펠로톤
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도로 자전거 경주에서, 펠로톤은 프랑스어에서 온 것으로, 원래 '플래툰'을 의미하며, 라이더들의 주요 그룹 또는 무리이다.한 그룹의 선수들은 다른 선수들과 가까이(특히 뒤에) 타면서(드래프트 또는 슬립스트림) 에너지를 절약합니다.드래그 감소는 현저합니다. 잘 발달된 그룹의 중간을 주행하면 드래그 감소율을 5%~10%[1]까지 줄일 수 있습니다.이러한 잠재적 에너지 절약을 활용하면 레이스 전술에서 선수와 팀 간의 복잡한 협력 및 경쟁적 상호작용이 발생합니다.이 용어는 또한 전문 사이클 선수 커뮤니티를 지칭하는 데에도 사용된다.
정의.
좀 더 형식적으로, 펠로톤은 "두 명 이상의 자전거 선수가 충분히 근접하게 주행하여 (1) 기압 감소 구역에서 자전거 선수 뒤에 위치하거나 (2) 기압이 가장 높은 비기압 위치 중 하나에 위치하는 것"으로 정의된다.제도 구역에 있는 사이클 선수들은 앞쪽 [2]포지션보다 에너지를 덜 소모합니다."펠로톤은 비슷하게 "제도의 상호 에너지 이점을 통해 함께 연결된 자전거 이용자의 집단으로, 자전거 이용자는 공기 [3]저항이 감소된 구역에서 다른 자전거 이용자를 따라다닌다"고 정의되었다.펠로톤은 복잡한 시스템인데, 이것은 집단 행동이 자전거 타는 사람들의 [3]상호작용의 단순한 규칙에서 나온다는 것을 의미한다.
편대
펠로톤은 일반적으로 드래프트가 허용된 자전거 경주에서 관찰되지만, 펠로톤은 자전거 통근자 [4][5]교통에서 형성되기도 합니다.펠로톤은 각 탑승자가 인접 탑승자와 전방 탑승자의 움직임에 따라 위치를 조정하는 통합 장치로 이동한다.프론트 라이더는 바람의 저항성에 완전히 노출되어 있기 때문에 드래프트 포지션의 라이더보다 피로 부하가 높아집니다.전방에서 일정 시간이 지나면 선두 주자들은 회복하기 위해 펠로톤에서 제도 위치로 더 뒤로 이동한다.따라서 펠로톤은 뒤쪽에서 앞쪽 가장자리로 밀어낸 후 떨어져 나가는 라이더의 연속적인 회전으로 유동적인 움직임을 보입니다.새떼와 마찬가지로 제도 또는 유사한 에너지 절약 메커니즘을 포함하는 펠로톤과 같은 행동은 다양한 생물학적 시스템에서 [6][7][8][9]확인되었습니다.
펠로톤의 형태나 형성은 여러 요인에 따라 변화한다.평지형에서의 고속화, 강한 역풍 또는 경사(힐)로 인한 비교적 높은 출력으로 인해 종종 단일 종렬로 편대를 펼치거나 연장하는 경향이 있습니다.느린 속도 또는 빠른 순풍으로 인해 자전거 타는 사람들이 나란히 주행하고 종종 한 쪽에서 다른 쪽으로 도로를 가득 채우는 등 소형 편대가 형성됩니다.두 명 이상의 선수들이 펠로톤을 통제하기 위해 경쟁할 이유가 있을 때, 여러 줄이 형성될 수 있으며, 각 그룹은 다른 팀에게 쇠약하게 만드는 피로를 가하려고 한다.피로는 모든 레이스의 결과에 결정적인 요소이다.자전거를 타는 사람들의 주변 시야 범위는 펠로톤 [10]형성의 중요한 요소이다.
따라서 이러한 구성은 소형 저속 편성과 단일 파일 고속 편성의 [3]두 가지 주요 동작 단계로 구성됩니다.펠로톤 단계는 수학 및 계산적으로 [3][11]모델링할 수 있는 집합 출력의 임계값으로 나타납니다.Trenchard 등에 의해 식별된 위상 거동의 원리.엔지니어링 [12]문제를 최적화하기 위해 적용되었습니다.
