電力公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具設(shè)計(jì)與開發(fā)

林澤兵

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司廣州供電局,廣東 廣州 510000)

0 引言

電力通信網(wǎng)由電力通信專網(wǎng)和公網(wǎng)組成。公網(wǎng)通信資源由三大運(yùn)營商(移動、聯(lián)通、電信)提供,并作為電力通信專網(wǎng)的補(bǔ)充。目前,國內(nèi)電網(wǎng)公司的配網(wǎng)自動化、計(jì)量自動化、輸電線路監(jiān)測、電壓監(jiān)測等生產(chǎn)業(yè)務(wù)均使用了大量的4 G公網(wǎng)卡。未來隨著智能電網(wǎng)、5 G、數(shù)字化等先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用,公網(wǎng)通信資源在電網(wǎng)公司中的應(yīng)用規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,相應(yīng)的公網(wǎng)租賃費(fèi)用也將逐年遞增。為落實(shí)好降本增效的工作要求,必須對公網(wǎng)卡開展更加精益化的管理。面對龐大的數(shù)據(jù)分析規(guī)模,單純依賴人工分析已無法滿足精益化管理的要求,必須依靠數(shù)字化手段提高公網(wǎng)卡資費(fèi)分析的效率和精度。

1 問題現(xiàn)狀及需求評估

1.1 問題現(xiàn)狀

目前,部分電網(wǎng)公司開發(fā)了公網(wǎng)管理平臺,實(shí)現(xiàn)對公網(wǎng)卡的集中統(tǒng)一管理。劉晗等[1]介紹了國網(wǎng)山東電力公司開發(fā)的電力公網(wǎng)全流程管理平臺,山東電力公司利用該平臺提升了電力公網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的管理水平,實(shí)現(xiàn)了公網(wǎng)通信業(yè)務(wù)的統(tǒng)一計(jì)劃申報、統(tǒng)一審核、統(tǒng)一數(shù)據(jù)管理、統(tǒng)一運(yùn)行監(jiān)測、統(tǒng)一異常告警、統(tǒng)一結(jié)算支付。李輝等[2]對云南電網(wǎng)公司公網(wǎng)通信資源管理現(xiàn)狀及存在問題進(jìn)行了分析,并提出了基于流程管理、資源管理和資源監(jiān)控三大部分內(nèi)容的公網(wǎng)資源管理方案,同時開發(fā)了電網(wǎng)公網(wǎng)通信資源管理系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了云南電網(wǎng)公網(wǎng)通信資源的實(shí)時監(jiān)控與集中管理。

公網(wǎng)管理平臺的研發(fā),在一定程度上減輕了公網(wǎng)臺賬管理的壓力,實(shí)現(xiàn)了管理流程的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。然而,很多系統(tǒng)的建設(shè)和研發(fā)主要著眼于流程管理、臺賬管理、故障定位、告警管理等方面,在資費(fèi)分析和賬單管理方面,仍有很多供電公司依賴于人工處理。面對龐大的數(shù)據(jù)量,人工處理在速度、精度、深度等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足精益化管理的要求,具體來說存在以下缺點(diǎn):一是在資費(fèi)核查方面,需將臺賬中卡的使用狀態(tài)與賬單上的費(fèi)用情況進(jìn)行比對,面對每月數(shù)十幾萬張卡的核對數(shù)據(jù)量,人工處理工作效率過低;二是在套餐優(yōu)化方面,人工分析無法做到多月流量數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析,粗放式的套餐調(diào)整反而會增加額外的套餐費(fèi)用。

