许多人认为，要成为成功的数据科学家，必须掌握编程、了解分析工具和统计学等技能。这些技能确实必要，但还不足以区分一个优秀的数据分析师和平庸的数据分析师。一个优秀的数据分析师与平庸的数据分析师之间的关键区别在于，他们能够将复杂的问题框架化，做出简化的假设，分析问题，然后提出解决方案。而分析工具只是实现这一过程的手段。
在今天的文章中，将通过一个案例研究来探讨这种结构化的问题解决过程。将学到什么？在这里，将找到实践问题，以训练大脑在解决复杂问题时进行分析性思考。这种大脑训练不仅会向介绍一种新的问题解决方法，而且还会帮助在处理数字时思考得更快！
为了更好地解释，考虑一个简化的场景：两辆车从第一个交通信号点A开始。点B是一个交通信号，停车时间为60秒，行驶时间为20秒。A和B之间的距离是600米。Car1以5米/秒的速度开始，Car2以6米/秒的速度开始。谁会先通过交通灯？这里是假设条件：
1. 交通灯配置为平均速度，第一个信号变绿后120秒（600米/5米/秒）变绿。
2. 交通灯绿灯持续20秒，红灯持续60秒（20*3）。
假设两辆车都在0秒开始。
Car1到达信号B的时间 = 600/6 = 100秒
Car2到达信号B的时间 = 600/5 = 120秒
灯在（40,60）；（120,140）；（200,220）；（280,300）变绿。
因此，61秒到达点B的车和140秒到达的车在通过第二个信号时没有区别。让计算最小和最大速度，这将显示在两个信号场景中没有区别：
最小速度 = 600米/120秒 = 5米/秒 = 18公里/小时
最小速度 = 600米/61秒 = 9.8米/秒 = 35公里/小时
在这个场景中，无论以18公里/小时还是35公里/小时的速度驾驶，都会在同一时间通过第二个信号（B）。一般来说，在高峰时段的交通中，很难以如此宽范围的速度驾驶，因此担忧现在看起来是合理的。可能无法控制到达办公室所需的时间（这显然是对问题的过度简化）。
让使其更加复杂……！现在有4个信号A、B、C和D。同样的两辆车从A开始，在0秒。AB、BC和CD之间的距离相同。现在的问题是，谁会先通过信号D。
不涉及数学，答案非常直接。如果两者同时通过B，A-B对与B-C对相同，反过来C-D对也相同。因此，两辆车将同时通过D。实际上，保持平均速度18公里/小时的车和35公里/小时的车将同时通过D。这进一步加强了假设。
问题再次归结为：“当开车去办公室时，只是一个无助的木偶，受交通警察控制吗？”让将其概括为参数方程。实际场景太难在本文中概括，所以让建立一些假设：
1. 交通灯变绿t秒，然后变红3t秒
2. 道路上车辆的平均速度是v米/秒
3. 挑战者以x倍v米/秒的速度驾驶
4. 所有道路的长度为l米
到目前为止，已经知道，解决一个交通灯对或更多对的问题几乎无关紧要。如果更快的司机能够在绿灯前通过交通灯，平均车辆则不然。因此，实现这一点所需的时间差将是3t。以下是正在解决的最终方程：
平均车辆所需时间：l/v秒
更快车辆所需时间：l/vx秒
简化为：
l/v - l/vx > 3t
已知x、v、l和t都是正数，这可以进一步简化为：
xl - l - 3tvx > 0
x(l - 3tv) > l
这是一个大奖！知道l总是正数，因此要使上述方程实用，x和（l - 3tv）都必须是正数。这意味着如果3tv超过l，就没有机会打败交通灯。例如，如果t = 30秒，v = 5米/秒，l = 145米，即使以子弹的速度驾驶，也无法战胜赔率！
让假设一些参数，进一步理解这个方程：假设l = 600米。方程变为：
x(200 - tv) > 200
这里有一些经验法则，可以让有可能打败交通信号：
- 最小化t（交通灯周期）：在交通灯快速变绿-红的地区，有可能打败交通灯。
- 最小化v（道路上的平均速度）：如果道路上的平均速度异常低，可以快速驾驶以打败这些慢速司机（当然！）。
- 最大化x（更快的乘数）：如果超速驾驶，仍然可以赢得比赛。但请注意，如果v*t超过200，就没有机会获得。
不要错过：介绍结构化思维和分析的艺术。让尝试可视化一些关系。
x(l - 300) > l
- 在3 * 绿灯时间 * 平均速度超过道路长度的车道上驾驶快速是没有意义的。
- 如果以下条件对有利，打败交通是可能的：
- 高x。驾驶得非常快（不安全的选择）。
- 高l。例如，在高速公路上快速驾驶是有意义的。
- 低t：在高计时交通信号的道路上驾驶快速是没有意义的。
- 低v：如果道路上的平均速度非常低，可以打败他们。已经知道这一点！