电信运营商数据流量定价策略研究

谢伶瑾

(广东工业大学，广东 广州510006)

一、 引言

近年来，随着大数据、云计算、物联网等科技产业的日益兴起，特别是在5G 应用场景快速落地的背景下，通信服务业为人类提供了前所未有的发展机遇。 在互联网与各行各业加速融合、深度融合的趋势下，许多智能终端设备被广泛应用于产品和服务的供应、生产、流通和消费过程中。 企业用户和个人消费者都对互联网数据流有巨大的需求。 据英特尔预测，到2020 年，全球移动数据总量预计将达到44zb，而中国产生的移动数据预计将达到8zb，约占全球数据总量的五分之一，而这些都对信息产品定价策略的研究产生了巨大的需求。

然而，高增长的数据流量需求并没有给运营商带来丰厚的利润，原因有以下两点：首先，移动数据流量的使用在时间分布上极不均衡，忙时流量使用量过多，为此，电信运营商不得不投入大量资金进行基站建设与宽带扩容，成本大幅度增加，但闲时流量使用较少，资源缺乏有效利用，导致电信运营商收入减少；其次，移动数据流量收益多流向互联网公司，视频、音乐、游戏等占用了更多的网络带宽，造成了不同程度的网络拥堵，电信运营企业为此支付了高额的建网与扩容成本，投资回报率降低，流量与收入之间“增量不增收”的情况逐渐明显。 在这种情况下，收益管理对于电信运营商来说就尤为重要。

前几年，为了吸引消费者使用更多的数据流量，加快网络流量的发展，运营商们纷纷遵循流量“提速降费”政策，各自都推出了“无限流量套餐”。 “无限流量”意味着不限制消费者的流量使用量，当消费者支付了数据流量套餐的固定费用，他们便可以无限使用流量，可是现实情况是，“达量降速”套餐推出后，降低门槛迎来更多用户的同时也让一部分本该宽带承载的业务强行引流到了数据网络上，带宽压力大，就会出现断网的情况影响流量体验，所以运营商对无限流量套餐设置了一定的流量限额，套餐额度内是高速流量，超过这个额度后流量虽然可以继续免费使用，但是网速会被限制在一个相当低的水平(2G 水平)，所以“达量限速”套餐在刚推出时就遭到消费者们的质疑。 近几年，为了应对监管要求和消费者需求，各大运营商又对套餐收费模式进行了调整，纷纷推出了“超量收费”套餐。 “超量收费”也就是超过限定额度之后就要收取一定的费用，消费者以固定价格购买套餐后，可以使用流量到限定额度，如果需要继续使用流量，则套餐外的流量按量收取费用，与“达量限速”套餐不同的是，此时消费者所购买的套餐外流量是高速流量。 因此，电信运营商采取不同的计费模式，其应该怎样进行定价? 收益会如何变化? 这些都是文章要解决的问题。

文章研究的主要内容就是面对流量“增量不增收”的情况，电信运营商应该如何选择合适的数据流量计费模式，以及如何进行数据流量定价，能够使得电信运营商达到收益最大化。

二、 文献综述

接下来将从基于定价的电信产品收益管理和消费者偏好对企业收益的影响两个方面来进行文献综述。

在电信服务行业的收益管理方面，Klein 和Jakopin(2014)、Dagli 和Jenkins(2016)的研究证明数据网络服务和定价对于运营商的市场需求具有很大影响，所以对于运营商收益管理也是必不可少的。 Uprety 和Chaudhary(2017)等研究了印度电信服务的不同服务质量因素，评估其服务质量，并且证明服务质量差增加了电信运营商客户迁移的风险。 Pratikto(2018)研究了不存在容量限制下，特定服务提供商移动宽带服务的最优价格。 此外，文章还研究了竞争对手服务属性的变化对最优价格的影响。Yang 和Ng(2010)研究了无限电信业务中产品和服务的混合搭售问题，比较了单独销售、混合销售和纯销售三种策略下运营商的收益，发现混合销售模式对于运营商来说是最优的。

