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Come il terreno influisce sulle stime della velocità di camminata

Nuove ricerche mostrano che il terreno influisce sulla velocità di camminata in modi significativi.

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Camminare e fare escursioni nella natura è qualcosa che piacciono a molti. Spesso, la gente vuole sapere quanto tempo ci vorrà per completare un'escursione. Tradizionalmente, la pendenza della collina è stata il fattore principale considerato per fare queste previsioni. Tuttavia, questo metodo può trascurare altri aspetti importanti che possono aiutare a fornire una stima migliore della velocità di camminata.

Ricerche recenti hanno dimostrato che non solo la pendenza del sentiero, ma anche la ripidezza della collina e gli Ostacoli nel Terreno possono influenzare quanto velocemente qualcuno può camminare. Con l'aiuto di strumenti moderni come il tracciamento GPS, ora siamo in grado di raccogliere molti più dati sulle velocità di camminata in diverse condizioni. Questi dati possono aiutare a creare modelli migliori per prevedere quanto velocemente le persone possono camminare su vari terreni.

Importanza di Prevedere la Velocità di Camminata

Sapere quanto velocemente cammina la gente può essere cruciale per la sicurezza durante le escursioni. Quando si pianifica un'escursione, è comune che gli escursionisti forniscano un tempo stimato di ritorno. Questa stima è importante così, in caso di emergenza, si possa chiamare aiuto se gli escursionisti non tornano in tempo. Un'errata stima potrebbe portare a ricerche inutili o ritardi nell'assistenza in situazioni critiche.

Inoltre, se un escursionista scompare, capire la sua velocità di camminata può aiutare a restringere le aree di ricerca basate sull'ultima posizione conosciuta. Durante un'escursione, le persone spesso devono decidere se rimanere sui sentieri stabiliti o prendere percorsi più diretti. Accurate previsioni dei tempi di camminata per entrambe le opzioni possono influenzare quale percorso prendere.

Fattori che Influenzano la Velocità di Camminata

La velocità di camminata può essere influenzata da una varietà di fattori, che possono generalmente essere raggruppati in due categorie: effetti individuali e effetti fissi.

Effetti Individuali

Gli effetti individuali dipendono dalle caratteristiche dell'escursionista e dalle condizioni in cui si trova. Alcuni di questi fattori includono:

  • Dimensione del Gruppo: Gruppi più grandi tendono a camminare più lentamente.
  • Età e Forma Fisica: Persone più anziane o meno in forma possono avere una velocità di camminata più lenta.
  • Condizioni Meteorologiche: Pioggia, vento e temperatura possono influenzare quanto velocemente qualcuno può camminare.
  • Scopo della Passeggiata: Una passeggiata informale è generalmente più lenta rispetto a un'escursione più mirata.

Effetti Fissi

Gli effetti fissi sono quelli che influenzano tutti gli escursionisti su un dato percorso. Questi fattori includono:

  • Ripidezza del Terreno: Una collina ripida rallenterà gli escursionisti rispetto a un terreno pianeggiante.
  • Tipo di Sentiero: Camminare su un sentiero asfaltato è più veloce che camminare su terreni accidentati.

La maggior parte degli attuali pianificatori di percorsi escursionistici si concentra solo sugli effetti fissi e non considera le caratteristiche individuali. Questo porta spesso a stime basate esclusivamente sul tempo medio necessario per camminare lungo un sentiero.

Metodi Tradizionali per Stimare la Velocità di Camminata

Sono stati proposti vari metodi per stimare la velocità di camminata. Una regola comunemente conosciuta è la regola di Naismith, che afferma di pianificare un'ora per ogni tre miglia percorse, più un'ora aggiuntiva per ogni 2.000 piedi di dislivello. Questo fornisce una stima approssimativa dei tempi di viaggio, ma ha delle limitazioni.

Ad esempio, non regola la velocità quando si cammina in discesa, il che può portare a previsioni imprecise. La funzione escursionistica di Tobler è un altro metodo che fornisce una velocità di camminata piatta per terreni più facili, ma si adatta per lievi pendenze. Tuttavia, ha anche le sue limitazioni e potrebbe non essere affidabile per tutti i tipi di terreno.