마찬가지로 펠로톤 구성의 이러한 임계값은 펠로톤 협력 동작과 무임승차 [13]동작 사이의 전환을 정의합니다.펠로톤에서의 협력과 무임승차는 게임 이론과 사회적 [14][15][16]딜레마로 연구되어 왔으며, [17]경제 이론의 양상과의 동등성 측면에서도 검토되어 왔다.
기본적인 펠로톤 행동도 [18][19]로봇과 함께 모델링되었으며, 펠로톤 행동의 원리 또한 집단 로봇 [20]행동의 미래와 관련하여 고려되었다.
모델 및 시뮬레이션
올즈 모델
올드스의 분석은[21] 펠로톤의 이탈과 집단 추격에 관한 것이었다.그는 이탈 그룹이 추격 그룹에 앞서 결승에 도달할 가능성을 결정하는 데 관련된 요인을 식별했다.그는 경주에서 남은 거리, 이탈 그룹의 속도, 이탈 그룹과 추격 그룹의 선수 수, 선수들이 서로 얼마나 가깝게 끌어당기는지, 코스 경사와 거칠기, 역풍과 옆바람('수요' 요소)을 확인했다.Olds는 대사력 생산과 배출 시간("공급")을 포함한 라이더의 생리학적 변수를 도입하여 각 그룹의 평균 전력과 탈진 상대 시간을 결정하는 반복 알고리즘을 제시하여 체이서가 이탈을 잡을 수 있는지 여부를 결정한다.
Olds의 주요 연구결과는 그룹 평균 속도가 최대 5명 또는 6명의 탑승자까지 빠르게 증가하고, 계속해서 증가하지만 약 20명까지만 점진적으로 증가한다는 것을 포함한다. 휠 간격은 제도적 장점으로 인한 그룹 속도의 중요한 결정 요소이며, 평균 속도는 남은 거리의 함수로서 떨어진다.이탈 그룹의 리드 타임은 이탈 그룹의 라이더 수가 최대 10명까지 증가하면 빠르게 감소하지만 이탈 그룹의 라이더 수가 추격 그룹의 라이더 수에 가까워지면 감소한다.마찬가지로, Olds는 추격 그룹의 크기가 이탈 그룹의 크기보다 작고 추격자들 사이의 바퀴 간격이 3m 이상이면, 추격 그룹은 그룹 간에 다른 요인이 일정하다고 가정할 때 절대 선두 그룹을 잡지 못할 것이라고 관찰했다.
회니그만 등의 모형
에이전트 기반 컴퓨터 모델을 사용하면 속성이 할당된 독립 "에이전트"가 프로그래밍된 동작 규칙에 따라 상호 작용할 수 있습니다.이와 같이, 시뮬레이션된 글로벌 행동들이 나타나며, 이러한 행동들은 그 특성에 대해 연구되고 [22]실제 시스템과 비교될 수 있다.사이클 선수 에이전트의 경우, Hoenigman [23]등은 일부 확률에 따라 에이전트가 가장 비용이 많이 드는 프론트 포지션을 공유하거나 펠로톤 내에서 저비용 드래프트 포지션을 추구하는 펠로톤 사이클 선수 및 개인 및 팀 협력 속성 사이의 이기종 범위에 걸쳐 개별 최대 출력량을 할당했다.Hoenigman 등은 드래프트 및 드래프트 위치가 아닌 경우, 드래프트 없이 혼자 주행할 때 자전거 이용자의 최대 동력 비율에 대한 대략적인 혐기성 역치, 배출 시간 매개변수를 소개하였다.저자들은 또한 탈선한 승객들이 이탈하거나 앞서 가는 그룹을 잡기 위해 속도를 더 높은 문턱까지 올리는 "브레이크웨이" 상태를 도입했다.