关于电信运营商的数据计划定价，Sen 等(2013)等基于智能数据定价(TDP)对于用户和运营商(ISP)的影响进行了试验，结果表明更智能的数据定价可以使得用户改变他们的数据流量使用行为。 张雪峰等(2017)研究了电信运营商双寡头垄断定价机制。 苏辉等(2018)使用博弈理论分析了移动补贴市场中流量分配、运营商之间的定价关系及收益的变化。 Wei 等(2018)考虑了单个运营商的数据计划设计问题，该运营商为具有不同数据需求特征的消费者提供周期不同的数据计划，文章研究了离散型和连续型消费者模型下的最优数据计划的设计。 Wang 等(2019)将两个移动网络运营商(mobile network operators，简称MNOs)市场竞争描述为三个阶段的游戏，其中MNOs 在第一阶段决定其数据机制(传统的或可叠加的)，在第二阶段决定其定价策略，然后第三阶段是用户决定其是否订阅。

消费者的行为也是电信运营商定价的重要依据。 电信运营商除了对电信业务中的产品和服务的捆绑销售或混合搭售获取最大收益之外(Yang，2010)，还非常重视针对消费者的行为偏好和效用最大化的研究，例如，移动电话套餐的定价对消费者的效用影响明显，合适的电话套餐有助于提高通信公司的用户留存率。 Maillé 和Tuffin(2012)、Harishankar等(2018)均在研究消费者效用模型的基础上讨论运营商的最优定价问题。 Confraria 等(2017)发现，消费者愿意支付更多的成本来改变他们订阅数据套餐的时间灵活性，比如将1年的承诺期变为6 个月，并且愿意支付更高的成本来加入更大的网络。

三、 模型描述

假设市场上只有一个网络运营商向市场提供数据网络套餐，有两种流量套餐供应策略，运营商可以选择其中任意一种套餐策略供应给市场，但这两种套餐策略不是同时存在的，例如电信运营商，它可以向市场提供达量降速流量套餐，或者是达量收费流量套餐。 根据消费者偏好，运营商可以对市场需求进行预测，以此来进行价格决策和套餐额度的决策，使得自己的期望利润达到最大。

表1 符号说明：参数及意义

续表

(一)达量降速策略

在达量降速策略下，运营商设定一个套餐额度为K的流量套餐，消费者购买此套餐后，可以正常使用流量达到K值。当消费者流量用量达到套餐额度，他们可以选择继续使用流量或者停止使用流量。 如果选择继续使用流量，超过套餐的那部分流量是免费的，但是网速会自动降到一个很低的水平。

假设市场上每一个消费者的流量用量x都是随机的，并且服从(0，1)上的独立均匀分布，市场上的消费者会根据对自己流量用量的预测，以及对套餐价格和自己偏好的权衡，得出套餐给自己带来的效用，以此来选择要不要购买套餐。故消费者效用为：

(二)达量收费策略

在达量收费策略下，运营商设定额度为K的流量套餐，消费者在购买套餐后，可以使用流量到K值；在达到K之后，消费者可以选择停止使用或者继续使用流量；如果停止使用流量，则不会产生额外的费用，如果继续使用，流量仍然可以以原网速使用，但消费者需要支付一定的费用来购买套餐外流量。

假设市场上每个消费者都知道自己的流量需求量，消费者会根据对自己流量用量的预测，来选择要不要购买套餐。故消费者效用为：

四、 结果

引理一：

达量降速策略下运营商的最优价格和最优利润为：

由以上命题可以看出，达量降速策略下，随着套餐固定额度的加大，为了吸引更多的消费者，运营商会降低套餐内单位流量的价格，而为了保证收益，运营商会升高套餐总价格；当流量折扣系数增大时，为了保证套餐需求量，运营商会降低单位流量价格。 由(ii)可以发现，随着套餐额度的增加，运营商获得的利润会先减少后增加，这是因为在套餐额度较小时，套餐额度的增加会增大套餐的市场需求，从而增加运营商利润；而当套餐额度较大时，由于消费者的流量需求量达不到套餐额度，并且流量额度较大的套餐价格也会更高，因此套餐市场需求会减少，导致运营商利润减少。 可以得出结论：在达量降速的收费策略下，运营商应该选择额度较大的流量套餐提供给市场。 当流量折扣系数增大，套餐的市场需求和价格都会下降，因此运营商收益也会下降。 随着单位流量成本的增加，流量服务的总成本也会增加，运营商利润会逐渐降低。

