спожитого O₂ ≈ 5 ккал
  • Конвертація: (MET × 3,5 × кг × 5) / 1000 = (MET × 3,5 × кг) / 200

Чисте спалювання калорій (лише фізичні вправи)

Чисті калорії (без урахування спокою)

Нетто кал/хв = [(МЕТ - 1) × 3,5 × вага тіла] / 200

Віднімає 1 MET, щоб виключити калорії, які ви все одно спалите у спокої

70 кг, 3 METs, 45 хв – Чисті калорії:

Чистий = [(3 - 1) × 3,5 × 70] / 200 × 45 = 2,45 × 45 =110,3 чистих калорій

проти 165,4 загальних калорій (55 калорій було б спалено в стані спокою)

4. Індекс симетрії ходи (GSI)

Кількісна асиметрія ліворуч-праворуч

Індекс симетрії ходи

GSI (%) = |Праворуч - Ліворуч| / [0,5 × (вправо + вліво)] × 100

Можна застосувати до довжини кроку, часу кроку або часу контакту

Інтерпретація:

  • <2-3%:Нормальна, симетрична хода
  • 3-5%:Легка асиметрія
  • 5-10%:Помірна асиметрія, монітор
  • >10%:Клінічно значущий, оцінити професійно

приклади:

Час кроку: праворуч = 520 мс, ліворуч = 480 мс

GSI = |520 - 480| / [0,5 × (520 + 480)] × 100

= 40 / [0,5 × 1000] × 100 = 40 / 500 × 100 =8% асиметрія

Помірна асиметрія – подумайте про посилення слабшої сторони

Довжина кроку: вправо = 1,42 м, вліво = 1,38 м

GSI = |1,42 - 1,38| / [0,5 × (1,42 + 1,38)] × 100

= 0,04 / 1,4 × 100 =2,86% асиметрія

Нормальний, здоровий діапазон ✓

Клінічна примітка:Walking Asymmetry від Apple HealthKit використовує дещо інший розрахунок (просту відсоткову різницю між часом кроків), але пороги інтерпретації схожі.

5. Оцінка WALK (власний показник Walk Analytics)

Оцінка ефективності ходьби

Оцінка ХОДІТЬ

Результат ХОДІ = Час (секунди) + кроки на 100 метрів

Нижча оцінка = краща ефективність

Як це працює:

WALK Score об’єднує час і кількість кроків для кількісної оцінки ефективності ходьби. Ходок, який долає 100 м за 75 секунд із 140 кроками, має показник ХОДІНКИ 215. Підвищення ефективності швидкості АБО кроку знижує оцінку.

приклади:

100 м за 80 секунд, 120 кроків:

Оцінка ХОДІНКИ = 80 + 120 =200

100 м за 70 секунд, 110 кроків:

Оцінка ХОДІНКИ = 70 + 110 =180

Краща ефективність завдяки покращеній швидкості та кроку

100 м за 60 секунд, 130 кроків (спортивна ходьба):

Оцінка ХОДІНКИ = 60 + 130 =190

Швидкі, але коротші кроки

Типові діапазони:

  • >250:Повільна/неефективна хода, можливі проблеми з рухливістю
  • 200-250:Ходунки звичайні, середньої ефективності
  • 170-200:Ходунки, хороша ефективність
  • 150-170:Удосконалені ходунки, відмінна ефективність
  • <150:Елітний рівень/рівень спортивної ходьби

Тренування з WALK Score:Відстежуйте свої результати на тій самій дистанції 100 метрів щотижня. Поліпшення показують покращену нервово-м’язову координацію, силу та економію ходьби.

6. Основні показники ходи

Фундаментальні розрахунки

Швидкість ходьби

Швидкість (м/с) = Відстань (м) / Час (с)

Каденція від Total Steps

Каденція (об/хв) = загальна кількість кроків / час (хвилини)

Довжина кроку

Довжина кроку (м) = Відстань (м) / (Кроки / 2)

Розділіть кроки на 2, тому що один крок = два кроки

Довжина кроку

Довжина кроку (м) = Відстань (м) / Кроки

Швидкість від каденції та довжини кроку

Швидкість = довжина кроку × (каденція / 2) / 60

Або: Швидкість (м/с) = Довжина кроку × Каденція / 60

Приклад робочого процесу:

Пройдіть 1000 м за 12 хвилин, пройшовши 1320 кроків:

швидкість:1000 м / 720 с =1,39 м/с

Каденція:1320 кроків / 12 хв =110 стор/хв

Довжина кроку:1000 м / (1320/2) = 1000 / 660 =1,52 м

Довжина кроку:1000 м / 1320 =0,76 м

7. Розрахунок зон ЧСС

Традиційний метод HR Zone

Оцінка максимального пульсу

Макс. ЧСС = 220 - Вік

Проста, але індивідуальна варіація ±10-15 ударів на хвилину

Альтернатива: Формула Танаки (більш точна)

Макс. ЧСС = 208 - (0,7 × вік)

Розрахунок дальності зони

Зона = Макс. ЧСС × (Нижня %, Верхня %)

Приклад: 40-річний

Традиційний:Макс. ЧСС = 220 - 40 =180 ударів на хвилину

Танака:Макс. ЧСС = 208 - (0,7 × 40) = 208 - 28 =180 ударів на хвилину

Зона 2 (60-70%):від 180 × 0,60 = 108 ударів на хвилину до 180 × 0,70 = 126 ударів на хвилину

Примітка:Хоча зони HR корисні,зони на основі каденції більш точні та практичні для ходьби(дивіться довідник прогулянкових зон).

