（管理科学与工程专业论文）网络服务中的非线性定价策略.pdf

中国科学技术大学学位论文相关声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究 工作所取得的成果。除已特剐加以标注和致谢的地方外，论文中 不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的 同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权， 即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印 件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关 数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、 汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名： 咿1 l 2 0 0 4 缓中嗣科学技术大学管理学院硕士学位论文碍络服务中的非线性定价策略 中文摘要 本文首先介绍了网络服务的概况，分析了网络服务的实际供需情况。结合i s p 介绍了经济学中非线性定价下的需求函数、基于i s p 收益最大化以及r a m s e y 定价下最优定价的必要条件。在此基础上推出i s p 的两阶段定价模型以及多 重两阶段定价模型，并且在原单一定价模型的基础上加入两阶段定价实现帕 累托改进，然后融入多重两阶段定价实现进一步的帕累托改进。接着将非线 性定价进行拓展，考虑了消费者的消费能力所带来的消费差异，讨论了基于 时间效用的消费者差异r a m s e y 定价方法，给出了最优定价的必要条件，并结 合电信服务给出建议性的实际操作方法。随后参照了中国移动当前的主要定 价方式，推导出其存在消费量陷阱，分析了消费量陷阱的计算方法及经济本 质，然后根据i s p 收益最大化原则给出最优非线性定价模型。 本文的创新之处： 1 、区别于传统的固定定价及单一定价，将非线性定价理论应用于网络服务。 2 、在传统定价方式基础上引入非线性定价构造混合定价实现帕累托改进。 3 、按消费能力差异区分消费者，推导基于其最优非线性定价必要条件。 4 、对当前中国移动实际的定价方式进行分析和改进。 关键词： 非线性定价；r a m s e y 定价；帕累托改进；消费量陷阱 第3 页共6 2 页 2 0 0 4 缘中国科学技术大学管理学院硕士学位论文网络服务中的非线性定价簧略 a b s t r a c t a f t e rt h ei n t r o d u c t i o no ft h eg e n e r a ls i t u a t i o no fn e t w o r ks e r v i c ea n d a n a l y s i so ft h er e a ls u p p l ya n dd e m a n do fn e t w o r ks e r v i c c w ei n t r o d u c et h e d e m a n d p r o f i l eo fn o n l i n e a rp r i c i n gi ne c o n o m i c s ，t h eo p t i m a lp r i c i n gb a s e do n m a x i m i z i n gi s p 。sp r o f i ta n dr a m s e yp r i c i n g ，a l lc o m b i n e dw i t hi s eb a s e do nt h a t m e n t i o n e da b o v e ，w ed e r i v et h em o d e lo ft w o p a r tp r i c i n ga n dm u l t i - t w o p a r t p r i c i n go ft s f , b e s i d e st h i s ，w ea d dt h et w o p a r tp r i c i n gt ot h e 耐g i n 甜u n i f o r m p r i c i n gt oa c h i e v ep a r e t oi m p r o v e m e n t , t h e ns y n c r e t i z et h em u l t i - t w o - p a r tp r i c i n g t oa c h i e v ep a r e t oi m p r o v e m e n tf a r t h e r t h e nw ee x p a n dt h en o n l i n e a rp r i c i n g ， t h i n ka b o u tt h ec o n s u m p t i o nd i f f e r e n c eb e g e t e db yc u s t o m e r s c o n s u m p t i o na b i l i t y , d i s c u s st h er a m s