基于灰色關(guān)聯(lián)度的電信業(yè)務(wù)收入預(yù)測(cè)研究

陳力恒+白爭(zhēng)輝

【摘 要】在流量經(jīng)營(yíng)的大趨勢(shì)下，總結(jié)當(dāng)前國(guó)內(nèi)外電信業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀以及行業(yè)專家相關(guān)研究成果，創(chuàng)新性運(yùn)用灰色系統(tǒng)理論對(duì)我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)的內(nèi)在機(jī)理進(jìn)行了實(shí)證分析，通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)度模型得出移動(dòng)電話用戶數(shù)對(duì)電信業(yè)務(wù)收入影響最大的結(jié)論，并建立GM（1， N）電信業(yè)務(wù)收入的灰色預(yù)測(cè)模型，通過(guò)實(shí)證分析與精度檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：模型在我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入預(yù)測(cè)方面具有較高的可靠性。

【關(guān)鍵詞】流量經(jīng)營(yíng) 灰色關(guān)聯(lián)度 電信業(yè)務(wù)收入 GM（1， N）模型

Research on Telecommunication Service Revenue Forecast Based on Gray Relation

[Abstract] Based on the background of flow management， the current situation of telecommunication industry development and the corresponding research results were summarized. The grey system theory was innovatively used to analyze the internal mechanism of the growth of telecommunication service revenue in China. By means of grey relational analysis model， the conclusion that the number of mobile phone has the greatest impact was drawn. The GM（1， N） grey forecast model of telecommunication service revenue was established. Practical cases and accuracy tests demonstrate that the model has high reliability in the forecast of telecommunication service revenue of China.

[Key words]flow management grey relational analysis telecommunication service revenue GM（1， N） model

1 引言

隨著長(zhǎng)途漫游費(fèi)的逐步取消，短信、電話折合成流量統(tǒng)一計(jì)費(fèi)的趨勢(shì)將隨之而來(lái)。我國(guó)電信業(yè)全面進(jìn)入流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代的趨勢(shì)將不可避免。在流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代，AT&T、Verizon、T-Mobile等電信運(yùn)營(yíng)商巨頭早已將流量產(chǎn)品作為增長(zhǎng)電信業(yè)務(wù)的重要抓手。移動(dòng)電話作為流量業(yè)務(wù)最為重要的載體，其普及率如何也將直接決定流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代的電信業(yè)務(wù)水平。根據(jù)國(guó)家工信部2016年上半年的數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入已累計(jì)突破6000億，移動(dòng)電話業(yè)務(wù)用戶規(guī)模超13億，普及率已經(jīng)達(dá)到94%，其中4G用戶規(guī)模超過(guò)6.13億[1]。上述數(shù)據(jù)表明，我國(guó)已經(jīng)具備很好的進(jìn)入流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代的基礎(chǔ)。為推動(dòng)流量經(jīng)營(yíng)模式的進(jìn)一步發(fā)展，我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商采取了新一輪的提速降費(fèi)，這也必將推動(dòng)電信業(yè)務(wù)收入向新的高度繼續(xù)邁進(jìn)，傳統(tǒng)的2G、3G語(yǔ)音用戶向4G流量用戶轉(zhuǎn)變的趨勢(shì)也將持續(xù)下去。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2016年上半年人均每月移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)接入流量超過(guò)700 M，累計(jì)達(dá)3.75×109 G，同比增長(zhǎng)124%[2]。

流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代正加速到來(lái)，加快實(shí)現(xiàn)從依賴語(yǔ)音通話、短信業(yè)務(wù)向流量經(jīng)營(yíng)轉(zhuǎn)變已成為運(yùn)營(yíng)商的共識(shí)，流量經(jīng)營(yíng)也成為了我國(guó)電信業(yè)今后很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)的工作重點(diǎn)[3]。但目前關(guān)于電信業(yè)務(wù)增長(zhǎng)背后的內(nèi)在機(jī)理、各因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相異程度、未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)都缺乏相關(guān)的研究。而灰色預(yù)測(cè)法對(duì)含不確定性因素的系統(tǒng)預(yù)測(cè)具有很好的效果。其主要思想是對(duì)系統(tǒng)內(nèi)部各因素的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行對(duì)比分析，并采取灰色生成的方法對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行處理從而找出系統(tǒng)的內(nèi)在規(guī)律，生成新的有規(guī)律性的序列，并據(jù)此預(yù)測(cè)系統(tǒng)將來(lái)的發(fā)展方向。因此，運(yùn)用灰色預(yù)測(cè)法對(duì)電信業(yè)務(wù)的關(guān)聯(lián)指標(biāo)進(jìn)行排序分析及收入預(yù)測(cè)，有很好的理論依據(jù)與現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義，為迎合流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代電信產(chǎn)品供給側(cè)的結(jié)構(gòu)性調(diào)整提供科學(xué)的根據(jù)。

