朱奕健，顧劍峰，陳一夏

（中國聯(lián)通上海分公司，上海 200050）

數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)研究

朱奕健，顧劍峰，陳一夏

（中國聯(lián)通上海分公司，上海 200050）

為了突破中國聯(lián)通上海分公司現(xiàn)有的模式，文章基于MR數(shù)據(jù)建立數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)，通過研究定位算法、數(shù)據(jù)采集、系統(tǒng)架構(gòu)、大數(shù)據(jù)建模、數(shù)據(jù)隱私安全等技術(shù)研究和創(chuàng)新，打造全新的應(yīng)用場景，最終形成數(shù)據(jù)變現(xiàn)的創(chuàng)新商業(yè)模式，達(dá)到百萬級(jí)的收入。

MR消息；數(shù)字軌跡；大數(shù)據(jù)；商業(yè)模式；定位

當(dāng)前電信運(yùn)營商被逐漸管道化，并沒有利用好運(yùn)營商自有的數(shù)據(jù)資源進(jìn)行通信外價(jià)值的變現(xiàn)，特別在針對用戶位置信息系統(tǒng)的研究和對外變現(xiàn)的商業(yè)模式上，3家運(yùn)營商都沒有成功的案例和突出的成果。中國聯(lián)通上海分公司根據(jù)現(xiàn)狀，重點(diǎn)研究數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)，開拓思路，從技術(shù)和業(yè)務(wù)模式上進(jìn)行創(chuàng)新?；跓o線網(wǎng)絡(luò)的用戶軌跡信息是運(yùn)營商網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢，使移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)成為獲取區(qū)域性用戶移動(dòng)軌跡的最佳載體，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)用戶分時(shí)段、分區(qū)域、分頻次的軌跡刻畫，并依據(jù)群體匿名用戶的移動(dòng)模型刻畫群體特征，提供垂直商業(yè)應(yīng)用建模和Web呈現(xiàn)系統(tǒng)。最終，上海聯(lián)通實(shí)現(xiàn)多個(gè)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用場景，形成數(shù)據(jù)變現(xiàn)的創(chuàng)新商業(yè)模式，達(dá)到百萬級(jí)收入規(guī)模。

1 研究背景

當(dāng)前運(yùn)營商無線側(cè)MR數(shù)據(jù)只用于運(yùn)營商進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量分析及網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化。如小區(qū)話務(wù)分布分析，無線覆蓋的實(shí)時(shí)評(píng)估、切換分析、惡意使用網(wǎng)絡(luò)排查等，并沒有利用運(yùn)營商這些數(shù)據(jù)的價(jià)值進(jìn)行非通信價(jià)值的變現(xiàn)。大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來，讓傳統(tǒng)電信運(yùn)營商面臨不小機(jī)遇。由于電信運(yùn)營商長期進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營，擁有海量的用戶以及豐富的行業(yè)應(yīng)用，這些資源能夠?yàn)殡娦胚\(yùn)營商提供海量的數(shù)據(jù)源；電信運(yùn)營商擁有的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢明顯，能夠?yàn)榇髷?shù)據(jù)快速發(fā)展提供基礎(chǔ)保障；而且電信運(yùn)營商還有平臺(tái)資源的優(yōu)勢，電信運(yùn)營商提供的智能管道和綜合信息服務(wù)，能夠?yàn)辇嫶蟮挠袃r(jià)值的數(shù)據(jù)處理提供平臺(tái)。

2 數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)

2.1 定位算法研究

MR數(shù)據(jù)是指在專用模式下，手機(jī)向系統(tǒng)發(fā)送對無線環(huán)境進(jìn)行測量的報(bào)告和系統(tǒng)對上行鏈路進(jìn)行測量的報(bào)告。MR數(shù)據(jù)包含上、下行無線鏈路測量數(shù)據(jù)，包括手機(jī)的接收質(zhì)量、接收電平、發(fā)射功率，基站的接收質(zhì)量、接收電平，上下行鏈路損耗等無線環(huán)境信息。作為網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的重要分析評(píng)估手段之一，相對于話務(wù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析、DT/CQT分析而言，通過MR進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)評(píng)估和優(yōu)化具有真實(shí)、詳盡、方便、直觀等多種優(yōu)勢。

平臺(tái)采用混合的定位算法，基于快速定位算法，根據(jù)MR信息先對覆蓋手機(jī)的基站求加權(quán)質(zhì)心，得出一個(gè)初步的估計(jì)結(jié)果；根據(jù)信號(hào)衰落或者信號(hào)時(shí)延對上一步的位置校正，以提高定位精度。通過路測、AGPS等方式獲取精確位置同手機(jī)信號(hào)質(zhì)量的對應(yīng)關(guān)系，建立特征度，用戶MR匹配定位，來實(shí)現(xiàn)用戶定位精度提升。定位算法如圖1所示。