e yp r i c i n gm e t h o db a s e d0 1 1t i m eu t i l i t yi nt h i ss i t u a t i o n , d e r i v e t h en e c e s s a r yc o n d i t i o no fo p t i m a lp r i c i n g ，t h e ng i v et h er e a ls u g g e s t e do p e r a t i o n m e t h o dc o m b i n e dw i t ht e l e e o ms e r v i c e a f t e rt h a t , w er e f e rt ot h em a i np r i c i n go f c h i n am o b i l e , d e r i v et h ee x i s t e n c eo fc o n s u m p t i o nt r a pa n da n a l y z et h e c o m p u t i n gm e t h o da n de c o n o m i ce s s e n c e ，t h e nd e r i v et h eo p t i m a ln o n l i n e a r p r i c i n gm o d e lb a s e do nm a x i m i z i n gt s p sp r o f i t 。 t h ei n n o v a t i o no f t h i sp a p e r ： 1 d i f f e r e n t i a t e dw i t hf l a tr a t ep r i c i n ga n du n i f o r mp r i c i n g ，t h en o n l i n e a r p r i c i n gt h e o r yi sa p p l i e di nn e t w o r ks e r v i c e 2 a d d i n gt h en o n l i n e a rp r i c i n gt ot r a d i t i o n a lp r i c i n gt oc o n s t r u c tm i x e d p r i c i n gt oa c h i e v ep a r e t oi m p r o v e m e n t 3 d i f f e r e n t i a t i n gc u s t o m e r sb a s e d0 nc o n s u m p t i o na b i l i t y , d e r i v i n gt h e n e c e s s a r yc o n d i t i o no fo p t i m a ln o n l i n e a rp r i c i n g 4 a n a l y z i n ga n di m p r o v i n gt h ep r i c i n go f c h i n am o b i l e k e y w o r d s ： n o n l i n e a rp d c i n g ；r a m s e y 叫c i n g ；p a r e t oi t n p r o v e m e n t ；c o n s u m p t i o nt r a p 第4 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文 两络撖务中的菲线性定价策略 图序 图1 。1 网络服务市场按客户类型划分。9 图1 2 按服务类型划分的网络服务市场1 0 图1 3 网络服务市场的层次结构1 l 图1 4 网络接入服务市场的结构层次1 2 图1 5 顾客互联时数据的流向图1 3 图5 1 消费者的边际价格折线4 6 图5 2 消费者的决策分析4 6 图5 3 消费量陷阱4 7 图5 4 三阶非线性定价5 2 表序 表1 1 接入服务商i s p 分类1 7 表3 1p s 和c s 随n 值变动趋势3 7 第7 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硬学位论文同络服务中的非线性定价繁咯 1 前言 本部分介绍了和网络服务相关的基本概念和背景，分析了网络服务的供 需，最后给出本文的研究意义以及整篇文章的结构框架。 1 1 网络服务 1 9 6 9 年美国高级研究计划局网a r p n e t ( a d v a n c e dr e s e a r c hp r o j e c t s a g e n c yn e t ) 投入使用，它采用了层次结构的网络体系和分组交换技术，正式 标志着计算机网络的诞生，形成了i n t e r n e t 的雏形。7 0 年代t c p i p 协议的 成功推广，使得网络上的各节点可以更方便的实现互联，数据传输和信息共 享速度大大加快，为i n t e r n e t 飞速发展准备了所需韵技术准备。1 9 8 6 年在 美国国家自然科学基金( n a t i o n a ls c i e n c ef o u n d a t i o n ，n s f ) 的大力赞助 下，互联网i n t e r n e t 正式形成。 