费米估算法的实践 估算成都双流机场今天的人流量有多大?

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2021年原创计划第04篇

笔者个人观点,只作一家之言

费米估算法的实践 估算成都双流机场今天的人流量有多大?

上一次为大家分享了卖鱼的故事,文章结尾留了一个思考题: 成都双流机场今天的人流量有多大?

咋一看这个问题,可能有些同学就会觉得有些莫名奇妙,不知道怎么入手,其实这个问题就是著名的 费米问题 变形版。

先分享下这个神奇的费米问题来源 【注1】

故事一:原子弹能量估算

1945 7 16 日上午,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州沙漠地区爆炸。 意大利裔美国物理学家恩利克 · 费米把笔记本里的一页纸撕碎了,一感到震波,他即把举过头顶的抓着小纸片的手松开。碎纸飘扬而下,在费米身后 2.5m 处落地,心算之后费米宣布,原子弹能量相当于 10000tTNT 的量。


一些尖端的仪器设备花了数星期时间来分析波速、波压,结果证明费米的瞬时估算是准确的。

故事二:芝加哥有多少调音师?

费米被世人所更为熟知的,是他在芝加哥大学课堂上凭空抛出的一个看似荒谬的问题:“芝加哥有多少个钢琴调音师?”

听到这个问题的学生都是一脸茫然,费米则提示遇到这样看似庞大的问题,可以把这个问题分解成一些便于操作和认知的小问题,根据猜测和假设去估算问题。

故事总结:

费米喜欢通过非常直接的,而不是缜密理性的途径去解决问题,他善于把难题转化为容易处理的简单问题,这是一种人人都可应用到实际生活中去的才能。


两个故事都体现了费米问题费米问题思想的核心: 逻辑关联、问题拆解。 也就是要解决未知结果的估算问题,可将复杂的问题拆解成小的、可知结果的部分。再将拆解出来的部分赋予实际意义,如果还无法得出结果,就继续拆解,直到无法继续拆解或者已经可以得出结果为止。


不过在应用费米估算法的时候还有1个重要常识因素,即进行估算的时候,我们尽量要合理的进行估算,比如说我们现在每个家庭平均几口人?我们可以估算一般是 3~5 人,取中间值 4 人比较合适,不能说某个地方有户人家 10 口人,所以取一家人平均有 10 人,这样最终数据肯定偏差很大。

通常这类问题 是以 量纲分析为基础,猜想并清晰地验证某一假设的估算问题,解决不提供准确解题必须的全部条件的估算问题。


通俗的理解就是, 费米 处理问 题的方式是将复杂、困难的问题分解成小的、可以解决的部分,从而以最直接的方法迅速解决问题。 这种思维方式非常实用,可以帮助我们解决很多日常甚至重要的问题。

费米估算法的实践 估算成都双流机场今天的人流量有多大?

费米估算法的实践 估算成都双流机场今天的人流量有多大?

笔者在应用这种方法的时候尽量取整数,因为我们要保证可以通过心算就得出数据结论,这样才能最快速的解题,所以某些数据的 估值误差可能会大一些,不过不影响整体,因为费米估算的准确性取决于“平衡(均)律”的作用,即多次取值后,误差数据会相互抵消。


简单介绍了费米问题,接下来,再给大家分享下笔者关于 成都双流机场今天的人流量有多大? 这个问题的解题思路,有更好的思路,可留言分享。

第一步:读懂问题,分解信息要素

问题时间:今天/当天/一年中的每1天

地点场景:成都双流机场

关键要素: 人流量

人流量定义:

(1)只有进入乘坐飞机的人员(客流量)考虑?

(2)只考虑进入机场航站楼的人员?

(3)进、出航站楼的人员都考虑?