1.2 需求分析

1.2.1 賬單核對需求

公網(wǎng)運(yùn)營商計(jì)費(fèi)系統(tǒng)無法直接導(dǎo)出符合電網(wǎng)公司管理要求的賬單,每月賬單均由對應(yīng)客戶經(jīng)理根據(jù)需求整理匯總表和詳細(xì)計(jì)費(fèi)清單。收到賬單后,電網(wǎng)公司經(jīng)辦人員需要對詳細(xì)計(jì)費(fèi)清單進(jìn)行核對,核對內(nèi)容包括APN名稱、套餐變更情況、資費(fèi)收取準(zhǔn)確性等方面,并將分項(xiàng)金額與匯總表金額進(jìn)行對比。整個過程正常情況下需要花費(fèi)1人1天的時間,效率低下。為了提高賬單核對工作效率,需要實(shí)現(xiàn)賬單數(shù)據(jù)的自動化核對,發(fā)現(xiàn)賬單中可能存在的APN錯誤、套餐變更錯誤、資費(fèi)多收等問題。

1.2.2 資費(fèi)分析需求

公網(wǎng)卡類型多種多樣,費(fèi)用計(jì)取模式不同,不同業(yè)務(wù)類型對流量的需求也各有不同。套餐與需求的錯配將導(dǎo)致額外的費(fèi)用支出,使得超流量卡居高不下。解決超流量的根本方法,就是套餐的精準(zhǔn)適配。為了實(shí)現(xiàn)套餐的精準(zhǔn)適配,需要對每一張卡的使用情況進(jìn)行分析。然而,對于獨(dú)立套餐卡而言,由于流量共享機(jī)制的存在,單純對一張卡進(jìn)行一個月的流量分析是不準(zhǔn)確且毫無意義的,需要對同一類型的卡連續(xù)幾個月的流量進(jìn)行分析才可精準(zhǔn)定位超流量的癥結(jié)所在并提出套餐優(yōu)化建議。

此外,不同地區(qū)運(yùn)營商的數(shù)據(jù)開放程度均不相同,部分地區(qū)運(yùn)營商不愿意通過系統(tǒng)接口開放數(shù)據(jù),導(dǎo)致公網(wǎng)管理平臺上缺乏流量信息,只能通過賬單上提供的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,因此需要開發(fā)一個通用的基于賬單的流量和資費(fèi)分析工具,通過分析對不同類型公網(wǎng)卡提出對應(yīng)的套餐調(diào)整建議。

2 公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具設(shè)計(jì)

2.1 總體結(jié)構(gòu)

電力公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖 1所示,具體分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)模型層、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)層。

圖1 公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具總體結(jié)構(gòu)

2.2 功能描述

2.2.1 數(shù)據(jù)采集層

由于不同地區(qū)運(yùn)營商數(shù)據(jù)開放程度有所差異,本工具可實(shí)現(xiàn)基于賬單和臺賬的統(tǒng)一數(shù)據(jù)采集,從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集方式的普適化。對于運(yùn)營商不愿意通過系統(tǒng)接口開放流量和資費(fèi)數(shù)據(jù)的地區(qū),可以通過賬單方式采集對應(yīng)的數(shù)據(jù),與原有公網(wǎng)管理平臺中的臺賬數(shù)據(jù)合并,形成分析所需的底層數(shù)據(jù)。

2.2.2 數(shù)據(jù)模型層

通過對某供電公司在用的三大運(yùn)營商公網(wǎng)卡的套餐情況進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),該公司目前主流使用的公網(wǎng)卡有獨(dú)立套餐卡及流量池卡兩種類型。獨(dú)立套餐卡指每張卡都有一種獨(dú)立的套餐,每月根據(jù)自身的流量使用情況獨(dú)立結(jié)算。同時,部分獨(dú)立套餐卡還具備流量共享功能。流量共享是指同一個APN內(nèi),同一個套餐的公網(wǎng)卡之間流量可以互相共享,當(dāng)其中一張卡的流量較多或使用不完時,可以共享給其他卡使用,以節(jié)約整體流量費(fèi)用。流量池卡是指所有卡均在一個流量池內(nèi),如果所有卡實(shí)際總流量超出流量池,則按總流量結(jié)算費(fèi)用,如果不超出流量池,則每月收取固定的流量池套餐費(fèi)用及功能費(fèi)。兩個類型卡的收費(fèi)模式及套餐類別均不相同,但在進(jìn)行資費(fèi)分析時必須建立起統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型,才能真正做到不遺不漏。