Sebbene i metodi esistenti abbiano un certo merito, non tengono conto dei problemi legati alle pendenze delle colline e agli ostacoli nel terreno.

Importanza di Approcci Basati sui Dati

Con l'aumento della tecnologia GPS, raccogliere dati sulla velocità di camminata è diventato più accessibile. Questo consente ai ricercatori di analizzare enormi quantità di informazioni e vedere come diversi fattori influenzano le velocità di camminata.

Utilizzando i dati GPS, i ricercatori possono suddividere i percorsi di camminata in sezioni gestibili. Questo significa che possono studiare caratteristiche specifiche del percorso con maggiore dettaglio. Studi precedenti, sebbene preziosi, spesso si occupavano di set di dati più piccoli, rendendo difficile trovare tendenze generali.

Il passaggio a un approccio Basato sui dati consente modelli più sofisticati che incorporano molteplici variabili che influenzano la velocità di camminata. Esaminando un gran numero di percorsi escursionistici, i ricercatori possono creare modelli che prevedono le velocità di camminata in modo più accurato.

Metodologia di Ricerca

Raccolta Dati

Per questo studio, i ricercatori hanno raccolto dati GPS da vari percorsi escursionistici nel Regno Unito, in particolare da Hikr.org e OpenStreetMap. Queste fonti hanno fornito una ricchezza di informazioni su grandi distanze, consentendo analisi delle velocità di camminata su diversi terreni.

I dati includevano calcoli di elevazione e classificazioni della pendenza del terreno. Ogni punto nei dati GPS è stato etichettato in base a se si trovava su un sentiero asfaltato, una strada non asfaltata o fuoristrada. Questa classificazione era necessaria poiché ogni tipo di terreno può avere impatti diversi sulla velocità di camminata.

Pulizia dei Dati

Il set di dati ha subito un processo di pulizia per eliminare le interruzioni nei percorsi dove i camminatori si erano fermati o erano passati a un diverso modo di trasporto. Questo ha garantito che solo segmenti di camminata validi fossero inclusi nell'analisi. I percorsi troppo brevi o che registravano velocità chiaramente eccessive sono stati anche rimossi dal set di dati.

Un'accurata esaminazione dei dati ha rivelato schemi nelle velocità di camminata che potevano essere utilizzati per guidare ulteriori previsioni.

Costruzione del Modello

Il set di dati finale consisteva in una grande selezione di percorsi, che ha permesso ai ricercatori di esplorare come diversi fattori influenzassero le velocità di camminata. Hanno testato diversi tipi di modelli, decidendo infine di optare per un modello lineare generalizzato (GLM) per analizzare i dati.

Il GLM includeva variabili per le pendenze delle colline, le pendenze di camminata e gli ostacoli nel terreno. Questo modello si concentrava su come questi fattori interagiscono per influenzare la velocità di camminata.

Risultati e Scoperte

Impatto dei Diversi Tipi di Terreno

Lo studio ha rivelato che il tipo di terreno influisce significativamente sulla velocità di camminata. Ad esempio, camminare su una superficie asfaltata consente un passo più veloce rispetto a navigare attraverso vegetazione densa o terreno accidentato.

Il modello ha anche mostrato che anche lievi cambiamenti di elevazione possono influenzare la velocità, con colline ripide che portano a viaggi più lenti rispetto a paesaggi più pianeggianti. Questo è particolarmente rilevante per gli escursionisti che potrebbero tentare di attraversare colline anziché salire direttamente.

Importanza delle Pendenze di Collina e di Camminata

La ricerca ha indicato che sia le pendenze di camminata (la pendenza nella direzione del viaggio) che le pendenze delle colline (la ripidezza fisica della collina) giocano ruoli fondamentali nella previsione della velocità di camminata. Man mano che la pendenza diventa più ripida, la velocità di camminata tende a diminuire.

Inoltre, il modello suggeriva che quando si percorre una pendenza anziché salire o scendere direttamente, la diminuzione della velocità era più pronunciata. Questo evidenzia la necessità di riconoscere entrambi i tipi di pendenza nelle previsioni della velocità di camminata.

