电力公网卡资费分析工具设计与开发

林泽兵

(广东电网有限责任公司广州供电局,广东 广州 510000)

0 引言

电力通信网由电力通信专网和公网组成。公网通信资源由三大运营商(移动、联通、电信)提供,并作为电力通信专网的补充。目前,国内电网公司的配网自动化、计量自动化、输电线路监测、电压监测等生产业务均使用了大量的4 G公网卡。未来随着智能电网、5 G、数字化等先进技术的发展及应用,公网通信资源在电网公司中的应用规模将进一步扩大,相应的公网租赁费用也将逐年递增。为落实好降本增效的工作要求,必须对公网卡开展更加精益化的管理。面对庞大的数据分析规模,单纯依赖人工分析已无法满足精益化管理的要求,必须依靠数字化手段提高公网卡资费分析的效率和精度。

1 问题现状及需求评估

1.1 问题现状

目前,部分电网公司开发了公网管理平台,实现对公网卡的集中统一管理。刘晗等[1]介绍了国网山东电力公司开发的电力公网全流程管理平台,山东电力公司利用该平台提升了电力公网通信业务的管理水平,实现了公网通信业务的统一计划申报、统一审核、统一数据管理、统一运行监测、统一异常告警、统一结算支付。李辉等[2]对云南电网公司公网通信资源管理现状及存在问题进行了分析,并提出了基于流程管理、资源管理和资源监控三大部分内容的公网资源管理方案,同时开发了电网公网通信资源管理系统,实现了云南电网公网通信资源的实时监控与集中管理。

公网管理平台的研发,在一定程度上减轻了公网台账管理的压力,实现了管理流程的高效运转。然而,很多系统的建设和研发主要着眼于流程管理、台账管理、故障定位、告警管理等方面,在资费分析和账单管理方面,仍有很多供电公司依赖于人工处理。面对庞大的数据量,人工处理在速度、精度、深度等方面远远无法满足精益化管理的要求,具体来说存在以下缺点:一是在资费核查方面,需将台账中卡的使用状态与账单上的费用情况进行比对,面对每月数十几万张卡的核对数据量,人工处理工作效率过低;二是在套餐优化方面,人工分析无法做到多月流量数据的关联分析,粗放式的套餐调整反而会增加额外的套餐费用。

1.2 需求分析

1.2.1 账单核对需求

公网运营商计费系统无法直接导出符合电网公司管理要求的账单,每月账单均由对应客户经理根据需求整理汇总表和详细计费清单。收到账单后,电网公司经办人员需要对详细计费清单进行核对,核对内容包括APN名称、套餐变更情况、资费收取准确性等方面,并将分项金额与汇总表金额进行对比。整个过程正常情况下需要花费1人1天的时间,效率低下。为了提高账单核对工作效率,需要实现账单数据的自动化核对,发现账单中可能存在的APN错误、套餐变更错误、资费多收等问题。

1.2.2 资费分析需求

公网卡类型多种多样,费用计取模式不同,不同业务类型对流量的需求也各有不同。套餐与需求的错配将导致额外的费用支出,使得超流量卡居高不下。解决超流量的根本方法,就是套餐的精准适配。为了实现套餐的精准适配,需要对每一张卡的使用情况进行分析。然而,对于独立套餐卡而言,由于流量共享机制的存在,单纯对一张卡进行一个月的流量分析是不准确且毫无意义的,需要对同一类型的卡连续几个月的流量进行分析才可精准定位超流量的症结所在并提出套餐优化建议。

此外,不同地区运营商的数据开放程度均不相同,部分地区运营商不愿意通过系统接口开放数据,导致公网管理平台上缺乏流量信息,只能通过账单上提供的流量数据进行分析,因此需要开发一个通用的基于账单的流量和资费分析工具,通过分析对不同类型公网卡提出对应的套餐调整建议。

2 公网卡资费分析工具设计

2.1 总体结构

电力公网卡资费分析工具的总体结构设计如图 1所示,具体分为数据采集层、数据模型层、数据分析层和数据呈现层。

图1 公网卡资费分析工具总体结构

2.2 功能描述

2.2.1 数据采集层

由于不同地区运营商数据开放程度有所差异,本工具可实现基于账单和台账的统一数据采集,从而实现数据采集方式的普适化。对于运营商不愿意通过系统接口开放流量和资费数据的地区,可以通过账单方式采集对应的数据,与原有公网管理平台中的台账数据合并,形成分析所需的底层数据。

2.2.2 数据模型层

通过对某供电公司在用的三大运营商公网卡的套餐情况进行分析后发现,该公司目前主流使用的公网卡有独立套餐卡及流量池卡两种类型。独立套餐卡指每张卡都有一种独立的套餐,每月根据自身的流量使用情况独立结算。同时,部分独立套餐卡还具备流量共享功能。流量共享是指同一个APN内,同一个套餐的公网卡之间流量可以互相共享,当其中一张卡的流量较多或使用不完时,可以共享给其他卡使用,以节约整体流量费用。流量池卡是指所有卡均在一个流量池内,如果所有卡实际总流量超出流量池,则按总流量结算费用,如果不超出流量池,则每月收取固定的流量池套餐费用及功能费。两个类型卡的收费模式及套餐类别均不相同,但在进行资费分析时必须建立起统一的数据模型,才能真正做到不遗不漏。