為了實(shí)現(xiàn)獨(dú)立套餐卡和流量池卡的統(tǒng)一建模,需要對不同的建模方法進(jìn)行比選,從中選出最優(yōu)的方法?？蛇x的建模方法主要有3種,具體如表 1所示。

表1 數(shù)據(jù)建模方法

為了從3種可選建模方法中選出最優(yōu)方法,需要對3種方法的檢索時間復(fù)雜度進(jìn)行計(jì)算,從中選出時間復(fù)雜度最小的方法[3-4]。

對于可選方法1,在檢索時對于任意一張卡,需要在每一個HashMap進(jìn)行檢索。極端情況下,必須檢索到最后一個HashMap才能找到?？傮w的時間復(fù)雜度為O(M×logN),其中M為HashMap個數(shù),N為每個HashMap的平均對象數(shù)?？蛇x方法2與方法1類似,檢索時間復(fù)雜度也為O(M×logN)。對于可選方法3,獨(dú)立套餐卡檢索時間復(fù)雜度為O(logN),流量池的檢索時間復(fù)雜度為O(N),總體時間復(fù)雜度為O(N)+O(logN),約等于O(N)。通過時間復(fù)雜度曲線比較可知,O(N)

2.2.3 數(shù)據(jù)分析層

數(shù)據(jù)分析層包括資費(fèi)分析、費(fèi)用分析、賬單核對和閑置率分析4個主要功能,資費(fèi)分析功能支持超流量分析,并且通過至少3個月的資費(fèi)分析,為每一張超流量卡提出對應(yīng)的套餐優(yōu)化建議,同時支持零流量分析,可以對連續(xù)3個月及以上零流量的卡進(jìn)行篩選導(dǎo)出。費(fèi)用分析功能可以對全年的銷卡情況、套餐調(diào)整情況、費(fèi)用節(jié)約情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。賬單核對功能可以對運(yùn)營商每月的賬單數(shù)據(jù)進(jìn)行核對,并對存在的可能問題進(jìn)行告警導(dǎo)出,以避免運(yùn)營商多收費(fèi)用。閑置率分析功能可以通過賬單流量數(shù)據(jù),同時結(jié)合已有公網(wǎng)平臺的主站比對數(shù)據(jù),對各業(yè)務(wù)使用單位公網(wǎng)卡的使用情況進(jìn)行多源校核和分析,并計(jì)算得出最貼合實(shí)際的閑置率。

本層級中最核心的算法是資費(fèi)分析功能中的套餐精準(zhǔn)適配算法,下面將進(jìn)行重點(diǎn)介紹。該算法的主要目的是實(shí)現(xiàn)套餐的精準(zhǔn)優(yōu)化適配,并在成本最優(yōu)的前提下實(shí)現(xiàn)套餐優(yōu)化。由于電網(wǎng)公司各業(yè)務(wù)所使用的公網(wǎng)卡是在不同時間段申請并使用的,所應(yīng)用的資費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)均是基于開卡當(dāng)年所簽訂的合同,因此即使是同一類業(yè)務(wù)的公網(wǎng)卡,由于開卡時間不同,套餐也千差萬別。通過對某供電公司的套餐使用情況進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),該公司目前在用的套餐共有14種,其中為舊合同套餐的有9種,如果要進(jìn)行套餐調(diào)整,只能按照當(dāng)前生效的合同套餐進(jìn)行調(diào)整,而無法調(diào)整為舊合同套餐。

套餐調(diào)整的前提是找出需要調(diào)整套餐的卡。經(jīng)過對某供電公司公網(wǎng)卡的使用情況開展評估后發(fā)現(xiàn),一張卡如果要開展套餐調(diào)整,需要同時滿足3個條件,具體如表2所示。