저자들은 10명으로 구성된 15개 팀이 포함된 시뮬레이션된 160km(99mi)의 평탄한 도로 경주에서 주목된 매개변수를 변경함으로써 실험을 수행했다.협력자(가장 비용이 많이 드는 프론트 포지션을 맡으려는 사람)는 5분 동안 앞쪽에서 시간을 보낸 후 팩 뒤쪽에서 회전합니다.탈북자들은 전선에서 1분밖에 보내지 않는다.레이스가 막바지에 가까워짐에 따라 각 에이전트가 최대 출력의 100%까지 남은 에너지를 기반으로 출력을 점진적으로 증가시키도록 전략이 변경됩니다.이 모델의 결과는 약한 선수들이 탈영하는 것이 더 낫다는 것을 보여주며, 반면 협력은 강한 선수들을 위한 좋은 전략이다.결과는 실제 경쟁 사이클링과 비교할 때 현실적이며, 시스템(이 경우 펠로톤) 동작의 기본 원리를 정확하게 식별하고 분석할 수 있는 이러한 종류의 에이전트 기반 모델의 효과를 입증합니다.
에릭 라타메로의 시뮬레이션
Erick Ratamero는[24] 2013년 에이전트 기반 펠로톤 시뮬레이션에서 정렬, 분리 및 [25]응집이라는 세 가지 주요 동적 매개변수를 통합한 Wilenski의 에이전트 기반 몰딩 모델을 적용했습니다.윌렌스키의 모델은 속도 매칭, 충돌 회피 및 집단 [26]센터링이라고 설명한 동일한 매개 변수를 통합한 크레이그 레이놀즈의 모식 모델에서 비롯되었습니다.
그런 다음 Ratamaro는 응집력과 분리력에[27] 대한 Sayama의 알고리즘을 적용하여 정의된 시야 내에서 에이전트의 비례적 간격에 따라 에이전트의 가속도를 조절했습니다.Ratamero는 자전거 타는 사람들의 에너지 [28]소비에 대한 Olds의 방정식, 그리고 Hoenigman의 [23]자전거 타는 사람들의 성능 결과, 그리고 Kyle의 제도 [29]방정식의 요소들을 채택하여 자전거 타는 사람들의 에너지 매개변수를 소개했다.그런 다음 Ratamero는 Hoenigman에서 [30]파생된 젖산염 임계값을 시뮬레이션하기 위해 역치 에너지량을 도입했다. 이 수준 이상의 에너지를 소비하는 사이클리스트-에이전트는 피로해지고 시뮬레이션된 펠로톤 내에서 결국 제자리로 되돌아간다.따라서 사이클리스트 에이전트는 자신의 위치와 제도 위치와의 근접성에 따라 펠로톤 내에서 에너지를 차등적으로 소비합니다.
Ratamero의 모델은 지속적인 위치 조정이 운영에 더 적은 시간을 초래할 수 있는 펠로톤 내부의 일부 자전거 선수보다 자전거 선수들이 전방으로 전진하는 잘 조직된 라인에 참여함으로써 더 효율적으로 에너지를 소비하는 경향이 있음을 보여준다.시간 제도 위치.Ratamero의 모델은 Tenchard가 펠로톤 거동의 [31]한 단계라고 설명한 자기 조직화된 대류 같은 행동을 보인다.
트렌처드 등의 시뮬레이션
2015년 에이전트 기반 펠로톤 [32]시뮬레이션에서 트렌처드 외 연구진은 라타메로의 동적 모델을 적용했지만 사이클리스트-에이전트 간의 에너지 관계를 모델링하는 다른 방법을 도입했다.Ratamero가 제도 위치에 근접함에 따라 에너지를 차등적으로 손실하는 모든 사이클 선수에 대해 지속적인 최대 지속 가능 출력을 적용한 반면, Trenchard 등은 t의 최대 용량 비율에 따라 위치가 결정되는 사이클 선수-에이전트별로 서로 다른 최대 지속 가능 용량을 도입했다.펠로톤의 속도를 설정하는 선두 주자이를 위해 다음과 같은 공식을 적용한다.
- PCR = [Pfront - [Pfront * (1 - d)] / MSOfollow
여기서 PCR은 "펠로톤 수렴비"로, 두 명의 커플링된 라이더를 나타낸다. 비 드래프트 프론트 라이더는 속도를 설정하는 반면, 추종자는 프론트 라이더와 동일한 속도로 출력 감소의 드래프트 이점을 얻는다.2-사이클리스트 커플링은 다중 탑승자 상호 작용으로 일반화됩니다.
"Pfront"는 연결된 시스템 내에서 속도를 설정할 때 프론트 라이더의 출력입니다.
