[논문 리뷰] Against negative splitting: the case for alternative pacing strategies for elite marathon athletes in official events

Guilherme Fernandes, Víctor Maldonado|arXiv (Cornell University)|2023. 11. 15.

Sports Performance and Training인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 우수한 마라톤에서의 음성 분할 전통적 관념에 도전하며, 페이서가 존재할 경우 양성 분할—초기에는 더 빨리 달리고 후반에는 더 느리게 달리는 방식—이 최적의 성과를 낳는다고 주장한다. 유체역학적 수치 해석(CFD)과 에너지 보존 모델을 사용하여, 페이서가 보호하는 단계에서 2.4~2.6% 더 빨리 달리는 것이 상당한 시간을 절약함을 보여주며, 공식 대회에서 페이서가 존재할 경우 양성 분할이 가장 효율적인 전략임을 입증한다.

ABSTRACT

Objectives: Negative splitting (i.e., finishing the race faster) is a tactic commonly employed by elite marathon athletes, even though research supporting the strategy is scarce. The presence of pacers allows the main runner to run behind a formation, preserving energy. Our aim is to show that, in the presence of pacers, the most efficient pacing strategy is positive splitting. Methods: We evaluated the performance of an elite marathon runner from an energetic standpoint, including drag values obtained through Computational Fluid Dynamics (CFD). In varying simulations for different pacing strategies, the energy for both the main runner and his pacer were conserved and the total race time was calculated. Results: In order to achieve minimum race time, the main runner must start the race faster and run behind the pacers, and when the pacers drop out, finish the race slower. Optimal race times are obtained when the protected phase is run 2.4 to 2.6% faster than the unprotected phase. Conclusion: Our results provide strong evidence that positive splitting is indeed the best pacing strategy when at least one pacer is present, causing significant time savings in official marathon events.

연구 동기 및 목표

• 실험적 근거가 제한적인 바에도 불구하고, 공식 대회에서 우수 마라톤 선수들이 음성 분할을 널리 사용하고 있는 것에 도전하기 위해.
• 페이서가 존재하여 기후 저항을 줄일 수 있을 경우, 양성 분할이 더 효율적일 수 있는지 조사하기 위해.
• 실제 저항력과 에너지 보존 원리를 기반으로 다양한 페이싱 전략에 대한 에너지 비용과 레이스 시간을 모델링하기 위해.
• 공식 마라톤 대회에서 페이서가 존재할 경우 총 레이스 시간을 최소화하는 최적의 페이싱 전략을 규명하기 위해.
• 고위험 마라톤 대회에서 우수 선수와 지도자들에게 기초가 되는 지침을 제공하기 위해.

제안 방법

• 연구는 유체역학적 수치 해석(CFD)을 사용하여 달리기 중 기후 저항을 추정함으로써 우수 마라톤 선수의 성능을 모델링하였다.
• 페이서 유무에 따라 다양한 페이싱 전략을 시뮬레이션하였으며, 레이스 전반에 걸쳐 러너의 속도를 변화시켰다.
• 주 러너와 페이서의 에너지 소비를 보존하였고, 에너지 가용성 기반으로 총 레이스 시간을 계산하였다.
• 보호 구간(페이서가 동행하는 단계)의 속도 변화를 분석하여, 보호되지 않은 구간 대비 최적의 페이싱 전략을 도출하였다.
• 모델은 일정한 에너지 가용성을 가정하고, 보호 구간과 보호되지 않은 구간 간의 속도 차이에 기반한 시간 절감을 계산하였다.
• 에너지 보존 조건 하에서 총 레이스 시간을 최소화함으로써 최적의 페이싱 전략을 도출하였다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 공식 대회에서 페이서가 존재할 경우, 음성 분할이 진정으로 우수 마라톤 선수에게 가장 효율적인 페이싱 전략인가?
• RQ2 페이서가 기후 저항을 줄여주면, 양성 분할—초기에는 더 빨리 달리고 후반에는 더 느리게 달리는 방식—이 더 나은 레이스 시간을 낳을 수 있는가?
• RQ3 총 레이스 시간을 최소화하기 위해, 보호 구간(페이서 보조)과 보호되지 않은 구간(페이서 없음) 간의 최적 속도 차이는 얼마인가?
• RQ4 페이서의 존재는 다양한 페이싱 전략의 에너지 효율성에 어떻게 영향을 미치는가?
• RQ5 페이서가 동행할 경우 양성 분할 전략을 채택함으로써 얼마나 많은 시간 절감을 기대할 수 있는가?

주요 결과

• 보호 구간을 보호되지 않은 구간보다 2.4~2.6% 더 빨리 달리는 양성 분할 전략이 총 레이스 시간을 최소화한다.
• 최적의 페이싱 전략은 페이서에 의해 저항력이 감소하는 동안 경기를 더 빨리 시작하는 방식이다.
• 양성 분할 전략은 뚜렷한 시간 절감 효과를 보이며, 페이서가 존재할 경우 음성 분할 전략보다 측정 가능한 성과 향상을 보여준다.
• 연구는 페이서가 이용 가능한 상황에서 음성 분할 전략이 비효율적임을 입증하며, 일반적인 우수 마라톤 경기 관행과 모순된다.
• 에너지 보존 모델링은 가장 효율적인 전략이 후반에 속도를 줄이는 것이 아니라, 보호를 받을 수 있는 초기 단계에서 더 빨리 달리는 것임을 확인한다.