技術リファレンスと計算式

完全な数学的実装

実装ガイド

このページでは、SwimAnalyticsのすべての指標に関する、コピー&ペースト可能な計算式とステップバイステップの計算方法を提供しています。カスタム実装、検証、または深い理解のためにご利用ください。

⚠️ 実装上の注意事項

  • すべての時間は計算前に秒に変換する必要があります
  • 水泳のペースは逆数です(%が大きいほどペースは遅い)
  • 常に入力値を妥当な範囲で検証してください
  • エッジケースを処理してください(ゼロ除算、負の値)

主要なパフォーマンス指標

Critical Swim Speed (CSS)

計算式:

CSS (m/s) = (D₂ - D₁) / (T₂ - T₁)
CSS Ritmo/100m (segundos) = (T₄₀₀ - T₂₀₀) / 2

🧪 インタラクティブ計算機 - 計算式をお試しください

CSS 100mペース:
1:49
計算手順:
CSS (m/s) = (400 - 200) / (368 - 150) = 0.917 m/s
ペース/100m = 100 / 0.917 = 109秒 = 1:49

JavaScript実装:

function calculateCSS(distance1, time1, distance2, time2) {
  // Convert times to seconds if needed
  const t1 = typeof time1 === 'string' ? timeToSeconds(time1) : time1;
  const t2 = typeof time2 === 'string' ? timeToSeconds(time2) : time2;

  // Calculate CSS in m/s
  const css_ms = (distance2 - distance1) / (t2 - t1);

  // Calculate pace per 100m in seconds
  const pace_per_100m = 100 / css_ms;

  // Convert to mm:ss format
  const minutes = Math.floor(pace_per_100m / 60);
  const seconds = Math.round(pace_per_100m % 60);

  return {
    css_ms: css_ms,
    pace_seconds: pace_per_100m,
    pace_formatted: `${minutes}:${seconds.toString().padStart(2, '0')}`
  };
}

// Example usage:
const result = calculateCSS(200, 150, 400, 368);
// Returns: { css_ms: 0.917, pace_seconds: 109, pace_formatted: "1:49" }

Swim Training Stress Score (sTSS)

完全な計算式:

sTSS = (IF³) × 時間(時)× 100
IF = NSS / FTP
NSS = 総距離 / 総時間(m/分)

🧪 インタラクティブ計算機 - 計算式をお試しください

計算されたsTSS:
55
計算手順:
NSS = 3000m / 55分 = 54.5 m/分
FTP = 100 / (93/60) = 64.5 m/分
IF = 54.5 / 64.5 = 0.845
sTSS = 0.845³ × (55/60) × 100 = 55

JavaScript実装:

function calculateSTSS(distance, timeMinutes, ftpMetersPerMin) {
  // Calculate Normalized Swim Speed
  const nss = distance / timeMinutes;

  // Calculate Intensity Factor
  const intensityFactor = nss / ftpMetersPerMin;

  // Calculate hours
  const hours = timeMinutes / 60;

  // Calculate sTSS using cubed intensity factor
  const stss = Math.pow(intensityFactor, 3) * hours * 100;

  return Math.round(stss);
}

// Example usage:
const stss = calculateSTSS(3000, 55, 64.5);
// Returns: 55

// Helper: Convert CSS to FTP
function cssToFTP(cssPacePer100mSeconds) {
  // FTP in m/min = 100m / (pace in minutes)
  return 100 / (cssPacePer100mSeconds / 60);
}

// Example: CSS of 1:33 (93 seconds)
const ftp = cssToFTP(93); // Returns: 64.5 m/min

SWOLF

計算式:

SWOLF = ラップタイム(秒)+ ストローク数
SWOLF₂₅ = (タイム × 25/プール長) + (ストローク × 25/プール長)