2.2 無線側(cè)MR數(shù)據(jù)采集

通過RNC無線網(wǎng)元收集MR數(shù)據(jù)上報(bào)到數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)，按照業(yè)務(wù)需求，進(jìn)行加工、預(yù)處理和豐富增強(qiáng)等，平臺(tái)按照位置模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，以便為后續(xù)的能力開放提供支撐工作。期間，克服多個(gè)技術(shù)難題和系統(tǒng)瓶頸，實(shí)現(xiàn)5個(gè)核心機(jī)房內(nèi)的所有32個(gè)RNC的MR數(shù)據(jù)在線采集，并通過專網(wǎng)方式與中心節(jié)點(diǎn)打通，形成5個(gè)采集節(jié)點(diǎn)與一個(gè)中心節(jié)點(diǎn)的架構(gòu)（見圖2）。

圖1 定位算法

圖2 數(shù)據(jù)采集網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?/p>

2.3 系統(tǒng)架構(gòu)研究

解決方案的總體架構(gòu)如圖3所示，涉及的網(wǎng)元/邏輯功能包括管道網(wǎng)元（如BSC/RNC，eNB，MME/SGSN，GGSN/P-GW）、數(shù)據(jù)采集和預(yù)處理、大數(shù)據(jù)分析建模、Enabler開發(fā)組件、API管理平臺(tái)、業(yè)務(wù)系統(tǒng)（運(yùn)營商自營業(yè)務(wù)、OTT/行業(yè)應(yīng)用）。系統(tǒng)架構(gòu)如圖3所示。

2.4 數(shù)據(jù)對外開放API設(shè)計(jì)

系統(tǒng)基于人群分布規(guī)律的分析場景，根據(jù)交通規(guī)劃對移動(dòng)管道數(shù)據(jù)的需求，通過數(shù)據(jù)采集、經(jīng)緯度計(jì)算、存儲(chǔ)建模，然后通過批處理任務(wù)構(gòu)建OD圖等，設(shè)計(jì)對外API接口如圖4所示。

2.5 數(shù)據(jù)隱私安全

系統(tǒng)對用戶足跡文件其中的終端用戶標(biāo)識(shí)（IMSI，IMEI等）進(jìn)行加密，也就是匿名化處理；IMSI作為HMACSHA256算法的輸入，輸出結(jié)果為32字節(jié)，然后將每字節(jié)拆解為兩個(gè)16進(jìn)制數(shù)字[0—F]，由此得到長度為64字節(jié)的數(shù)字串。這64字節(jié)由[0—F]組成的數(shù)字串，即為保存在給用戶呈現(xiàn)的CSV文件中的輸入的IMSI對應(yīng)的匿名ID。加密算法HMAC是密鑰相關(guān)的哈希運(yùn)算消息認(rèn)證碼，HMAC運(yùn)算利用哈希算法，以一個(gè)密鑰和一個(gè)消息為輸入，生成一個(gè)消息摘要作為輸出。數(shù)據(jù)匿名化算法如圖5所示。

圖3 系統(tǒng)架構(gòu)

圖4 數(shù)據(jù)對外開放API

圖5 數(shù)據(jù)匿名化算法

2.6 應(yīng)用場景

上海聯(lián)通與第三方公司合作討論用戶行為軌跡的應(yīng)用場景，包括GFK戶外廣告屏候車廳價(jià)值評(píng)估、AC尼爾森對煙草店面選址、浦東統(tǒng)計(jì)局流動(dòng)人口統(tǒng)計(jì)等應(yīng)用場景。

2.6.1 場景一—戶外廣告評(píng)估

該應(yīng)用場景采用統(tǒng)一受眾測量方法，締造行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；促進(jìn)廣告分時(shí)定價(jià)，提升傳媒商屏幕效率；使能戶外媒體組合，提升廣告主投資回報(bào)。

浦東金茂大廈工作日和周末的人數(shù)和人次的統(tǒng)計(jì)如圖6所示，其中再細(xì)分為本地人、外地人和外國人。根據(jù)人數(shù)、人次以及年齡、收入等信息，再進(jìn)行戶外媒體LED屏的價(jià)值評(píng)估。

圖6 浦東金茂大廈戶外LED屏統(tǒng)計(jì)

2.6.2 場景二—零售店面經(jīng)營

該應(yīng)用場景通過獲得詳實(shí)的店面人流數(shù)據(jù)，改進(jìn)經(jīng)營活動(dòng)；為選址、比對、集客區(qū)等關(guān)鍵動(dòng)作提供手段。 零售店面選址場景如圖7所示。