"d"는 전면 엔진 출력의 비율(백분율)로 제도화로 인한 추종자의 에너지 절약을 나타냅니다.
"MSO"는follow 팔로어를 위한 최대 지속 가능한 출력입니다.
만약 Pfront 추종자의 MSO를 초과하는 동안 기초가 사이클 선수 MSO에 그러므로, 추종자는 주도자 front-rider의 속도를 유지하고 속도가 MSO의 한계, 그 속도를 대표 이하 400Km로 감속하야 한다. 한 표출 자전거를 탄 사람 MSO나 그 아래로 작용될 수 있다. 하지만 조건(예를 들어 바뀌는 수 없을 것이다.타다r은 리더에 대해 최적의 제도 위치보다 너무 뒤떨어지거나 너무 멀리 떨어진다.) 그러면 추종자는 감속해야 한다.제도 중에 MSO보다 낮지만 일시적으로 제도 범위를 벗어나는 경우, MSO를 초과하지 않는 한 출력을 증가시켜 리더의 속도를 유지할 수 있습니다.이 알고리즘은 레이스 내내 속도가 변화함에 따라 소형 펠로톤과 신축 펠로톤 사이의 위상 거동을 사실적으로 시뮬레이션합니다.트렌처드 외는 벨로드롬(트랙) 경주에 참가한 14명의 사이클리스트를 대상으로 실제 MSO 세트에 대해 모델을 테스트했다.시뮬레이션 테스트는 위상 진동과 사이클리스트의 상대적인 위치 측면에서 실제 레이스에 대한 현실적인 시뮬레이션을 생성했습니다.
펠로톤의 원생 수술 거동
트렌처드는 인간의 경쟁적, 사회학적 또는 경제적 동기에 의해 추진되는 것과는 대조적으로 물리적 상호작용 원칙에서 자연스럽게 나타나는 협력의 형태인 펠로톤 "프로토쿠퍼" 행동을 위한 이론적 프레임워크를 제안했다.이런 식으로, 원생 수술 행동은 트렌처드 가설이 에너지 절약 메커니즘을 포함하는 많은 생물학적 시스템에서 발견될 수 있는 보편적인 원리를 포함한다.수술 전 행동의 매개변수는 1. 제도 혜택으로 결합된 두 명 이상의 자전거 이용자, 2. 자전거 이용자의 동력 출력 또는 속도, 3. 자전거 이용자의 최대 지속가능 출력(MSO)을 포함한다.수술 전 행동의 주요 특징은 1. 자전거 타는 사람들이 자연스럽게 서로를 지나쳐 가장 비용이 많이 드는 전방 위치를 공유하는 비교적 느린 단계와 2. 자전거 타는 사람들이 앞사람의 속도를 유지할 수 있지만 통과할 수 없는 무임승차 단계이다.이 두 단계 사이의 역치는 제도 계수(d)와 동일하며, 그 아래는 협력적 행동이 발생하고, 그 위는 커플링 사이클리스트가 분기할 때 두 번째 역치까지 무임승차(단일 파일)가 발생한다.PCR 방정식(위 주석)을 적용하면, 무임승차 단계에서 자전거 이용자의 MSO 범위는 제도(1-d)의 에너지 절약 편익과 동일하다.최대 속도로 주행할 때, 펠로톤은 MSO 범위가 무임승차 범위(1-d)와 동일하도록 하위 그룹으로 분류되는 경향이 있다.
Trenchard는 다음 [33]원칙을 추출합니다.
1. 약한 사이클 선수는 PCR = d와 PCR = 1(d < PCR < 1) 사이에서 가장 강한 라이더의 속도를 자유 주행으로 유지할 수 있다.이 PCR 범위에서는 에너지 절약(1-d)에 해당하는 자전거 선수들은 통과하지 못하고 가장 비용이 많이 드는 전방 위치를 공유할 수 없다.제도 포지션에서 강한 선수는 항상 약한 선수를 앞지를 수 있다.
2. 가장 힘센 선수가 설정한 최대 속도까지 속도를 높이면 MSO가 PCR 범위(1-d) 이하인 자전거 선수는 제도에서 절약되는 에너지와 동등한 수준으로 펠로톤(PCR 1 1)에서 분리된다.
