[論文レビュー] Against negative splitting: the case for alternative pacing strategies for elite marathon athletes in official events

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

Sports Performance and Training被引用数 5

ひとこと要約

この論文は、エリートマラソンにおける負速分割の一般的な常識に挑戦し、ペーシングが存在する場合、正速分割（速くスタートし、遅くフィニッシュする）が最適なパフォーマンスをもたらすと主張している。計算流体力学とエネルギー保存モデルを用いて、ペーシングが保護するフェーズで2.4–2.6%速く走ることで、顕著なタイム短縮が達成され、公式大会におけるペーシングが存在する状況では正速分割が最も効率的な戦略であると示している。

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.

研究の動機と目的

• 限られた実証的根拠にもかかわらず、エリートマラソンにおいて広く用いられている負速分割の慣習的実践に挑戦すること。
• ペーサーが空気抵抗を低減する場合、正速分割（速くスタートし、遅くフィニッシュする）が効率的であるかどうかを調査すること。
• 現実的な抵抗とエネルギー保存の原則に基づいて、さまざまなペーシング戦略におけるエネルギー代謝コストとレースタイムをモデル化すること。
• 公式マラソン大会におけるペーサーが存在する状況で、合計レースタイムを最小限に抑える最適なペーシング戦略を特定すること。
• 高 stakes のマラソン大会におけるエリートアスリートとコーチに、根拠に基づいたペーシング戦略の指針を提供すること。

提案手法

• 研究では、走行中の空気抵抗を推定するために、計算流体力学（CFD）を用いてエリートマラソンランナーのパフォーマンスをモデル化した。
• ペーサーの有無にかかわらず、ランナーの速度をレース全体で変化させた複数のペーシング戦略をシミュレーションした。
• メインランナーとペーサーの両方のエネルギー消費量を保存し、エネルギーの可用性に基づいて合計レースタイムを計算した。
• ペーサーによる保護を受けているフェーズ（保護フェーズ）の速度変動を分析し、保護されていないフェーズ（ペーサーなしフェーズ）に対する最適ペーシングを特定した。
• モデルはエネルギーの可用性が一定であると仮定し、保護フェーズと保護されていないフェーズ間の速度差異に基づいてタイム短縮を計算した。
• エネルギー保存の制約下で合計レースタイムを最小化することにより、最適ペーシングを特定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 公式大会でペーサーがいる状況において、負速分割がエリートマラソンランナーにとって真に最も効率的なペーシング戦略なのであろうか？
• RQ2 ペーサーが空気抵抗を低減する場合、正速分割（速くスタートし、遅くフィニッシュする）がより良いレースタイムをもたらすことができるのか？
• RQ3 合計レースタイムを最小限に抑えるために、ペーサー補助フェーズ（保護フェーズ）とペーサーなしフェーズ（保護されていないフェーズ）の最適な速度差は何か？
• RQ4 ペーサーの存在は、さまざまなペーシング戦略のエネルギー効率にどのように影響するか？
• RQ5 ペーサーがいる状況で正速分割戦略を採用することで、どの程度のタイム短縮が達成可能か？

主な発見

• 保護フェーズを無保護フェーズよりも2.4–2.6%速く走る正速分割戦略が、合計レースタイムを最小限に抑える。
• 最適ペーシング戦略は、ペーサーによる抵抗低減の恩恵を受ける一方で、レースを速くスタートすることを含む。
• 正速分割によるタイム短縮は顕著であり、モデルはペーサーが存在する状況で負速分割よりも顕著な改善を示している。
• 本研究は、ペーサーが利用可能である場合、負速分割は非効率的であると示しており、一般的なエリートレーシングの実践と矛盾している。
• エネルギー保存モデリングにより、最終スパートで遅くするのではなく、保護されている段階で早期に加速することが最も効率的であることが確認された。