圖7 零售店面選址場景

2.6.3 場景三—流動(dòng)人口分析

該應(yīng)用場景通過群體人員行為軌跡分析，了解特定區(qū)域流動(dòng)人口的來源和去向、社會(huì)層次、人員類型等；解決人口普查中無法統(tǒng)計(jì)的問題。

2016年7～10月浦東區(qū)域居住人口的變化、以及從上海本地各行政區(qū)（如黃浦、長寧等）遷入?yún)^(qū)域的人數(shù)分布統(tǒng)計(jì)如表1所示。

2016年7～10月浦東區(qū)域36個(gè)街道/鎮(zhèn)人口統(tǒng)計(jì)如表2所示，包括各街道/鎮(zhèn)的出現(xiàn)人口數(shù)、年齡段、性別、戶籍、ARPU值等。

2016年7～10月浦東新區(qū)內(nèi)，居住的所有人口工作地（上海其他地區(qū)）分布如表3所示。

3 結(jié)語

上海聯(lián)通利用運(yùn)營商無線側(cè)MR數(shù)據(jù)，突破現(xiàn)有的應(yīng)用場景，從技術(shù)和業(yè)務(wù)模式上進(jìn)行創(chuàng)新，搭建數(shù)字軌跡分析系統(tǒng)，結(jié)合大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)用戶分時(shí)段、分區(qū)域、分頻次的軌跡刻畫，提供垂直商業(yè)應(yīng)用建模和Web呈現(xiàn)系統(tǒng)。最終，上海聯(lián)通實(shí)現(xiàn)多個(gè)垂直領(lǐng)域的應(yīng)用場景，并形成數(shù)據(jù)變現(xiàn)的創(chuàng)新的商業(yè)模式，達(dá)到百萬級(jí)收入規(guī)模。上海聯(lián)通利用數(shù)據(jù)軌跡分析系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用拓展，并且能夠幫助政府和企業(yè)解決城市交通、規(guī)劃、人口統(tǒng)計(jì)等方面的問題，使聯(lián)通公司能與這些行業(yè)企業(yè)、政府保持良好的關(guān)系，產(chǎn)生更好的黏性，這不僅為公司帶來的經(jīng)濟(jì)收入，而且提高公司的核心競爭力和整體形象，帶動(dòng)公司向前發(fā)展。

表1 浦東區(qū)域居住人口遷入統(tǒng)計(jì)

表2 浦東區(qū)域36個(gè)街道/鎮(zhèn)人口統(tǒng)計(jì)

表3 浦東區(qū)域居住人口工作地的分布統(tǒng)計(jì)

[1]華為技術(shù)公司.GSM無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與優(yōu)化[M].北京：人民郵電出版社：2004.

[2]韓斌杰.GSM原理及其網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社：2009.

[3]陳康.基于位置信息的用戶行為軌跡分析與應(yīng)用綜述[J].電信科學(xué)，2013（4）：118-124.

[4]ShAFQAT A.移動(dòng)用戶軌跡與行為模式挖掘方法研究[D].合肥：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)：2013

[5]王曉明.基于移動(dòng)數(shù)據(jù)的軌跡模式挖掘算法的研究與應(yīng)用[D].沈陽：東北大學(xué)，2013.

[6]MINAKAKIS L.Evolution of mobile location-based services[J].Communications of the ACM，2003（12）：61-65.

[7]HU JM，JY S，LI W.A Method of Traf fi c Information Collection Based on Wireless Location Technology[J].Journal of Highway & Transportation Research & Development，2010（4）：7-10.

[8]燕斌.基于網(wǎng)絡(luò)的無線定位技術(shù)的研究[D].南京：東南大學(xué)，2009.

[9]陳京民.數(shù)據(jù)倉庫與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)[M].北京：電子工業(yè)出版社：2007.

[10]鄧平.蜂窩系統(tǒng)無線定位原理及應(yīng)用[J].移動(dòng)通信，2000（5）：19-22.

[11]威廉.移動(dòng)通信工程理論與應(yīng)用[M].宋維模，譯.北京：人民郵電出版社，2002.

[12]胡捍英，楊峰義.第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)[M].北京：人民郵電出版社，2001.

Study on digital track analysis system

Zhu Yijian, Gu Jianfeng, Chen Yixia
（China Unicom Shanghai Branch, Shanghai 200050, China）

In order to break the existing model of China Unicom Shanghai Branch, this paper builds a digital track analysis system based on MR data. Through the study of positioning algorithm, data acquisition, system architecture, large data modeling, data privacy and other technical study and innovation, we created a new application scenarios, and ultimately the formation of data innovation business model to millions of revenue.

measurement report message; digital track; big data; business model; positioning

朱奕?。?975— ），男，上海，碩士，中級(jí)工程師。