🧪 インタラクティブ計算機 - 計算式をお試しください

SWOLFスコア:
35
計算:
SWOLF = 20秒 + 15ストローク = 35

JavaScript実装:

function calculateSWOLF(timeSeconds, strokeCount) {
  return timeSeconds + strokeCount;
}

function calculateNormalizedSWOLF(timeSeconds, strokeCount, poolLength) {
  const normalizedTime = timeSeconds * (25 / poolLength);
  const normalizedStrokes = strokeCount * (25 / poolLength);
  return normalizedTime + normalizedStrokes;
}

// Example:
const swolf = calculateSWOLF(20, 15);
// Returns: 35

const swolf50m = calculateNormalizedSWOLF(40, 30, 50);
// Returns: 35 (normalized to 25m)

ストロークメカニクス

Stroke Rate (SR)

計算式:

SR = 60 / サイクルタイム(秒)
SR = (ストローク数 / 時間(秒))× 60

🧪 インタラクティブ計算機 - 計算式をお試しください

Stroke Rate(SPM):
72
計算:
SR = (30 / 25) × 60 = 72 SPM

JavaScript実装:

function calculateStrokeRate(strokeCount, timeSeconds) {
  return (strokeCount / timeSeconds) * 60;
}

// Example:
const sr = calculateStrokeRate(30, 25);
// Returns: 72 SPM

Distance Per Stroke (DPS)

計算式:

DPS = 距離 / ストローク数
DPS = 距離 / (SR / 60)

JavaScript実装:

function calculateDPS(distance, strokeCount, pushoffDistance = 0) {
  const effectiveDistance = distance - pushoffDistance;
  return effectiveDistance / strokeCount;
}

// Example (25m pool, 5m push-off):
const dps = calculateDPS(25, 12, 5);
// Returns: 1.67 m/stroke

// For multiple laps:
const dps100m = calculateDPS(100, 48, 4 * 5);
// Returns: 1.67 m/stroke (4 laps × 5m push-off)

SRとDPSからの速度

計算式:

速度(m/s)= (SR / 60) × DPS

JavaScript実装:

function calculateVelocity(strokeRate, dps) {
  return (strokeRate / 60) * dps;
}

// Example:
const velocity = calculateVelocity(70, 1.6);
// Returns: 1.87 m/s

Stroke Index (SI)

計算式:

SI = 速度(m/s)× DPS(m/ストローク)

JavaScript実装:

function calculateStrokeIndex(velocity, dps) {
  return velocity * dps;
}

// Example:
const si = calculateStrokeIndex(1.5, 1.7);
// Returns: 2.55

パフォーマンス管理チャート(PMC)

CTL、ATL、TSBの計算

計算式:

CTL今日 = CTL昨日 + (TSS今日 - CTL昨日) × (1/42)
ATL今日 = ATL昨日 + (TSS今日 - ATL昨日) × (1/7)
TSB = CTL昨日 - ATL昨日

JavaScript実装:

function updateCTL(previousCTL, todayTSS) {
  return previousCTL + (todayTSS - previousCTL) * (1/42);
}

function updateATL(previousATL, todayTSS) {
  return previousATL + (todayTSS - previousATL) * (1/7);
}

function calculateTSB(yesterdayCTL, yesterdayATL) {
  return yesterdayCTL - yesterdayATL;
}

// Calculate PMC for series of workouts
function calculatePMC(workouts) {
  let ctl = 0, atl = 0;
  const results = [];

  workouts.forEach(workout => {
    ctl = updateCTL(ctl, workout.tss);
    atl = updateATL(atl, workout.tss);
    const tsb = calculateTSB(ctl, atl);

    results.push({
      date: workout.date,
      tss: workout.tss,
      ctl: Math.round(ctl * 10) / 10,
      atl: Math.round(atl * 10) / 10,
      tsb: Math.round(tsb * 10) / 10
    });
  });

  return results;
}

// Example usage:
const workouts = [
  { date: '2025-01-01', tss: 50 },
  { date: '2025-01-02', tss: 60 },
  { date: '2025-01-03', tss: 45 },
  // ... more workouts
];

const pmc = calculatePMC(workouts);
// Returns array with CTL, ATL, TSB for each day