2 研究綜述

灰色關(guān)聯(lián)度模型是基于灰色系統(tǒng)理論發(fā)展起來(lái)的貧信息的因素分析模型，具體以部分信息已知、部分信息未知的灰色信息系統(tǒng)為研究對(duì)象，并建立數(shù)學(xué)模型將時(shí)間序列轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)方程，對(duì)序列在未來(lái)一個(gè)周期內(nèi)的規(guī)模或結(jié)果進(jìn)行分析預(yù)測(cè)[4]?；疑到y(tǒng)理論由我國(guó)學(xué)者鄧聚龍?jiān)?982年的《系統(tǒng)與控制通訊》（Systems & Control Letters）雜志提出，此后被應(yīng)用到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事等領(lǐng)域，鄧聚龍相關(guān)論著累計(jì)被引用2.8萬(wàn)次[5]，獲得了廣泛的認(rèn)可。我國(guó)相關(guān)行業(yè)專家學(xué)者運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度模型進(jìn)行了研究并取得了一系列成果，如楊光軍[6]、曾波[7]等對(duì)我國(guó)就業(yè)形勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)，羅文柯[8]、馮思靜[9]等用灰色理論分析我國(guó)未來(lái)的能源需求變化趨勢(shì)等，但是運(yùn)用到電信行業(yè)預(yù)測(cè)的研究較少[10]。鑒于當(dāng)前電信業(yè)的內(nèi)涵不斷豐富、外延不斷拓展，影響因素愈發(fā)復(fù)雜，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有一定的灰色特征。因此，建立灰色關(guān)聯(lián)度模型對(duì)我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入量進(jìn)行指標(biāo)關(guān)聯(lián)性分析，構(gòu)建預(yù)測(cè)模型具有較強(qiáng)的適用性和現(xiàn)實(shí)意義。

3 電信業(yè)務(wù)收入的灰色關(guān)聯(lián)分析

3.1 模型構(gòu)建

灰色關(guān)聯(lián)分析模型通過(guò)量化系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)展的過(guò)程，根據(jù)系統(tǒng)因素之間趨勢(shì)的相異情況來(lái)比較因素關(guān)聯(lián)程度，判斷各因素量化后得到的曲線幾何圖形是否相吻合。曲線吻合程度越高，相應(yīng)序列的關(guān)聯(lián)度越大，反之就越小，并且能夠根據(jù)吻合程度對(duì)各因素進(jìn)行排序，找出關(guān)鍵因素。其中關(guān)聯(lián)度最大的則為系統(tǒng)發(fā)展的最優(yōu)因素，灰色關(guān)聯(lián)動(dòng)態(tài)分析的建模步驟如下：

（1）建立各因素量化得到的原始數(shù)列的因變量序列和自變量比較序列。

因變量序列又叫母序列，記為：

：，

自變量序列又叫子序列，記為：

：，

（2）將原始序列無(wú)量綱化，消除數(shù)量級(jí)大小不同的影響，本研究采用除以每列最大值的方式。

（3）計(jì)算每個(gè)時(shí)序點(diǎn)上母序列與子序列之差的絕對(duì)值，從而得到最大差和最小差的序列：

則差序列為：

，

最大差為：

最小差為：

（4）得出灰色關(guān)聯(lián)系數(shù)：

（5）計(jì)算灰色關(guān)聯(lián)度，即：

roi

（6）關(guān)聯(lián)度排序。

根據(jù)roi的大小排列關(guān)聯(lián)序的先后順序，關(guān)聯(lián)度越接近1，表示關(guān)聯(lián)程度越大。通常，當(dāng)ρ=0.5時(shí)，兩因素之間的關(guān)聯(lián)度大于0.6，便可認(rèn)為其關(guān)聯(lián)性是顯著的。

3.2 實(shí)證分析

電信業(yè)務(wù)收入與移動(dòng)短信業(yè)務(wù)量、移動(dòng)電話用戶、互聯(lián)網(wǎng)寬帶接入用戶、xDSL用戶、固定電話普及率、移動(dòng)電話普及率等有著密切的聯(lián)系。本研究選取2008-2016年的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。根據(jù)分析選取母序列為電信業(yè)務(wù)收入，并采用初始化法對(duì)各數(shù)據(jù)序列進(jìn)行初始化，得到如表1所示的初值像。