定义人群:出入机场航站楼的人员(乘客/工作人员 / 商家 / 接送人员)


第二步:发散思考获取数据的方法

笔者选择定义 人流量定义 3 进出航站楼的人员都考虑作为例子,其他人员只需要单独排除即可。

1、 进、出机场航站楼的人员

人员类型 机场工作人员、商家、乘客、送客人员

2、获取方法

(1)方法1: 准确,直接拿到机场门禁系统当天的人流量统计数据。

(2)方法2: 准确,天府健康通 - 疫情防控小程序有一个场所码功能,今年开始成都许多公共场所进出都需要用健康通小程序扫场所码,如果能拿到这个数据是更加精准。

(3)方法3: 比较准确,网上查询成都每天有多少航班,购票人数多少,再查询下机场工作人员数量,最后汇总统计。

(4)方法4: 估值,根据我们脑海中已知的信息,进行数据范围缩小和排除,逐步获得比较准确的估算值。

第三步:选择分析方法

以上是笔者暂时想到的几种方法,不过这类题目一般出现中各种面试场景,这种情况下,时间都是很紧促的,在很短的时间内想要通过一些专业渠道获取精准数据,肯定是很难的。

最关键的是,这类题目主要是考察被面试者解决思路为主,所以最终答案是否精准是其次,所以就可以用到费米估算法。如果平时有很好的信息储备,刚好问到都是自己熟悉的知识点,那一般估算数据也是比较准确的。

第四步:具体分析思路

思路一: 根据笔者在双流机场的几次出行经验,还有平时在成都上空听到的飞机通过声音频次,估计 1 小时约有 15 架飞机起飞和 15 架飞机下降,同时每架飞机乘坐人数在 100~300 之间,取一个中间值 200 人。


然后一天 24 小时内接近 20 小时都有航班,我们再假设每个小时 30 架飞机起飞或下降,则 1 20 小时内有 600 频次飞机起飞或者下降,再乘以估算的每架飞机乘坐人数,则 1 天内通过飞机进出双流机场的乘客大约有 600*200=12 万人次。

再假设乘客与接送人员比大概为4:1(假设每 4 个乘客就会有一个接送人员),则有 3 万人。然后再预估机场工作人员、商家合计有 1000 人,假设 1 天时间平均进出 10 次,则 1 天时间为 1 万人次。

所以当天成都双流机场进、出总人流量大约12万乘客人次、 2 万接送人次、 1 万工作人员和商家人次,合计约 15 万人次。

思路二 我们日常了解到成都市常住人口约1600万,成都目前主要航班还是在双流机场,所以截止最近一个月内,成都国内外飞机出行都还是通过双流机场。


假设每 100 个人里面有 1 个人需要乘坐飞机(根据日常了解估计),那当天就约有 16 万人次通过双流机场进出。 同时再加上机场人员 1 万人次和接送人员 4 万人次,最终合计约 21 万人次。

结论 思路一中每天人流量大约 15万 人次;思路二中约为 21 万人次。二者再取一个平均值,最终约为 18 万人次。

简单的验证方法

从百度查询到,2019年,成都双流国际机场共完成旅客吞吐量5585.8552万人次,平均每天大约15万人次; 预估今年疫情期间人次不会增长太多,约15~17万人次。 如果再加上其他人员进出次数应该也是在18~21万之间,因此 通过估算出来的数据比较接近真实数据范围。


又到了金三银四这个求职旺季,互联网工作招聘中关于这类思维题现在出现的频次是比较多的,只要掌握其中一个方法、思路,其他类似问题都可以照葫芦画瓢,木有问题的。 当然最终温馨提示: 这种题目的回答只是加分项,最关键还在于和企业的需求匹配,那涉及就更多方面,以后有机会再分享。

参考资料:

【1 】百度百科:费米问题 、成都双流机场

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你好,我是明远,六年互联网,五年产品,做过游戏、写过代码,目前是偶尔写点东西、画画原型的打杂小能手。涉及智慧养老、智慧社区 、物联安防 等领域。

开心一刻


问:“都说女人天生就没有方向感,是真的吗?”

神回复:“是真的!因为女人一进商场就转不出来!”

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