随着物理设备、交换技术的不断发展，i n t e r n e t 上提供的网络服务新种 类越来越多，越来越多的网络服务种类反过来促进着i n t e r n e t 在全世界范围 内的日益普及，i n t e r n e t 的普及又促进更多网络服务种类的产生。同时传统 的语音服务逐渐数字化，开始融入网络服务的大家族里。传统的电话语音服 务采用独占信道的传输方式，即通话双方建立连接后独占一条通路链路，直到 通话结束。随着a r p a n e t 的出现和数字传输技术的不断发展，以i n t e r n e t 为代表的新技术彻底改变着传统的电信概念和体系，使原有的通过模拟信号 传输的语音开始数字化，分组交换技术取代了独占信道的电路交换技术，仅 一个世纪始终占绝对主导地位的话音业务最终让位给网络闯互联数据业务， 于是，话音业务、视频业务等不同类型的业务统一在数据网上。基于数字传 输技术的数据通信网络上提供的服务均被认为是广义上的网络服务。 正如标准的经济学里分析商品的价格时，必须综合考虑供给和需求两方 面。这对文中分析的网络服务也不例外，有必要从供给和需求方砸讨论网络 第8 夏共6 2 炙 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文 网络服务中的非线性定价策略 服务的现状。从网络服务的需求方面来看，用户的数量急剧增加；从供给方 面来看，网络服务提供商( i n t e m e ts e r v i c ep r o v i d e r , i s p ) 提供的网络服务业 务类型不断拓宽且业务量迅速增长， 1 1 1 网络服务的需求 据中国互联网信息中心( c n n i c ) 的2 0 0 6 年度中国互联网络发展状况 统计报告 1 ，用户的数量急剧增加，截止到2 0 0 5 年1 2 月，我国上网用户 的数量为1 0 6 6 2 万，比上年增长2 1 3 。网络服务的客户对象可以分为政府 级用户、企业级用户、家庭用户，如图1 i 。其中，家庭接入规模已经达到 了一定程度，家庭接入互联网的规模为1 7 4 0 万户。 图1 1网络服务市场按客户类型划分 顾客的需求正日益多样化，根据 1 的调查，目前用户可以享受的网络 服务内容为收发电子邮件、浏览新闻、搜索引擎、 软件上传或下载服务、 网上聊天( 聊天室、q q 、i c q 等) 、b b s 论坛( 社区、讨论组等) 、个人主页 空间、电子政务、网络游戏、网络购物、短信服务、网上教育、电子杂志、 网络电话、网上医院、网上银行、网上炒股、网上拍卖、票务、旅店预定、 视频会议、r o d 点播、网上直播、多媒体娱乐( m p 3 、f l a s h 欣赏等) 、远程登 录、信息发布，网上推广、网上销售、信息化系统( e r p 、c r g 、s c m ) 、网上 招聘、同学录、校友录等。 第9 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文孵络服务中豹非线性定价壤喀 1 1 2 网络服务的供给 根据 1 中的调查：2 0 0 5 年，c n 域名总数为4 3 2 0 7 7 个，比上一年增加了 9 ：i p v 4 地址总数为5 9 9 4 5 7 2 8 个，比上一年增加3 2 ，网络服务市场正在不 断扩展。按照 1 ，网络服务市场按提供服务种类可以划分为接入服务市场 虚拟主机市场、信息内容服务市场、电子商务市场等，如图l 2 。 接入服务市场是指为顾客提供拨号上网和专线上网等接入服务；信息内 容服务，是在网上发布各类信息及分类、搜索信息等服务；虚拟主机提供是 图1 2 按服务类型划分的网络服务市场 指为顾客提供域名注册、服务器空间租用及网页设计制作等服务：电子商务 指包括厂商一厂商( b b ) 、厂商一个人( b c ) 、个人一个人( c c ) 3 种 电子化的商务交易方式。 通常，接入服务由i s p 提供，而信息内容服务、虚拟主机服务、电子商 务由i c p ( i n t e r n e tc o n t e n tp r o v i d e r ) 提供，属于建立在接入服务基础上i c p 第1 0 页共6 2 页 2 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文 网络服务中的非线性定价策略 i c p ； 增值服务 i s p ： 接入服务 顾客 图1 3 网络服务市场的层次结构 提供的增值服务，如图1 3 。对信息内容服务、虚拟主机服务、电子商务这 些增值服务而言，通常的价格是由两郝分组成：提供这些增值服务所依赖的接 入服务价格和这些增值服务本身的价格，显然对接入服务价格的研究更具有 普遍意义。 此外对信息内容服务、虚拟主机服务、电子商务，每种类型服务本身的 特点肯定会影响每个子类增值服务价格，毕竟虚拟主机服务和电子商务等增 值服务差别太大，每种不同的增值服务又可以继续细分成不同的子服务类型， 与此同时，研究它们的定价时需要涉及到各类增值服务本身太多的细节。 1 2i s p 的类型 从技术实现方式来说，网络接入服务需要依赖通信网络来传输数据。