通過(guò)以上步驟計(jì)算得出各因素的灰色關(guān)聯(lián)度結(jié)果如表2所示?？梢钥闯觯绦艠I(yè)務(wù)量、移動(dòng)電話用戶、寬帶接入用戶、xDSL用戶、固話普及率、移動(dòng)電話普及率對(duì)電信業(yè)務(wù)收入的灰色關(guān)聯(lián)度均大于或等于0.6，這說(shuō)明以上因素對(duì)電信業(yè)務(wù)收入均有較大的影響。其中，移動(dòng)電話用戶數(shù)和移動(dòng)電話普及率兩個(gè)指標(biāo)對(duì)我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入關(guān)聯(lián)性較強(qiáng)，其中移動(dòng)電話用戶數(shù)影響最大，其次是寬帶接入用戶數(shù)和xDSL用戶數(shù)，而固話普及率與短信業(yè)務(wù)量影響偏小。

首先，移動(dòng)電話是流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代電信服務(wù)產(chǎn)品最重要的載體，移動(dòng)電話用戶數(shù)從絕對(duì)值上反映了電信服務(wù)水平，而移動(dòng)電話普及率則從相對(duì)值上體現(xiàn)了電信服務(wù)水平，兩者與我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入強(qiáng)關(guān)聯(lián)說(shuō)明：移動(dòng)電話用戶數(shù)量和普及程度與電信業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)有著密切關(guān)系。寬帶用戶數(shù)越高、xDSL用戶群體越大表明我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)普及程度越高，流量經(jīng)營(yíng)時(shí)代是多終端交互的時(shí)代，電信用戶會(huì)將移動(dòng)電話與以寬帶為傳輸渠道的終端（如PC機(jī)、Pad等）結(jié)合起來(lái)使用，因此寬帶用戶規(guī)模和xDSL用戶規(guī)模同樣與電信業(yè)務(wù)收入有著較強(qiáng)關(guān)聯(lián)。最后，流量經(jīng)營(yíng)是以流量產(chǎn)品替代短信業(yè)務(wù)，以移動(dòng)終端替代傳統(tǒng)固話的新模式，因此從數(shù)值規(guī)律上也可以發(fā)現(xiàn)短信業(yè)務(wù)量、固話普及率兩個(gè)指標(biāo)與我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入關(guān)聯(lián)性較弱。

綜上所述，進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入持續(xù)健康增長(zhǎng)，應(yīng)順應(yīng)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代廣大電信用戶的需求，繼續(xù)擴(kuò)大移動(dòng)電話用戶群體，提高普及程度。同時(shí)深入推進(jìn)“光進(jìn)銅退”戰(zhàn)略，擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)帶寬，提升電信用戶體驗(yàn)速率。提高各類移動(dòng)終端間信息傳遞交互的及時(shí)性與協(xié)同性，逐步取代傳統(tǒng)短信業(yè)務(wù)，降低電信用戶對(duì)固話的依賴程度，逐步引導(dǎo)全網(wǎng)進(jìn)入萬(wàn)物互聯(lián)的時(shí)代。

4 電信業(yè)務(wù)收入的GM（1， N）預(yù)測(cè)模型

4.1 模型構(gòu)建

由于電信業(yè)務(wù)收入受多種因素影響，具有一定的灰色特征。而灰色預(yù)測(cè)模型是通過(guò)微分方程揭示事物發(fā)展的連續(xù)過(guò)程，本研究采用多變量一階微分方程的GM（1， N）灰色預(yù)測(cè)模型，用以分析多因素影響下電信業(yè)務(wù)收入動(dòng)態(tài)變化的趨勢(shì)。

（1）灰色生成

設(shè)有N個(gè)數(shù)列：

對(duì)做累加生成，得到生成數(shù)列：

將數(shù)列的時(shí)刻k=1，2，…，n看作連續(xù)的變量t，而將數(shù)列轉(zhuǎn)而看成時(shí)間t的函數(shù)。如果數(shù)列對(duì)，的變化率產(chǎn)生影響，則可建立白化式微分方程：

這個(gè)微分方程模型記為GM（1， N）。

（2）求參運(yùn)算

方程（11）的參數(shù)列記為a=（a1，b1，b2，...，bN-1）T，再設(shè)T，將方程（11）按差分法離散，可得到線性方程組，形如：

按照最小二乘法，有：

=（BTB）-1BTYN

其中，利用兩點(diǎn)滑動(dòng)平均的思想，最終可得矩陣

可得GM（1， N）模型為：

數(shù)據(jù)還原得：

則為第j+1期的預(yù)測(cè)值。

（3）殘差檢驗(yàn)

殘差檢驗(yàn)是以實(shí)際值為基礎(chǔ)檢驗(yàn)預(yù)測(cè)結(jié)果的相對(duì)誤差。當(dāng)較大且不能滿足實(shí)際需要，可采取殘差序列建立修正模型來(lái)消除誤差，也可采取兩次擬合參數(shù)來(lái)提高精度。