为了实现独立套餐卡和流量池卡的统一建模,需要对不同的建模方法进行比选,从中选出最优的方法。可选的建模方法主要有3种,具体如表 1所示。

表1 数据建模方法

为了从3种可选建模方法中选出最优方法,需要对3种方法的检索时间复杂度进行计算,从中选出时间复杂度最小的方法[3-4]。

对于可选方法1,在检索时对于任意一张卡,需要在每一个HashMap进行检索。极端情况下,必须检索到最后一个HashMap才能找到。总体的时间复杂度为O(M×logN),其中M为HashMap个数,N为每个HashMap的平均对象数。可选方法2与方法1类似,检索时间复杂度也为O(M×logN)。对于可选方法3,独立套餐卡检索时间复杂度为O(logN),流量池的检索时间复杂度为O(N),总体时间复杂度为O(N)+O(logN),约等于O(N)。通过时间复杂度曲线比较可知,O(N)

2.2.3 数据分析层

数据分析层包括资费分析、费用分析、账单核对和闲置率分析4个主要功能,资费分析功能支持超流量分析,并且通过至少3个月的资费分析,为每一张超流量卡提出对应的套餐优化建议,同时支持零流量分析,可以对连续3个月及以上零流量的卡进行筛选导出。费用分析功能可以对全年的销卡情况、套餐调整情况、费用节约情况进行统计。账单核对功能可以对运营商每月的账单数据进行核对,并对存在的可能问题进行告警导出,以避免运营商多收费用。闲置率分析功能可以通过账单流量数据,同时结合已有公网平台的主站比对数据,对各业务使用单位公网卡的使用情况进行多源校核和分析,并计算得出最贴合实际的闲置率。

本层级中最核心的算法是资费分析功能中的套餐精准适配算法,下面将进行重点介绍。该算法的主要目的是实现套餐的精准优化适配,并在成本最优的前提下实现套餐优化。由于电网公司各业务所使用的公网卡是在不同时间段申请并使用的,所应用的资费标准均是基于开卡当年所签订的合同,因此即使是同一类业务的公网卡,由于开卡时间不同,套餐也千差万别。通过对某供电公司的套餐使用情况进行调查发现,该公司目前在用的套餐共有14种,其中为旧合同套餐的有9种,如果要进行套餐调整,只能按照当前生效的合同套餐进行调整,而无法调整为旧合同套餐。

套餐调整的前提是找出需要调整套餐的卡。经过对某供电公司公网卡的使用情况开展评估后发现,一张卡如果要开展套餐调整,需要同时满足3个条件,具体如表2所示。

表2 套餐调整条件

本工具基于上述条件进行计算并可以直接导出需要调整套餐的公网卡。下一步需要为每一张公网卡提出对应的套餐调整建议,套餐调整的本质是根据该卡的流量使用情况找出最适配也最优惠的套餐。本工具将依据表3所示的条件找出最优惠的套餐。其中,条件1是必须满足的,条件2～条件4只需要满足任何一个即可。

表3 最优套餐比选规则

通过上述规则,可以在满足条件的备选新套餐中选出资费最低的套餐,同时避免“一刀切”式的套餐调整。

3 公网卡资费分析工具实现

3.1 运行界面

最终设计实现的公网卡资费分析工具运行界面如图 2所示,包括“数据操作”“卡查询”“卡高级功能”和“专线查询”4个页面。在常规的卡台账管理的基础上,该工具在“卡高级功能”中集成了资费分析、当月账单核对、台账数据核对、费用节约计算、历史账单管理和闲置率计算6大功能,具体如图 3所示。

图2 工具运行界面

3.2 应用成效

本工具完成设计及研发后,在某供电公司开展了实际应用,并取得了一系列成效。

3.2.1 超流量现象得到有效遏制

该工具通过对每一张卡自分析基准月开始连续5个月的流量数据进行分析,对物联网卡、非物联网卡、独立套餐卡、流量池卡等不同类型公网卡采取不同的流量分析策略,并自动查找成本最优、流量最足的套餐,实现了套餐的精准适配,最终的分析结论及历史流量数据汇总后在同一张表中展现,方便经办人员查看及确认。自应用以来,超流量卡数累计下降超过70%,共节约公网租赁费用30多万元。

3.2.2 账单核对精度进一步提升

该工具的应用,实现了三大运营商账单数据的自动化核对,有效提升了账单核对的工作效率和精度。针对自动化校核过程发现的APN错误、多计费用等问题,及时要求运营商改正并退回多收费用,保障了公司的权益。

该工具的应用,也将公网资费核查和套餐优化等原来需要1人1天才能完成的工作,缩短到5分钟内完成,将人员从烦琐的表格处理中解决出来,极大地提高了生产力和人力资源效益。

图3 高级功能界面

4 结语

本文设计研发的电力公网卡资费分析工具分为数据采集层、数据模型层、数据分析层和数据呈现层4个层级,包括资费分析、当月账单核对、台账数据核对、费用节约计算、历史账单管理和闲置率计算6大高级功能。该工具可有效提高资费核查和套餐优化等公网管理工作的效率,将原来需要1人1天的工作缩短到5 min内完成,从而不断提升公网资源管理的精益化水平。