表2 套餐調(diào)整條件

本工具基于上述條件進(jìn)行計(jì)算并可以直接導(dǎo)出需要調(diào)整套餐的公網(wǎng)卡。下一步需要為每一張公網(wǎng)卡提出對應(yīng)的套餐調(diào)整建議,套餐調(diào)整的本質(zhì)是根據(jù)該卡的流量使用情況找出最適配也最優(yōu)惠的套餐。本工具將依據(jù)表3所示的條件找出最優(yōu)惠的套餐。其中,條件1是必須滿足的,條件2～條件4只需要滿足任何一個即可。

表3 最優(yōu)套餐比選規(guī)則

通過上述規(guī)則,可以在滿足條件的備選新套餐中選出資費(fèi)最低的套餐,同時避免“一刀切”式的套餐調(diào)整。

3 公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具實(shí)現(xiàn)

3.1 運(yùn)行界面

最終設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具運(yùn)行界面如圖 2所示,包括“數(shù)據(jù)操作”“卡查詢”“卡高級功能”和“專線查詢”4個頁面。在常規(guī)的卡臺賬管理的基礎(chǔ)上,該工具在“卡高級功能”中集成了資費(fèi)分析、當(dāng)月賬單核對、臺賬數(shù)據(jù)核對、費(fèi)用節(jié)約計(jì)算、歷史賬單管理和閑置率計(jì)算6大功能,具體如圖 3所示。

圖2 工具運(yùn)行界面

3.2 應(yīng)用成效

本工具完成設(shè)計(jì)及研發(fā)后,在某供電公司開展了實(shí)際應(yīng)用,并取得了一系列成效。

3.2.1 超流量現(xiàn)象得到有效遏制

該工具通過對每一張卡自分析基準(zhǔn)月開始連續(xù)5個月的流量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對物聯(lián)網(wǎng)卡、非物聯(lián)網(wǎng)卡、獨(dú)立套餐卡、流量池卡等不同類型公網(wǎng)卡采取不同的流量分析策略,并自動查找成本最優(yōu)、流量最足的套餐,實(shí)現(xiàn)了套餐的精準(zhǔn)適配,最終的分析結(jié)論及歷史流量數(shù)據(jù)匯總后在同一張表中展現(xiàn),方便經(jīng)辦人員查看及確認(rèn)。自應(yīng)用以來,超流量卡數(shù)累計(jì)下降超過70%,共節(jié)約公網(wǎng)租賃費(fèi)用30多萬元。

3.2.2 賬單核對精度進(jìn)一步提升

該工具的應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了三大運(yùn)營商賬單數(shù)據(jù)的自動化核對,有效提升了賬單核對的工作效率和精度。針對自動化校核過程發(fā)現(xiàn)的APN錯誤、多計(jì)費(fèi)用等問題,及時要求運(yùn)營商改正并退回多收費(fèi)用,保障了公司的權(quán)益。

該工具的應(yīng)用,也將公網(wǎng)資費(fèi)核查和套餐優(yōu)化等原來需要1人1天才能完成的工作,縮短到5分鐘內(nèi)完成,將人員從煩瑣的表格處理中解決出來,極大地提高了生產(chǎn)力和人力資源效益。

圖3 高級功能界面

4 結(jié)語

本文設(shè)計(jì)研發(fā)的電力公網(wǎng)卡資費(fèi)分析工具分為數(shù)據(jù)采集層、數(shù)據(jù)模型層、數(shù)據(jù)分析層和數(shù)據(jù)呈現(xiàn)層4個層級,包括資費(fèi)分析、當(dāng)月賬單核對、臺賬數(shù)據(jù)核對、費(fèi)用節(jié)約計(jì)算、歷史賬單管理和閑置率計(jì)算6大高級功能。該工具可有效提高資費(fèi)核查和套餐優(yōu)化等公網(wǎng)管理工作的效率,將原來需要1人1天的工作縮短到5 min內(nèi)完成,從而不斷提升公網(wǎng)資源管理的精益化水平。