由命题二可知，在达量收费套餐策略下，当套餐外流量单价和套餐内流量单价之间的价格比例系数增大时，运营商会提高套餐外流量单价以获得更多的套餐外收益，但是会降低套餐内流量单价以保证套餐的市场需求。 随着套餐额度的增大，套餐内单位流量价格先上升后降低，套餐总价格一直增加。 这是因为当套餐额度较小时，很难满足消费者的流量需求，消费者不愿意购买小额度的套餐，因此当套餐额度有所增加，运营商需要提高流量单位价格来平衡成本；而当套餐额度较大时，运营商会降低单位流量价格来吸引更多的消费者购买套餐，以获得更高的收益。 为平衡增大的套餐额度所带来的成本，运营商会提高套餐总价格。 当价格比例系数较小时，流量单位价格随着流量折扣的增大逐渐增大，这是因为价格比例系数较小，意味着套餐外流量和套餐内流量的价格相差较小，超出套餐的流量价格对消费者的使用意愿不会有太大影响，所以运营商会提高流量价格来获取更高的收益；当价格比例系数较大时，套餐外的流量价格和套餐内流量价格相差较大，这会使得消费者不太愿意使用套餐外的流量，所以为了保证套餐外的流量需求和套餐外收益，运营商会降低套餐内流量价格，以减小套餐内外流量价格的差距。 由命题二的(ii)可知，当流量折扣系数增大时，消费者对套餐外的流量需求减少，降低了套餐外的流量收益，从而会使得运营商获得的利润减少；当套餐额度增大时，套餐价格升高，因此运营商获得的利润也会升高。

接下来分析两种策略下的最优价格和最优利润的差别。由于求出的最优价格和利润相对比较复杂，很难通过计算得出解析解，所以通过数值分析得出以下结果。

命题三：

图1 价格差和K 的变化关系

图2 利润差和K 的变化关系

由图1 可以看出，达量降速套餐的价格始终高于达量收费套餐的价格。 这是因为达量收费套餐在流量使用量超出额度后需要额外收费，这会使得消费者觉得这个套餐价格比较贵从而不愿意购买这种套餐，运营商为了保证达量收费套餐的需求，会将它的价格设置得比达量降速套餐的价格低。观察图2 可以发现，当套餐额度较小时，达量降速套餐给运营商带来的收益大于达量收费套餐的收益，而当套餐额度较大时，情况相反，达量降速套餐的收益会低于达量收费套餐的收益。 这是因为当套餐额度较小时，如果消费者购买套餐，流量使用量很容易超过限定额度并造成很高的额外成本，所以消费者不太愿意购买额度较小的达量收费套餐，因而会导致达量收费套餐的收益低于达量降速套餐；当套餐额度较大时，消费者认为套餐流量是基本够用的，所以愿意购买套餐，并且流量需求有可能会超过额度，给运营商带来套餐外收益，从而使得即使达量降速套餐的价格高于达量收费套餐，但是前者的收益却低于后者，这也间接说明对于运营商来说，流量套餐的套餐外收益比套餐内收益更重要，运营商需要更好地把握套餐外流量带来的收益。

五、 结论

文章针对市场上现存的两种流量套餐收费策略——达量降速流量套餐和达量收费流量套餐，建立了消费者效用模型，并以运营商利润最大化为目标来选择套餐收费策略，分析了各个相关参数对最优价格和最优利润的影响。 通过分析发现，达量降速套餐的最优套餐价格总是高于达量收费套餐的最优价格。 另外，对于额度较小的套餐，达量降速套餐总是优于达量收费套餐，而对于额度较大的套餐，达量降速套餐处于劣势，运营商通过达量收费套餐获得的收益更大。

文章也存在一定局限，例如文中假设消费者流量需求量服从独立均匀分布，但实际上的流量需求分布可能和正态分布比较符合，这些都有待未来的进一步研究。