3. 사이클 선수들은 PCR d d와 같은 속도에서 MSO 조합으로 협력적인 행동(가장 비용이 많이 드는 전방 위치를 통과하고 공유할 수 있다)을 할 수 있다.
4. 이러한 원칙은 펠로톤 내 자전거 이용자들이 제도(1-d)에 상당하는 에너지 절약 범위보다 더 큰 MSO를 보일 경우, 시간이 지남에 따라 펠로톤 속도의 지속적인 변동을 보일 경우, 펠로톤은 하위 그룹이 1-d에 상당하는 범위에 포함되도록 분할될 것임을 의미한다.
Trenchard가 에너지 절약 메커니즘에 의해 결합된 생물학적 시스템 간의 보편적인 진화 원리라고 가정하는 것은 바로 이 분류 행동이며, 그와 협력자들은 멸종된 삼엽충과 슬라임[7][34] 곰팡이와 관련하여 더욱 발전시켰습니다.
수술 전 임계값은 오른쪽 [35]그림에 나와 있습니다.
전략.
맨 앞에 있는 기수들은 공기 저항이 가장 큰 반면(그리고 상당한 옆바람이 불 때 바람 쪽으로 가는 기수들도), 앞쪽에 있는 기수 몇 명 뒤에 있는 기수들은 결정적인 이점을 가지고 있다.
정면에 가깝다는 것은 경쟁자의 공격과 포지션의 변화를 훨씬 적은 노력으로 보고 반응할 수 있다는 것을 의미합니다.펠로톤에 틈이 생기기도 하고, 충돌 후 등 펠로톤에 파손이 생겼을 때 전방 가까이 있으면 후방 그룹에 걸릴 위험이 줄어듭니다.앞쪽에 있는 승객들은 충돌사고로 인해 지연될 가능성이 훨씬 적다.
펠로톤에서 더 뒤로 떨어질수록 충돌에 연루되어 지연이나 부상의 위험이 증가합니다.또한 속도 변화가 펠로톤 후면으로 전파되면서 증폭되는 아코디언 효과의 영향을 받는 라이더도 증가하고 있습니다.뒤따르는 선수들은 펠로톤이 느려질 때 충돌을 피하기 위해 미리 예측하고 브레이크를 밟아야 한다.바퀴를 한 순간이라도 만지면 보통 충돌로 이어지는데, 빽빽이 들어찬 선수들은 넘어진 선수들과 자전거를 피할 수 없기 때문에 연쇄 반응으로 경기장 전체에 퍼진다.추락 뒤에 있는 모든 펠로톤은 멈출 수 있다.
강한 옆바람 조건에서도 전방에 가까운 것이 중요합니다.횡단 바람은 에셸론이라고 불리는 움직이는 그룹을 형성하지 않는 한, 모든 사람들에게 상당한 피로 패널티를 만들어 주며, 이 그룹은 도로를 가로지르는 경주 트랙 패턴의 '페이스 라인'을 형성하고, 선두 기수를 역풍 쪽에 배치한다.에셜론과 같은 페이스라인의 라이더는 짧은 간격으로 순차적으로 위치를 변경하므로 어느 누구도 앞쪽 가장자리에서 최대 바람 저항에 직면하여 과도한 피로를 오랫동안 누적하지 않는다.에셸론은 도로의 폭에 따라 크기가 제한될 수밖에 없다.
큰 펠로톤이 좁은 도로에서 상당한 옆바람에 노출되면, 그 펠로톤은 다수의 작은 에켈론으로 침입하는 것을 피할 수 없다.전방의 바람 조건을 인식하고, 전방으로 이동할 수 있을 만큼 강하며, 에셜론 라이딩에 익숙한 팀은 이러한 상황에서 중요한 시간적 이점을 얻을 수 있다.
