徒步线路耗时推算：基于体能消耗的计算模型

徒步线路耗时推算：基于体能消耗的计算模型

徒步登山时，如何准确估算所需时间？本文提出了一种基于体能消耗的计算模型，综合考虑跑步耗能基数、徒步平路耗能、爬升耗能、基础代谢等因素，并结合海拔高度对氧分压的影响进行调整。通过具体案例说明，该方法能够较为准确地预测徒步耗时，为户外运动爱好者和徒步者提供参考。

基本原理

以前爬山估算时间都是凭经验的简单估算：里程/平路时速+累计爬升/每小时爬升高度。最近，作者提出了一种新的推算方法，以一小时跑步消耗热量为跑步耗能基数。

• 跑步耗能基数：长跑时速体重1（大卡/公斤*公里）
• 徒步平路耗能基数：跑步耗能基数的30%–50%。马拉松选手取下限，山路小白取下限，普通人走铺装路面取上限。
• 徒步爬升耗能基数：跑步耗能基数的70%-90%。海拔2500米下取上限，海拔3500米以上取下限。
• 体能基数：跑步耗能基数*70%至90%*氧分压比值（海拔每上升1000米，氧分压相对比值大约下降10%）。

计算公式

• 徒步线路总耗能：里程耗能+爬升耗能+基础代谢耗能
• 徒步运动耗时：徒步线路总耗能/体能基数
• 里程耗能：徒步里程体重1（大卡/公斤*公里）
• 爬升耗能：爬升高度/100体重1.23（大卡/公斤*100米）
• 人体基础代谢：男性大约60大卡/小时，女性大约50大卡/小时

实例计算

以武功山龙山村至发云界为例：

• 体重70公斤，跑步1小时配速5分，耗能840大卡。
• 1000米海拔附近徒步爬升体能基数为：8400.90.9=680大卡/小时。

• 武功山龙山村海拔600米–发云界海拔1600米，里程6公里，累计爬升1000米，体重70公斤+负重20公斤。
• 里程耗能：90公斤6公里1（大卡/公斤*公里）=540大卡
• 爬升耗能：90公斤101.21（大卡/公斤*100米）=1089大卡
• 基础耗能：60*3=180大卡
• 预期耗时：1809大卡/体能基数680大卡=2小时40分钟。（以前独行此线重装耗时2小时30分）

不同线路的计算方法

• 上坡为主的线路：总耗能/爬升体能基数
• 多个起伏的山脊线路：里程/徒步平路时速+爬升耗能/爬升体能基数
• 徒步平路时速：（跑步体能基数30%至50%氧分压比值）/（总重量1（大卡/公斤公里））
• 下台阶为主的线路：参考平路徒步时速
• 下坡为主的野路：参考上坡为主的线路

注意事项

• 计算方式未考虑中途小憩和路餐时间。建议的全天行程耗时推算：预期耗时/70%=全程耗时。
• 未考虑徒步线路植被的通过性，也未考虑湿滑、积雪、砂砾、石海等路况对行进速度的影响。
• 海拔超过2500米的高海拔地区有高反的风险，不能简单以氧分压推算体能基数，超过3500米其体力下降幅度远超过氧分压下降幅度。

实际应用对比

下面是作者独行的线路与该计算方法的契合度比较：

鳌太23公里登山口

• 2021年去鳌太前体重70公斤，10公里配速5分20秒左右。跑步体能基数788大卡/小时。
• 鳌太23公里登山口–水窝子，里程14.8公里累计爬升1375米。以平均海拔3000米，氧分压70%计算。
• 由于海拔较高，爬升体能基数取跑步耗能基数的80%。
• 爬升体能基数：788*80%*70%=441大卡/小时
• 体重70公斤+负重21公斤=91公斤
• 徒步里程耗能：14.8911=1347大卡
• 徒步爬升耗能：13.75911.21=1514大卡
• 基础耗能：60*8=420大卡
• 合计耗能：3341大卡
• 预期耗时：3341/441=7小时34分钟
• 实际运动耗时8小时4分钟，全程耗时11小时39分钟。

韭菜岭空树岩村

• 2021年去韭菜岭前体重70公斤，10公里配速5分20秒左右。跑步体能基数788大卡/小时。
• 韭菜岭空树岩村–九龙山-四十八步，里程16.39公里，累计爬升1547米。以平均海拔1500米，氧分压按85%计算。
• 爬升体能基数：788*90%*85%=603大卡/小时
• 体重70公斤+负重15公斤=85公斤
• 徒步里程耗能：16.39851=1393大卡
• 徒步爬升耗能：15.47851.21=1591大卡
• 基础耗能：60*5=300大卡
• 合计耗能：3284大卡
• 预期耗时：3284/603=5小时26分钟
• 实际运动耗时4小时50分钟，全程耗时8小时40分钟。