近 年来，顾客需求的高速增长对通信网络上传输线路和传输带宽迫切提出了更 高的要求，使宽带成为了互联网发展的必然方向。目前中国的数据通讯网络 主要包括数字数据网( c h i n a 叩n ) 、分组交换网( c h i n a p a c ) 、计算机互联网 ( c h i n a n e t ) ，帧中继业务网( c h i n a f r n ) 、电子信箱业务网( c h i n a 姒i l ) 、 传真存储转发业务网( c h i n a f a x s ) 、电子数据交换业务网( c h i n a e d i ) ，这些 网络构成了我国中低速数据通讯网络的基础，其中c h i n a d d n 网在用户数量和 第1 1 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院颈士学位论文网络服务中的非线性定价策略 增长速度上都排名第一。迸入8 0 年代后光纤技术开始进入商业应用领域，当 时的邮电部就决定以光纤为主、数字微波为辅建设干线传输网，在实施过程 中本着高起点新技术的原则，积极采用可以商用的大容量系统。到1 9 9 8 年底， 中国电信计划中的”八纵八横”全国光纤骨干网络提前两年建成。同时，带宽 的增加和宽带使用范围的扩大，促进众多新的网络服务业务出现，为互联网 的发展开辟了一片广阔的天地。到目前为止，宽带尚没有一个得到广泛认同 的定义出现。一般而言主要是指为使用户实现传输速率超过1 m ，2 4 小时连接 的非拨号揍入而存在的网络基础设施及其服务。 自从1 9 9 8 年以来，互联网的发展极大地推动了通信领域投资的高速增 长。根据技术上的不同实现细节，接入服务可分为光纤骨干网( f i b e ro p t i c b a c k b o n e ) 、城域网( m e t r o p o li t a na r e an e t w o r k ) 和本地接入网( 1 0 c a l c o n n e c t i o n ) 2 【4 ，即图1 3 中的第2 层可以再分为3 层。本地接入网接收 到颞客的请求后，将转换为城域网里可以传输的数据格式，同时本地接入网 l l r 图1 4网络接入服务市场的结构层次 负责将城域网里的数据送到顾客的终端上。城域网像座桥梁，连接着本地接 入网和光纤骨干网。光纤骨干网互联于各大城市之间，负责不同城市间的数 据传输。将光纤骨干网比喻成人体内的主干动脉、静脉，则城域网相当于普 通血管，而本地接入网起到毛细血管的作用，给它们的“顾客”细胞带来正 常新城代谢所必要的营养和氧气。 当不同的顾客之闻互联时，数据会通过图1 5 的流向过程在同一个城市 的顾客之间传递信息，通过同顾客所在城市的城域网上的本地接入网来实现。 第1 2 页共6 2 页 2 0 0 4 级中固科学技术大学管理学院硕士学位论文 同络服务中的非线性定价策略 圃= ，匿亘 = 园区画日一# j 、厂 图1 5 顾客互联时数据的流向图 厂 光 纤 旱 ；羁 当不同城市的顾客之间传递信息时，需要由本地接入网将信息传输至4 城域网， 再通过城域网传输到光纤骨干网上，在那里，信息传到对方顾客相应的城域 网中，再传到对方顾客所在的本地接入网中，可通过最短路径的路由算法选 择最佳传输路径 2 j 3 。 1 2 1 光纤骨干网 近年以来，中国网通、长城宽带等新兴运营商在光纤骨干网、接入网领 域相继开始运作，给国内网络基础设施建设带来了新的竞争因素，并极大地 推动了中国光纤骨干网网络的发展，形成了中国宽带网络建设和发展的热潮。 在光纤骨干网方面主要采用的技术包括i po v e ra t m 、i po v e rs d h 和 i po v e rd w 喇。美国主要的宽带骨干网络运营商包括a t & t 、w o r l d c o m 、s p r i n t 、 q w e s t 、w i l l i a m s 等。其中a t t 、w o r l d c o m 是传统的网络运营商，其线路往 往由于需要承载多种不同需求的服务和充分利用现有资源而采用a t m 的技 术。而q w e s t 、w i l l i a m s 是在传统的运输、能源企业的基础上发展起来的新 兴市场参与者，其采用的技术先进，传输能力强，成为这一市场强有力的竞 争者。中国在光纤骨干网络方面的发展状况与美国相似。中国电信凭借已有 的线路资源和近几年的线路改造，已经建立起以”八纵八横”为代表的遍布全 国的光纤骨干网络工程，大部份区域的传输速度达到2 5 g ，部分线路达到i o g 甚至4 0 g 。而新进入的运营商网通公司和联通公司也积极投身骨干网络建设， 第1 3 页共6 2 页 l - + 1 i i ! 一 i 二竺 。1。一i。+一 2 0 0 4 级中田科学技术大学管理学鲩硕士学位论文 鼹络熙务中的非线性定价策略 并且都采用了更先进的传输技术。铁通在原有铁道部部分线路的基础上通过 新建和改造，完成了连接东部1 7 个城市的骨干网络，并且在国际上率先采用 了i po v e rd w d 技术，传输速度达到4 0 g 。这些全国性骨干网络的建成，在 一定程度上为中国宽带网络的建设和发展创造了良好的基础设施条件，促进 了宽带互联网的发展。 