4.2 實(shí)證分析

由關(guān)聯(lián)度分析可知，電信業(yè)務(wù)收入與其他因素均有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)，但由于各因素之間存在較強(qiáng)的相關(guān)性，根據(jù)相關(guān)性分析，本研究最終選取短信業(yè)務(wù)量、移動(dòng)電話用戶數(shù)為自變量對(duì)電信業(yè)務(wù)收入進(jìn)行分析。通過(guò)計(jì)算，得出α=-0.825，b1=0.445，b2=1.433。

則白化式微分方程為：

發(fā)展系數(shù)值為0.825<2，說(shuō)明效果較理想；協(xié)調(diào)系數(shù)b1=0.445

計(jì)算出模型的預(yù)測(cè)值、殘差及相對(duì)誤差，具體如表3所示：

由表3可以看出，預(yù)測(cè)值與實(shí)際值的相對(duì)誤差最大僅為4.9%，所得的預(yù)測(cè)值與實(shí)際值大體接近，說(shuō)明GM（1， N）模型能夠很好地解決電信業(yè)務(wù)收入的問(wèn)題，體現(xiàn)了該模型在收入預(yù)測(cè)中的可行性和有效性。在合理制定短信業(yè)務(wù)量、移動(dòng)電話用戶數(shù)的目標(biāo)上，能夠更好地把握電信業(yè)務(wù)的收入。

根據(jù)GM（1， N）實(shí)證分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入量可由短信業(yè)務(wù)量與移動(dòng)電話用戶數(shù)來(lái)預(yù)測(cè)，但是移動(dòng)電話用戶數(shù)對(duì)電信業(yè)務(wù)收入的協(xié)調(diào)作用大于電信業(yè)務(wù)量。因此，政策制定者、電信運(yùn)營(yíng)商在進(jìn)一步提高電信業(yè)務(wù)收入的過(guò)程中，應(yīng)將重點(diǎn)放在進(jìn)一步擴(kuò)大移動(dòng)電話用戶規(guī)模上，以提高用戶量擴(kuò)充流量產(chǎn)品的覆蓋面與縱深度，促進(jìn)流量經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略落實(shí)。

5 結(jié)束語(yǔ)

本文結(jié)合我國(guó)電信行業(yè)結(jié)構(gòu)所呈現(xiàn)出來(lái)的灰色系統(tǒng)特征，創(chuàng)新性地運(yùn)用灰色關(guān)聯(lián)度模型，采用灰色關(guān)聯(lián)分析與GM（1， N）預(yù)測(cè)模型，結(jié)合2008年以來(lái)我國(guó)電信業(yè)關(guān)鍵指標(biāo)數(shù)據(jù)，對(duì)電信業(yè)務(wù)收入量及相關(guān)重點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析與排序，研究發(fā)現(xiàn)：

（1）電信業(yè)務(wù)收入仍有較大發(fā)展空間。發(fā)展系數(shù)-α可以衡量事物在一定時(shí)期內(nèi)的發(fā)展能力，-α為0.825說(shuō)明電信業(yè)務(wù)收入仍有較大的增長(zhǎng)空間，可挖掘的潛力巨大，同時(shí)也從側(cè)面反映出促進(jìn)我國(guó)電信業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)方面的工作還有改進(jìn)空間，抓主要矛盾，進(jìn)一步深化行業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，進(jìn)一步提高業(yè)務(wù)收入量。

（2）進(jìn)一步增加移動(dòng)電話用戶數(shù)是提高電信業(yè)務(wù)收入的首要因素。移動(dòng)電話是流量產(chǎn)品最為重要的載體，目前我國(guó)移動(dòng)電話普及率94%，仍有提升空間。因此應(yīng)繼續(xù)擴(kuò)大移動(dòng)電話用戶群體，充分發(fā)揮規(guī)模效應(yīng)，為后4G時(shí)代電信業(yè)務(wù)持續(xù)增長(zhǎng)奠定基礎(chǔ)。

（3）短信業(yè)務(wù)對(duì)電信業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)仍有一定作用。由于地域經(jīng)濟(jì)水平差異、運(yùn)營(yíng)商戰(zhàn)略側(cè)重點(diǎn)不同等原因，電信全網(wǎng)仍有部分2G、3G存量用戶，此類用戶對(duì)電信業(yè)務(wù)收入增長(zhǎng)仍發(fā)揮一定作用，應(yīng)盡快完成2G、3G用戶轉(zhuǎn)型為4G流量經(jīng)營(yíng)目標(biāo)用戶。

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