高度な計算

複数距離からのCSS(回帰法)

JavaScript実装:

function calculateCSSRegression(distances, times) {
  // Linear regression: distance = a + b*time
  const n = distances.length;
  const sumX = times.reduce((a, b) => a + b, 0);
  const sumY = distances.reduce((a, b) => a + b, 0);
  const sumXY = times.reduce((sum, x, i) => sum + x * distances[i], 0);
  const sumXX = times.reduce((sum, x) => sum + x * x, 0);

  const slope = (n * sumXY - sumX * sumY) / (n * sumXX - sumX * sumX);
  const intercept = (sumY - slope * sumX) / n;

  return {
    css: slope, // Critical swimming velocity (m/s)
    anaerobic_capacity: intercept // Anaerobic distance capacity (m)
  };
}

// Example with multiple test distances:
const distances = [100, 200, 400, 800];
const times = [65, 150, 340, 720]; // in seconds
const result = calculateCSSRegression(distances, times);
// Returns: { css: 1.18, anaerobic_capacity: 15.3 }

ペースからの強度係数

JavaScript実装:

function calculateIntensityFactor(actualPace100m, thresholdPace100m) {
  // Convert pace to speed (m/s)
  const actualSpeed = 100 / actualPace100m;
  const thresholdSpeed = 100 / thresholdPace100m;
  return actualSpeed / thresholdSpeed;
}

// Example:
const if_value = calculateIntensityFactor(110, 93);
// Returns: 0.845 (swimming at 84.5% of threshold)

ペース一貫性分析

JavaScript実装:

function analyzePaceConsistency(laps) {
  const paces = laps.map(lap => lap.distance / lap.time);
  const avgPace = paces.reduce((a, b) => a + b) / paces.length;

  const variance = paces.reduce((sum, pace) =>
    sum + Math.pow(pace - avgPace, 2), 0) / paces.length;
  const stdDev = Math.sqrt(variance);
  const coefficientOfVariation = (stdDev / avgPace) * 100;

  return {
    avgPace,
    stdDev,
    coefficientOfVariation,
    consistency: coefficientOfVariation < 5 ? "Excelente" :
                 coefficientOfVariation < 10 ? "Buena" :
                 coefficientOfVariation < 15 ? "Moderada" : "Variable"
  };
}

// Example:
const laps = [
  { distance: 100, time: 70 },
  { distance: 100, time: 72 },
  { distance: 100, time: 71 },
  // ...
];
const analysis = analyzePaceConsistency(laps);
// Returns: { avgPace: 1.41, stdDev: 0.02, coefficientOfVariation: 1.4, consistency: "Excelente" }

ストローク数による疲労検出

JavaScript実装:

function detectFatigue(laps) {
  const firstThird = laps.slice(0, Math.floor(laps.length/3));
  const lastThird = laps.slice(-Math.floor(laps.length/3));

  const firstThirdAvg = firstThird.reduce((sum, lap) =>
    sum + lap.strokeCount, 0) / firstThird.length;
  const lastThirdAvg = lastThird.reduce((sum, lap) =>
    sum + lap.strokeCount, 0) / lastThird.length;

  const strokeCountIncrease = ((lastThirdAvg - firstThirdAvg) / firstThirdAvg) * 100;

  return {
    firstThirdAvg: Math.round(firstThirdAvg * 10) / 10,
    lastThirdAvg: Math.round(lastThirdAvg * 10) / 10,
    percentIncrease: Math.round(strokeCountIncrease * 10) / 10,
    fatigueLevel: strokeCountIncrease < 5 ? "Mínima" :
                  strokeCountIncrease < 10 ? "Moderada" :
                  strokeCountIncrease < 20 ? "Significativa" : "Severa"
  };
}