但中国目前在电信基础服务领域采取了比较严格的管制措施 5 【6 ，要 在国内提供经营性骨干网数据传输服务，必须获得信息产业部颁发的基础电 信业务许可证。目前已批准建设中国公用计算机互联网( c h i n a n e t ) 、中国联 通公用互联网( u n i n e t ) 、中国金桥信息网( c h i n a g b n ) 、中国网通公用互联网 ( c n c n e t ) 、中国移动互联网等( c 州e t ) 5 个经营性的互联网络以及中国教育和 科研计算机网( c e r n e t ) 、中国科技网( c s t n e t ) 、中国长城网( c g w n e t ) 、中国 国际经济贸易互联网( c i e t n e t ) 等4 个非经营性的互联网络 1 。其中 c h i n a n e t 在这一市场中居于垄断地馒，占据超过8 0 的市场份额。但随着 c n c n e t 、u n i n e t 等高速骨干网络的全面投入使用，这一格局将有所改变。 1 ，2 2 城域网 光纤骨干网的发展为互联两服务提供了良好的基础环境。随着社会经济 的不断发展，城市内部的数据交换量也大幅度增长。据有关统计，在数据传 输中，有8 0 9 6 左右的数据都是通过城市里的城域网进行的，只有2 0 需要通过 骨干网进行城际或国际间传输。城域网也承担着连接骨干网和本地接入网的 工作，对本地接入网的建设发挥着巨大的支撑作用。 城域网是连接宽带骨干网和接入两的城市内数据传输骨干网络。城域网 的建设对于城市信息化建设尤为重要，因此得到了各地方政府的高度重视， 同时又由于其牵涉到各方的具体利益和已有资源的充分利用，因此造成了城 域网建设出现多种不同的模式。 城域网的建设与全国性骨干网的建设不同，有浓厚的地方色彩。建设城 域网在政策法规上存在一定的灰色地带，因此地方政府发挥了较大的影响力。 第1 4 页共6 2 页 2 0 0 4 级中置科学技术大学管理学院硕士学位论文 嘲络服务中的非线性定价镱略 造成了各地城域网建设的主要来源于三个不同的方面：当地电信部门、当地 广播电视部门和当地政府。 城域网的建设和运营由于涉及地方各部门而变得相对复杂。各地主要的 市场参与者包括电信部门、广电部门、新兴的骨干网络运营商、地方政府支 持的其他机构。电信部门出于保护已有线路资源和综合服务数据、语音业务 的需求而大多采用a t m 技术，而新兴的网络运营商则更倾向予采用高速i p 交换技术。这一方面主要的模式有上海模式和广州模式，上海方面以上海信 息港的方式整合各家自建的城域网系统，实现互联互通，并充分保障了本地 资本的利益。丽广州则采用一家公司建设基础设施，其余公司租用的线路资 源的方式进行 6 。 1 2 3 本地接入网 本地接入网是本地局端与用户端设备之间的信息传输网的总称因为其 在技术和规模上的特殊性，经常被成为”最后一公里”的网络线路。对于宽带 互联网而言，其最终目标是实现从光纤骨干网、城域网到本地接入网的全光 纤化。在骨干网、城域网的光纤网建设目前已经基本完成，但要真正实现接 入网络的全光纤化，贝l j 面临技术、资金和网络管理的诸多同题。 本地接入网络连接本地局端设备和用户最终设备的信息传送网实旆系 统。由于宽带骨干网络和城域网络的建设和运营往往受到国家政策、可用资 源和资金实力的限制，市场竞争的参与者数量有限并且大多实力雄厚影响力 大。但本地接入网络则受国家政策的影响相对较小、对市场参与者进入壁垒 也较低，同时市场呈现多元化的趋势，有较多的市场切入点。所以宽带接入 网市场表现出了骨干网、城域网的建设及运营所没有的活跃性和竞争的激烈 程度。宽带接入方式多种多样。但从目前有能力而畜可以进行广泛商业运作 的主要有x d s l 和c a b l e , m o d e m 两种方式。从全球的状况来看，c a b l e m o d e m 的方式得益于c a t v 的高覆盖率而在目前的情况下居于主要地位。而x d s l ， 主要是a d s l 方式f h 于其高效、安全的特点也迅速发展，并在2 0 0 5 年前后可 第1 5 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文舟络鼹务中的非线性定价策略 以与c a b l em o d e m 的方式形成抗衡局面。两者将共同占领宽带接入市场的 8 0 左右，其余为卫星宽带接入、固定无线接入和移动无线接入等方式分享。 国内，目前主要的接入手段包括a d s l 、c a b l em o d e m 和小区内以太网高 速接入，其中后者是具有中国特色的一种接入方式。a d s l 充分利用了现有铜 线资源，但局端设备改造和用户端设备安装投入较大，并且受传输距离的影 响，传输速度变化较大。c a b l em o d e m 不仅需要改造局端和客户端设备， 而且需要对线路进行双向改造，这一工程耗资巨大，并且需要较长的时间。 目前国内宽带接入主要是以小区以太网接入为主，主要分布于北京、上海、 广州等大城市的新建高档小区。a d s l 在上海、广东等地也有推广，但绝对数 量偏小。c a b l e m o d e m 方式起步较早，在部分中等城市已经投入使用，并且 收到了良好的效果。