경합 중인 선수는 특히 급커브에 접근할 때 펠로톤의 앞부분(그러나 앞부분은 아니다)에 근접하는 것이 중요하다.급회전 후(특히 바람으로) 속도를 재개하면 펠로톤에서 분열이 일상적으로 발생합니다.일단 분열이 일어나면, 만약 현명하게 선두에 배치된 사람들의 의지와 집합적인 힘이 뒤에 있는 사람들보다 더 크다면, 그룹들 사이의 간격은 레이스가 끝날 때까지 유지될 것이다. 왜냐하면 선두 그룹에 도달하기 위해 전진하려는 한 명의 기수에게 추가적인 공기 저항이 과도한 피로 패널티를 부과하기 때문이다.펠로톤에서 보호받고 있는 사람들과 비교해서 말이죠.특히 평탄한 도로에서 고속으로 주행할 경우 더욱 그렇습니다.
팀이 펠로톤 앞으로 기동할 때, 레이스의 속도를 지시하는 위치에 스스로를 배치한다.기수 팀은 팀의 전술에 따라 빠른 템포와 느린 템포를 선호할 수 있다.
이탈을 시작할 때는 펠로톤의 앞이나 가까이에 있는 것이 중요합니다.
몇몇 강한 기수들은 항상 주요 펠로톤에서 벗어나서, 경기 초기에 펠로톤이 결승 전에 따라잡을 수 없는 압도적인 선두를 차지하려고 시도한다.브레이크 브레이크는 브레이크 라이더가 강할 때 성공할 수 있으며, 브레이크 라이더 중 위험인물이 없을 때(전체 경기에서 승리를 다투기 위해), 그리고 모두 한 팀으로 힘을 합칠 때 성공할 수 있다.선두를 달리고 펠로톤에서 성공적으로 이탈한 기수를 Téte de la Course('레이스의 선두'라는 뜻의 프랑스어 표현)라고 부른다.펠로톤은 위험인과의 단절을 허락하지 않을 것이다.우승을 다투려는 강한 팀들은 펠로톤 앞에 나와 거친 페이스를 지시하며 라이벌들에게 피로를 안겨주고, 반면 이탈한 선수들은 (펠로톤 멤버들보다 개인적으로 훨씬 더 많은 시간을 바람을 쐬며) 순차적으로 피로에 굴복하고 보통 잡힌다.그렇지 않으면 성공적인 브레이크는 종종 결승 직전에 혼란에 빠지는데, 승마자의 개인적 승산에 대한 계산이 불안한 브레이크 동맹을 파괴하는 반면 펠로톤은 빠르게 따라잡고 있다.
전술적 요인도 적용됩니다.[36][37][38][39][40][41]팀 전술은 일반적으로 펠로톤에 영향을 미치는 능력을 극대화하기 위해 펠로톤 내에 구성원을 클러스터링하는 것을 포함합니다.예를 들어 팀원이 현재 메인 펠로톤 앞에서 이탈 그룹에 속해 있는 경우, 나머지 팀원은 일반적으로 이탈 그룹 라이더의 성공 가능성을 극대화하기 위해 펠로톤을 가속하려고 시도하지 않습니다.드물게 펠로톤의 앞쪽으로 이동하여 중요한 순간에 펠로톤의 진행 상황을 적극적으로 확인하려고 합니다.이 전술은 한 팀이 도로를 한 쪽에서 다른 쪽으로 메울 수 있는 좁은 도로와 급커브길에서 성공할 가능성이 가장 높다.
결승에서 몇 킬로미터 안 되는 평평한 도로에서 결승선을 달리는 경주에서는 강팀들이 줄을 서고, 그들의 주요 단거리 경쟁자가 맨 뒤에 있다.각 경쟁 팀의 선두 기수는 그가 달성할 수 있는 가장 빠른 속도로 앞으로 운전하고, 그가 지구력의 한계에 도달할 때까지, 그리고 나서 그가 옆으로 차를 세우면, 줄 서 있는 다음 팀원이 그의 한계까지 운전할 수 있게 된다.팀 스프린터는 마지막 100여m까지 공기저항으로 인한 피로를 최소화하기 위해 후방에서 미끄러져 나오는데 이때는 선두 주자 뒤에서 달려나와 최대한 빠른 속도로 결승점을 향해 돌진한다.
「 」를 참조해 주세요.
- 자전거 용어집
- 도로 자전거 경주
- 오토버스(사이클링)
- 자전거 버스 – 유틸리티 사이클리스트 그룹
- Plato(자동차) – 별도로 이동하지만 다른 차량들을 따라 이동하는 차량
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