8. Вартість транспорту та економіка пішки

Енергетичні витрати на ходьбу

Вартість транспортування (C)

C = Витрачена енергія / (маса тіла × відстань)

Одиниці: Дж/кг/м або мл O₂/кг/м

U-подібна крива:Ходяча економіка слідує U-подібній кривій. Існує оптимальна швидкість (зазвичай 1,2-1,4 м/с або 4,3-5,0 км/год), при якій вартість транспортування мінімізована. Ходьба повільніше АБО швидше, ніж це, збільшує витрати енергії на пройдену відстань.

Фактори, що впливають на вартість транспортування:

  • швидкість:U-подібне співвідношення (оптимально близько 1,3 м/с)
  • градієнт:Підйом в гору значно збільшує вартість; спуск збільшує ексцентричну вартість
  • Маса тіла:Більш важкі особини мають вищу абсолютну, але однакову відносну вартість
  • Механіка кроку:Оптимальна довжина кроку мінімізує витрати
  • Рельєф місцевості:Нерівні поверхні збільшують вартість порівняно з гладким покриттям

Вартість з поправкою на клас

Коефіцієнт вартості = 1 + (Оцінка × 10)

Приблизне наближення: +10% вартості за 1% оцінки

приклад:

Ходьба під ухилом 5%:

Коефіцієнт вартості = 1 + (0,05 × 10) =1,5×

Збільшення вартості енергії на 50% порівняно з рівною землею

9. Оцінка тренувального навантаження та стресу

Оцінка стресу при ходьбі (WSS)

Зональний WSS

WSS = Σ (хвилини в зоні × фактор зони)

Зона 1: ×1,0 | Зона 2: ×2,0 | Зона 3: ×3,0 | Зона 4: ×4,0 | Зона 5: ×5,0

Приклад: 60 хвилин ходьби

10 хв Зона 1 × 1 = 10 балів

40 хв Зона 2 × 2 = 80 балів

10 хв Зона 3 × 3 = 30 балів

Загальний WSS = 120

Щотижневе тренувальне навантаження

Тижневе навантаження

Щотижневе навантаження = Σ щоденна WSS (7 днів)

Прогресивне перевантаження

Наступний тиждень = Поточний тиждень × 1,05-1,10

Збільшуйте на 5-10% максимум на тиждень

Тиждень відновлення

Тиждень відновлення = поточний × 0,50-0,70

Кожні 3-4 тижні зменшуйте до 50-70%

Типові тижневі навантаження:

  • Ходок здоров'я початківець:200-400 WSS/тиждень
  • Звичайна спортивна ходьба:400-700 WSS/тиждень
  • Серйозний фітнес-ходок:700-1000 WSS/тиждень
  • Змагальна спортивна ходьба:1000-1500+ WSS/тиждень

10. Прогностичні рівняння

6-хвилинний тест ходьби (6MWT) Прогнозування відстані

Прогнозована відстань 6 МВт (Enright & Sherrill)

чоловіки:(7,57 × Зріст см) - (5,02 × Вік) - (1,76 × Вага кг) - 309

жінки:(2,11 × Зріст см) - (5,78 × Вік) - (2,29 × Вага кг) + 667

Прогнозує відстань у метрах для здорових дорослих

Приклад: 40-річний чоловік, 175 см, 75 кг

6MWT = (7,57 × 175) - (5,02 × 40) - (1,76 × 75) - 309

= 1324,75 - 200,8 - 132 - 309 =682,95 метрів

Хороша функціональна здатність до віку

Клінічне використання:6MWT використовується для оцінки функціональної здатності до вправ у серцево-легеневих пацієнтів, оцінки до/після операції та загальної фізичної форми у літніх людей.

11. Перетворення одиниць

Загальні перетворення метричних кроків

ВіддоФормула
км/годм/скм/год ÷ 3,6
миль/годм/смиль/год × 0,447
м/скм/годм/с × 3,6
м/смиль/годм/с × 2,237
км/годм/хвкм/год × 16,67
миль/годм/хвмиль/год × 26,82
METsмл/кг/хвMET × 3,5
мл/кг/хвMETsVO₂ ÷ 3,5

Коротка довідка:

  • 1,0 м/с =3,6 км/год = 2,24 милі/год (типова швидкість ходьби здорової дорослої людини)
  • 1,4 м/с =5,0 км/год = 3,1 миль/год (швидка ходьба)
  • 1 MET =3,5 мл O₂/кг/хв (метаболізм у стані спокою)
  • 3 MET =10,5 мл O₂/кг/хв (поріг помірної інтенсивності)
  • 6 MET =21 мл O₂/кг/хв (поріг високої інтенсивності)

Пов'язані ресурси

Застосувати формули: WSS Calculator

Використовуйте наш інтерактивний калькулятор, щоб обчислити свій показник стресу при ходьбі.

Розрахувати WSS →

Розуміння зон ходьби

Дізнайтеся, як застосовувати зони інтенсивності на основі каденції під час тренувань.

Вивчення зон →

Наукові дослідження

Перегляньте дослідження, які підтвердили ці формули.

Переглянути дослідження →

Повна бібліографія

Доступ до повних цитат для всіх рівнянь, на які посилаються.

Переглянути бібліографію →

Expertly Reviewed by

This content has been written and reviewed by a sports data metrics expert to ensure technical accuracy and adherence to the latest sports science methodologies.

Формули та рівняння метрик ходьби | Walk Analytics

Mathematical foundations of walking analytics – scientifically validated equations for intensity, energy, and performance

  • 2026-03-24
  • формули ходьби · формула WSS · розрахунок метрик ходи · наукові формули ходьби · розрахунок кроків
  • Бібліографія