但整体而言覆盖的范围有限，并且访问异地站点和国外 站点速度仍不理想，这与这些城域网的i n t e r n e t 接口较小有关 6 。 1 2 4i s p 自勺类型 根据前面分析的接入服务特点一由光纤骨干网、城域网和本地接入网三 部分组成，按照i s p 对这三部分拥有的情况， 7 将i s p 分为三类：拥有自 己的光纤骨干网、城域网和本地接入网，像1 6 3 、1 6 9 ；拥有城域网和本地接 入网，租借其他i s p 的光纤骨干网( 我国信息产业部的规章制度现在还不容 许这类运营商的建立) ；第三部分拥有自己的本地接入网，租借其他i s p 的光 纤骨干网和城域网，像东方网景、瀛海威。 对这3 类i s p 之间相互竞争的研究， 6 儿8 9 均得出到3 类i s p 之间的 竞争最终达到市场均衡，互相之闻展开b e r t r a n d 博弈，不管哪类i s p 对顾客 收取的费用会收敛到相同的数值。 第1 6 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文 舟络服务中的非线性定价策略 表1 。1 接入服务商i s p 分类 光纤骨干网城域网 本地接入网 第一类i s p拥有拥有拥有 第二类i s p拥有拥有租借 第三类i s p 拥有租借租借 文中后面的分析中不拘泥于i 殴类垫i 差剐这个不重要的细节。不将不 1 3 研究网络定价的意义 网络定价的研究是关于网络使用如何计价的问题。本节首先介绍了网络 使用费的收取方式，然后从拥塞控制和i s p 自身经营需要的角度讨论了收取 网络使用费的意义。进行i s p 定价策略的研究不仅是进行更有效拥塞控制的 需要，更是i s p 自身经营过程的需要。 1 3 1 网络使用费的收取 i s p 对顾客进行收费，在技术上这个方案不存在任何实质性障碍，因为 i s p 具备对互联网信息流进行物理控制的能力，因此i s p 收费方案操作性很 强，快捷、方便、透明、低成本；其次针对不同性质服务收取费用，拥有高 度灵活性。 从目前各i s p 的收费情况来看，所有的收费方式可以归纳为四种：主叫 记费方式、出售上网卡方式、建立固定账户按实际使用时间收费方式和建立 固定账户包月或包年收费方式。 第”页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文网络暇务中的非线性定价簟略 主叫记费方式是指网络用户没有自己的特定用户名和密码，而是通过 i s p 提供的电话号码和公用用户名以及密码来进行上网，使用网络接入服务。 当拨通后，i s p 会记录拨入电话的电话号码并开始记费，所有上网费用计入 拨入电话的电话费中，用户在每月缴纳电话费时一起缴纳网费。主叫计费的 最大优点是方便，顾客无需办理任何入网手续即可上网，网费的缴纳也非常 方便，目前采用这种方式的有1 6 9 、2 6 3 等。 出售上网卡方式是另一种开放式的收费方式，也越来越成为一种最流行 的上网方式。上网卡具有一定面值，同时在卡上印有专门为此卡的使用者准 备的账户和密码。通过这个账号和密码，顾客就可以上网了。这类似于顾客 先购买了5 0 元的电话卡，然后就可打5 0 元的电话，当顾客购买了1 0 0 元的 上网卡，就等于拥有了价值1 0 0 元的上网时间。i s p 会根据具体的使用收费 标准不断扣除卡上的余额，直到该卡上存储的钱完全用完为止。现在1 6 3 、 东方网景、世纪互联、吉通公司等i s p 都推出了面额不等的上网卡。 建立账户是传统的做法，顾客去i s p 那里申请一个自己的账户，缴纳开 户费并存入一定数额的网费，i s p 根据顾客实际使用的情况从中扣除。当先 期预付的金额被用完时，顾客再向账户中存钱以便继续使用。现在除了2 6 3 首都在线以外，其余各i s p 都提供这种方式的服务。 包月或包年的收费方式，就是顾客和i s p 约定好每个月或每年顾客缴纳 费用的数额。 1 3 2 拥塞控制的需要 与现实世界拥挤的交通状况类似，i n t e r n e t 也面临着数据传输过程中的拥 塞问题。所谓拥塞就是指通信瞬络中的种状态，至q 达各网络通信输入站的 呼叫数量超过了网络处理的容量或能力。显然，呼口q 数量( 或者说用户需求) 一旦超过了网络的承载能力，就不可避免地要产生拥塞现象。 目前i n t e m e t 中广泛使用的t c p i p 协议采用分组交换技术【2 】，较好地利 用了现有的网络带宽资源，但是这种交换方式的缺陷也是显而易见的。分组 交换方式使得网络带宽在某种程度上类似于经济学意义上的公共产品。非独 第1 8 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文 网络服务中的非线性定价镱略 占性【2 】( 即一个人在消费某公共产品时并不妨碍其他入同时消费该产品，或 者说提供公共产品所花费的成本在一定程度内不随着消费人数的增加而增 加) 是公共产品的一个重要特征。拥塞出现之前，任何人使用网络服务，几 乎不影响其他人同时使用网络带宽资源。所谓拥塞就是指通信网络中的一种 状态，到达网络通信站的呼叫数量超过了网络处理的容量或能力 2 。只要不 产生拥塞，网络设备传输一个信息包和传输一百个信息包的成本近似相同， 即从第二个信息包开始，传输所耗费的边际成本约为零 1 0 l 。 