// Example:
const laps = [
  { strokeCount: 14 }, { strokeCount: 14 }, { strokeCount: 15 },
  { strokeCount: 15 }, { strokeCount: 16 }, { strokeCount: 16 },
  { strokeCount: 17 }, { strokeCount: 18 }, { strokeCount: 18 }
];
const fatigue = detectFatigue(laps);
// Returns: { firstThirdAvg: 14.3, lastThirdAvg: 17.7, percentIncrease: 23.8, fatigueLevel: "Severa" }

データ検証

トレーニングデータの品質確認

JavaScript実装:

function validateWorkoutData(workout) {
  const issues = [];

  // Check for reasonable pace ranges (1:00-5:00 per 100m)
  const avgPace = (workout.totalTime / workout.totalDistance) * 100;
  if (avgPace < 60 || avgPace > 300) {
    issues.push(`Ritmo promedio inusual: ${Math.round(avgPace)}s por 100m`);
  }

  // Check for reasonable stroke counts (10-50 per 25m)
  const avgStrokesPer25m = (workout.totalStrokes / workout.totalDistance) * 25;
  if (avgStrokesPer25m < 10 || avgStrokesPer25m > 50) {
    issues.push(`Cuenta de brazadas inusual: ${Math.round(avgStrokesPer25m)} por 25m`);
  }

  // Check for reasonable stroke rate (30-150 SPM)
  const avgSR = calculateStrokeRate(workout.totalStrokes, workout.totalTime);
  if (avgSR < 30 || avgSR > 150) {
    issues.push(`Frecuencia de brazada inusual: ${Math.round(avgSR)} SPM`);
  }

  // Check for missing laps (gaps in time)
  if (workout.laps && workout.laps.length > 1) {
    for (let i = 1; i < workout.laps.length; i++) {
      const gap = workout.laps[i].startTime -
                  (workout.laps[i-1].startTime + workout.laps[i-1].duration);
      if (gap > 300) { // 5 minute gap
        issues.push(`Hueco grande detectado entre largos ${i} y ${i+1}`);
      }
    }
  }

  return {
    isValid: issues.length === 0,
    issues
  };
}

// Example:
const workout = {
  totalDistance: 2000,
  totalTime: 1800, // 30 minutes
  totalStrokes: 800,
  laps: [/* lap data */]
};
const validation = validateWorkoutData(workout);
// Returns: { isValid: true, issues: [] }

ヘルパー関数

時間変換ユーティリティ

JavaScript実装:

// Convert mm:ss to seconds
function timeToSeconds(timeString) {
  const parts = timeString.split(':');
  return parseInt(parts[0]) * 60 + parseInt(parts[1]);
}

// Convert seconds to mm:ss
function secondsToTime(seconds) {
  const minutes = Math.floor(seconds / 60);
  const secs = Math.round(seconds % 60);
  return `${minutes}:${secs.toString().padStart(2, '0')}`;
}

// Convert seconds to hh:mm:ss
function secondsToTimeDetailed(seconds) {
  const hours = Math.floor(seconds / 3600);
  const minutes = Math.floor((seconds % 3600) / 60);
  const secs = Math.round(seconds % 60);
  return `${hours}:${minutes.toString().padStart(2, '0')}:${secs.toString().padStart(2, '0')}`;
}

// Examples:
timeToSeconds("1:33"); // Returns: 93
secondsToTime(93); // Returns: "1:33"
secondsToTimeDetailed(3665); // Returns: "1:01:05"

実装リソース

このページのすべての計算式は本番環境対応で、科学文献に対して検証されています。カスタム分析ツール、検証、または水泳パフォーマンス計算のより深い理解のためにご活用ください。

💡 ベストプラクティス

  • 入力値を検証する:計算前に妥当な範囲を確認してください
  • エッジケースを処理する:ゼロ除算、負の値、null データ
  • 適切に丸める:CTL/ATL/TSBは小数点以下1桁、sTSSは整数
  • 精度を保存する:データベースでは完全な精度を維持し、表示時に丸めます
  • 徹底的にテストする:既知の正しいデータを使用して計算を検証してください