Effetti degli Ostacoli nel Terreno

Gli ostacoli nel percorso di camminata influenzavano significativamente la velocità. Aree con forte ostacolo nel terreno, come cespugli folti o alberi, portavano a velocità più lente rispetto a paesaggi aperti.

L'analisi ha dimostrato che anche un lieve aumento del livello di ostacolo poteva comportare una diminuzione evidente della velocità di camminata, sottolineando l'importanza di valutare il terreno nelle previsioni di velocità.

Confronto tra Nuovi e Vecchi Modelli

Quando testato rispetto ai metodi esistenti, il nuovo modello basato sui dati ha mostrato prestazioni migliori nel prevedere accuratamente le velocità di camminata su terreni variabili. Il modello ha mostrato un errore quadratico medio (RMSE) più basso e fornito stime più realistiche della velocità di camminata, specialmente in condizioni difficili fuoristrada.

Sebbene i modelli precedenti come la regola di Naismith e la funzione di Tobler abbiano le loro applicazioni, non possono tenere conto della varietà di condizioni che gli escursionisti affrontano.

Implicazioni per gli Escursionisti

Questa ricerca evidenzia l'importanza di utilizzare modelli accurati quando si pianificano escursioni. Comprendendo come diversi fattori influenzano la velocità di camminata, gli escursionisti possono prendere decisioni più informate.

Ad esempio, sapere che la velocità di camminata diminuisce con l'ostruzione potrebbe portare gli escursionisti a scegliere percorsi con meno vegetazione densa o a pianificare tempi di ritorno più lunghi quando navigano in terreni accidentati.

Inoltre, gli escursionisti possono utilizzare le intuizioni acquisite da questo studio per aiutarli a decidere se rimanere sui sentieri familiari o avventurarsi in aree meno battute in base alle velocità stimate.

Conclusione

Con l'aumento della popolarità dell'escursionismo, raccogliere e analizzare dati sulle velocità di camminata diventa sempre più importante. La ricerca presentata offre un nuovo modello per prevedere le velocità di camminata che considera vari fattori, comprese le pendenze delle colline, le pendenze di camminata e gli ostacoli del terreno.

Questo modello migliorato può portare a una migliore pianificazione per gli escursionisti, aumentando la sicurezza e il divertimento durante le attività all'aperto. Comprendendo le sfumature dei diversi terreni e come influenzano la velocità, le persone possono fare scelte più intelligenti e avere un'esperienza più soddisfacente nella natura.

Andando avanti, continui progressi nella raccolta e analisi dei dati affineranno ulteriormente le previsioni, garantendo che gli escursionisti siano ben equipaggiati con le informazioni necessarie per navigare nel grande outdoors in modo sicuro ed efficiente.

Fonte originale

Titolo: Improved prediction of hiking speeds using a data driven approach

Estratto: Hikers and hillwalkers typically use the gradient in the direction of travel (walking slope) as the main variable in established methods for predicting walking time (via the walking speed) along a route. Research into fell-running has suggested further variables which may improve speed algorithms in this context; the gradient of the terrain (hill slope) and the level of terrain obstruction. Recent improvements in data availability, as well as widespread use of GPS tracking now make it possible to explore these variables in a walking speed model at a sufficient scale to test statistical significance. We tested various established models used to predict walking speed against public GPS data from almost 88,000 km of UK walking / hiking tracks. Tracks were filtered to remove breaks and non-walking sections. A new generalised linear model (GLM) was then used to predict walking speeds. Key differences between the GLM and established rules were that the GLM considered the gradient of the terrain (hill slope) irrespective of walking slope, as well as the terrain type and level of terrain obstruction in off-road travel. All of these factors were shown to be highly significant, and this is supported by a lower root-mean-square-error compared to existing functions. We also observed an increase in RMSE between the GLM and established methods as hill slope increases, further supporting the importance of this variable.

Autori: Andrew Wood, William Mackaness, T. Ian Simpson, J. Douglas Armstrong

Ultimo aggiornamento: 2023-11-21 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://arxiv.org/abs/2303.16065

Fonte PDF: https://arxiv.org/pdf/2303.16065

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia arxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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