网络接入服务的特点除了类似公共品的使用外，还有在服务过程中i s p 和顾客间存在着主从博弈。根据著名经济学家阿尔弗德马歇尔的分析 1 l 】： 平均成本递增的行业是竞争性的，平均成本递减的行业则为不完全竞争或垄 断。根据这种确定行业市场结构的方法，成本具有次可加性( s u b a d d i t i v i t y ) ， 即由一个厂商生产整个行业的总成本比由两个或两个以上厂商生产的成本更 低，是自然垄断产业。根据的分析，瞬络接入服务行业满足这个特性，存在 着规模经济，形成自然垄断，i s p 处在寡头的地位，故在网络接入服务过程 中i s p 和顾客问存在着主从博弈，即i s p 制订收费策略和具体收费标准后， 顾客根据自身的效用最大化选取网络资源使用量。在这种情况下，个人效用 最大化将驱使顾客尽可能占用这些资源，当多数人都采取这样的策略时，而 网络带宽相对于用户的需求是稀缺的，就导致了集体的非理性拥塞。可 见，网络拥塞问题其实就是个人在追求自身效用最大化的过程中所产生的负 外部效应( 即行为人没有因其行为给别人造成的附带损害丽给予相应的补偿) 1 0 。 。 目前网络接入服务中拥塞现象不容乐观。首先是i n t e m e t 用户人数的迅 速增加。就以我国为例，网上用户几乎是以指数般的速度增长。其次，网络 技术的发展对网络带宽的需求也将有增无减。早期互联网上传输的文件大都 是文本格式，这种格式所需字节数较少，因而在传输过程中占用的网络带宽 资源也较少。随着多媒体技术的发展，网上传输的文件格式愈加复杂，传递 的信息除了文字内容以外还有声音和图像，这些格式所包含的字节数要比文 本格式大得多。尤其是，现在还出现了网络电话、网络电视以及网络会议等 第1 9 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文髑络鼹务中的非线性定价策略 等，这些信息传输所需占用的网络带宽资源更是大得惊入，对传输线路的质 量要求也更加苛刻。第三，随着网络商业化程度的提高，最为引人注目的电 子商务也将对网络带宽提出了更高的要求。电子商务的顺利开展主要取决于 网上用户的规模，如果没有网络带宽供给的增加，则用户规模的扩大是不可 能的。即使网上用户有较大的规模，如果网络拥塞问题过于严重，用户无法 在网上顺利地获取商务讯息，电子商务要想发展也是不可能的。 拥塞问题在我国尤其严重。由于网络基础建设起步较低，相对于发达国 家，网络拥塞问题要严重得多。尽管近几年来，我国的网络基础建设规模虽 有很大的增长，但由于网上用户的迅猛增加和多媒体应用的飞速增长，网络 拥塞问题并没有得到明显的改善。可见，我国随着互联网的日益普及、用户 的急剧增加、业务类新型的不但拓宽及业务量的迅速增长，网络拥塞问题日 益突出，成为一个不可忽视的重要问题0 0 。 从长远发展的角度来看，通过对网络传输设备的不断投资，网络的容量 是有弹性的。但在短期内却是刚性的，因此网络资源相对于用户的需求仍然 是稀缺的。与此同时，i s p 可以通过两种手段来配置稀缺资源，即i s p 通过 拒绝部分顾客的网络服务请求来控制带宽资源和通过价格机制影响顾客发出 的网络服务请求，缓解网络拥塞问题。作为一个代表性的i s p ，可以提供的 网络服务带宽资源是有限的，假设# 是i s p 可以提供的网络接入服务的带宽 资源上限，用排队论的术语来说i s p 的服务率。r a t e 是顾客网络服务请求的 到达率，当r a t e 大于“时，即顾客发出的请求超出了i s p 可以处理的范围， 此时系统处于拥塞状态，造成系统资源的不必要开销，导致系统的期望等待 队长为无穷大。i s p 必须采取一定的拥塞控制策略，拒绝部分顾客的网络服 务请求，容许一部分顾客的服务请求可以得到处理，假定i s p 所容许的顾客 服务请求占总网络服务请求的比例为b 。则i s p 通过设置b 的大小，来满足 b - r a t e 。 i s p 追求自身的利润最大，即 m a x b r a t e p ( 1 ) b 一 第2 0 页共6 2 页 2 0 0 4 缎中国辩学技术大学管理学院硕士学位论文周络服务中的非线性定价蹙略 s t b r a t e s ； 其中的b 为i s p 所容许的网络服务请求占网络服务总请求的比例，p 为 i s p 制订的网络服务价格，b 、p 为i s p 可以控制的变量。顾客网络服务请求 的到达率r a t e 是p 的函数，b r a t e 为i s p 实际接受的网络服务请求到达率。 假定顾客的服务请求都是相同的。考虑到网络服务运营市场的特点，i s p 已 经进行过光纤等运营所必需的设备投资，该投资成本与i s p 设定的网络服务 价格p 、顾客的到达率r a t e 和i s p 对顾客到达率的控制比例b 无关，所以在 ( 1 ) 式中没有考虑该项成本，i s p 的收益表示为b r a t e p 显然，i s p 最大化自己的收益要求b - - m i n l ，i r a t e 。可见就拥塞控制 这个目的而言，最大化自己收益要求i s p 对b 的取值范围显然有限，有必要 研究通过定价策略来进行拥塞控制。 放松只有种网络服务的假设，i s p 提供多类网络服务( 每类网络服务 有不同的服务价格) 。对第i 种服务，抚为i s p 所容许的该类网络服务请求占 总的该类网络服务请求的比例，根据【1 2 中的分析，i s p 对6 f 的选择范围仍 非常有限。 由此可见，信息技术的发展与网络控制技术的进步固然可以通过拒绝部 分顾客的服务请求来缓解拥塞这一问题，但是随着网络需求的急剧增长，单 纯依靠技术手段已经越来越显得力不从心 1 3 】【1 4 】，这一点已被广大的经济学 家、学者及网络工程师所认可，“收费标准永远都最敏感地牵动着用户的神经， 更便宜的网络使用费和更方便的付费方式是每个用户所向往的【1 5 】”，与那些 传统的技术方案相比，价格能够更直接地影响消费者的消费行为，从而能够 成为一种有效的、切实可行的网络拥塞控制机制。 1 3 3ls p 经营发展的需要 通过( 1 ) 式可以看出，i s p 通过对价格p 的选择，不但可以影响顾客网 络服务请求的到达率r a t e ，而且可以最大化自己的目标收益。可见，研究i s p 的定价策略，除了可以影响顾客的网络服务到达率达到拥塞控制的目的之外。 第2 1 页共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文网络艉务中的非线性定价策略 更重要的是，i s p 可以要通过定价策略来最大化自己的盈利。通过这些盈利， 寡头垄断的竞争中的i s p 来支付对各种输送设施、线路的投资、维护等各项 开销，来投资于创新性研究致力于开发更高效率传输设备。在美国，网络服 务提供商a t & t 通过贝尔实验室进行大量的基础研究 6 。 与此同时，在1 4 2 中可以看出，由于在拥塞没有出现前，存在边际成 本始终为0 的区域，按照经济学教科书上建立在“边际成本递增”的假设之 上的“价格等于边际成本”原则定价 1 6 ，i s p 会亏损。为此有必要研究特 定区间里存在“边际成本不变”的网络接入服务中如何进行定价。 再之，随着生活水平的不断提高，顾客对网络服务质量提出越来越高的 要求，因此，i s p 开始提供不同服务质量( 比如提供保障优先级、保障稳定 传输率) 的网络服务，如何对不同质量的网络服务定价，急需理论的指导。 类似的，顾客可以挑选的服务种类越来越多，不同种类的服务如何进行定价 也成为迫切需要解决的问题。 此外，价格作为传递信息的信号调节着网络服务供需促进资源优化配置 在我国尤其重要。在我国，网络接入服务市场的运营商是由原先的政企不分 的行政垄断格局分拆而成，政府为了最终能建立“产权明晰、权责明确、政 企分开、管理科学”的现代企业制度【9 】，必须鼓励i s p 按照现代企业运作的 需要进行科学的定价。因为在市场经济中，价格传递着关于网络接入服务的 供需信息，“看不见的手”在协调着网络接入服务市场的发展，保障有限的资 源投入刀刃上；当这种最有效传递供需信息的机制被人为扭曲时，造成资源 的浪费。为此，有必要对定价闯题进行研究，让其科学的传递着网络接入服 务的供需信息【1 6 】。 1 4 现有对网络定价的研究 作为一个新兴的研究方向，网络定价问题目前已逐渐成为工程界和经济 管理界研究的热点。目前已经被i s p 所广泛采用的为固定定价策略以及分时 定价策略 1 7 】。这些定价策略目前都还不能很好地对当前的网络市场状况作 第2 2 员共6 2 页 2 0 0 4 级中国科学技术大学管理学院硕士学位论文多服务中的非线丝塞笪塑堕 出反应。比方说单一定价策略并没有反应出数据传输所导致的拥塞现象。就 目前的网络市场而言，这些静态定价策略也还可以适应当前的情形，因为有 更换更好的路由器，采用更好的路由算法等等因素的存在。另一方面，动态 定价策略也开始应用到当前的网络状况中来 1 8 1 9 ，但是仍然在应用中存 在着很多的疑问 2 0 。随着a r p a n e t 的出现和数字传输技术的不断发展，以 i n t e r n e t 为代表的新技术彻底改变着传统的电信概念和体系，原有的通过模 拟信号传输的语音开始数字化，分组交换技术取代了独占信道的电路交换技 术，仅一个世纪来始终占绝对主动地位的端到端电信话音业务最终让位给网 络间互联数据业务，话音业务、视频业务等不同类型的业务统一在数据网上， 到利用运营服务市场的开放、引入竞争的速度明显加快，伴随着这些实践涌 现出大量的研究，这些研究立足于网络服务物理技术特征，在分析提供网络 服务接入的i s p 横向和纵向之间相互博弈的基础上。讨论网络服务产业的产 权改革和规制问题 2 1 。相比之下，对网络服务的供给方i s p 和需求方消费 者的之间互动近些年才引起关注，并取得了一些令人瞩目的成果。 作为需求方和供给方互动的重要媒介价格信号也逐渐引起关注，井 元伟、杨开阳、陈兵、金福德、乔治迪米罗夫斯基、科斯罗索拉比 2 2 2 3 运用s t a c k e l b e r g 对策中的激励原理，研究了具有多优先级的多服务网络系 统及具有用户和网络两层子系统的网络模型的价格控制问题。讨论了网络的 通信量控制问题，提出了具有管理者的两用户两优先级的激励模型，给出了 确定激励参数的方法。并将此方法扩展到多优先级的情形，推导出互联激励 参数矩阵。针对弹性通信量问题，提出了一个线性策略和一个非线性策略， 并将此方法扩展到非弹性通信量情形，通过数值例子说明了激励价格控制策 略的有效性。o d l y z k o