基于城市用地規劃的微網格劃分模型研究

［李俊 葉楊 何世東］

1 微網格定義

微網格為綜合業務接入區組成部分，其對綜合業務接入區的覆蓋范圍進行了深度細化，微網格根據區域普遍可歸納為6 類場景（聚類市場、商務樓宇、政企客戶、大專院校、住宅小區、城中村），涵蓋要素為：上聯光節點、接入光纜、分纖點。完成微網格部署后業務接入距離就能控制百米內。

微網格劃分的規劃目的就是實現業務的快速靈活接入，在客戶周邊平均每100 m 就有一個分纖點，平均4～6小時就能迅速響應，服務一步到位。

2 微網格劃分思路

結合城市用地規劃、用戶密度分布、主干路網組織，將網格屬性與用地規劃配對，分場景實現目標建筑與管線資源的精準契合，進而達到管線等資源與網格化的市場部署相協同，使得“一張光纜網”的綜合效益達到最優體現。

劃分方法主要包括以下4 個步驟：

Step1.基于城鎮規模結構的城區綜合區覆蓋范圍劃分；（本步驟是Step2～4 步驟劃分前提和依據）

依托《國家新型城鎮化規劃（2014-2020 年）》信息，緊密結合城鎮化轉型及發展戰略要求，將綜合業務接入區覆蓋重點對象選定為中心城區，規劃一步到位，后期保持架構穩定，隨接入業務的密度演變逐步優化綜合業務區內的資源。

圖1 劃分思路演示

Step2.結合潛在用戶熱力圖對主干光纜網資源進行科學設置；（基于Step1 對綜合業務接入區科學劃分后，對區內業務進行分析）

利用互聯網大數據處理手段和工具，抓取目標建筑物、目標用戶群體、目標規劃等影響業務的信息，通過專業GIS 軟件、可視化分析工具將有效信息提煉，制作業務分布熱力圖。主干網絡的規劃有效聚焦用戶熱力區域，為綜合區內基礎資源建設布置合理的骨架結構。

Step3.以城區用地規劃為重要參照依據將城區綜合區微網格化；（結合Step1、2 分析情況，對綜合業務接入區進行細致深入微劃分）

在總體規劃允許框架內所進行的項目選址和布局、項目可研、各類專項規劃及設計均需服從城市規劃行政主管部門的審核和管理要求。

基于城市用地規劃的微網格劃分，即明確了覆蓋目標的客戶類型，又可避免因用地變遷帶來的資源重組，遵循科學合理的發展理念，達到正真意義上的“整體規劃+分步實施”。

Step4.微格化分場景聚焦用戶目標群，覆蓋范圍一般在100 m 以內；（在Step3 基礎上，根據不同業務場景和需求對分纖點方案進行規劃設計）

區內按照業務場景需求規劃微網格方案，對分纖點覆蓋深度進一步拓展，纖芯資源根據業務情況精準分配。微網格主要劃分為以下七種場景：聚類市場、商務樓宇、政企客戶、大專院校、住宅小區、城中村、待建空地。

縮短目標客戶接入距離，快速實現客戶業務接入，確保微網格內目標客戶在100 m 范圍內有分纖點資源覆蓋（不允許跨路）。

3 微網格劃分模型案例

3.1 基于城鎮規模結構的城區綜合區劃分

某市城市總體規劃，按照“集核發展、軸帶引領、多點支撐”的空間發展策略，全市構筑“一核多星、一軸三帶”的城鄉空間結構。

了解到全市規劃各數量級別人口規模區間的城鎮劃分、城鎮名稱等信息。

目前，某運營商綜合業務接入區已覆蓋全部10 萬人口以上規模城鎮，共計78 個城區綜合區。

3.2 參照潛在用戶熱力圖合理布置主干光交

利用大數據工具提取目標用戶信息，通過專業GIS軟件制作“人口熱力圖”、“業務分布熱力圖”等可視化分析手段。本文以市區公安局綜合區作為案例，提取數據包括該綜合區內建筑物名、樓宇類型、經緯度、地址、房產參考價等相關信息。

將提取的數據按樓宇分類制作用戶分布熱力圖。綜合考慮用戶密度分布與路網組織結構，以及現網匯聚機房資源，合理布置主干光交及選擇主干光纜路由。

圖2 主干光纜網布置示意

3.3 基于中心城區用地布局規劃的微網格劃分

根據地市土地總體規劃，確定最新的建設用地總規模和各類型建設用地的規模信息，特別是城鄉建設用地中中心城區建設用地規模信息。

將城市用地規劃與微網格劃分場景映射，將中心市區劃分為1 534 個微網格，平均每微網格覆蓋半徑96.9 m。

微網格劃分結果與衛星地圖對照驗證，修正覆蓋面積邊角不合理處、修正道路信息正確的狀態（市政修、改、擴建等）、修正公共資源區域可能補充的潛在用戶資源等。

3.4 微網格化鎖定覆蓋目標，分纖點至目標用戶100 Mbit/s 接入

根據各類微網格的業務特征，統籌考慮業務：基站、寬帶、集客，對接入層分纖點內端子資源合理配置，在根據不同業務收斂比選擇上聯光纜纖芯的配置，從而確定分纖點位置及容量。

圖3 參照用地規劃劃分微網格

圖4 對照實際情況修正劃分結果

接入層配線光交可收斂不同微網格區域業務，每個微網格歸屬于固定的配線光交、主干光交、綜合業務區、匯聚機房。

現有分纖點設置100 m 范圍緩沖區，緩沖區與微網格劃分范圍取交集。借助GIS 系統工具，分析計算微網格面積，并對微網格內現有分纖點數量進行抓取。結合現狀，對未覆蓋分纖點的微網格進行分纖點規劃，代入測算公式計算需求數量，根據取樣策略自動生成規劃分纖點。

3.5 規劃案例總結

市區公安局綜合區規劃前總面積2.1 平方公里，潛在用戶1.3 萬戶，建筑樓宇239 棟。根據城市用地規劃及目標用戶分析，共劃分微網格31 個，總面積1.5 平方公里，規劃主干光交5 個，配線光交11 個，分纖點37 個，二級分纖點目標覆蓋半徑87.2 m，符合目標網建設標準。

需特別注明的事宜有以下3 點：

（1）根據實際經驗，微網格面積需去除綜合區內綠化帶、路網、公園、水域等公共資源，約30%。

（2）綜合業務區（78 個，330 平方公里）是以實際路網結構為基礎，市政規劃待建用地未納入建設范圍，建議后期對市政的規劃建設進行持續跟進，不斷優化調整綜合業務區數量。

圖5 微網格化定位覆蓋目標，實現分纖點快速部署

（3）二級分纖點包含了配線光交和分纖點，應至少配置1 個分纖點在每個微網格內，每分纖點覆蓋半徑控制在100 m 以內，目前采用正方形作為覆蓋范圍測算方式，考慮后期業務密集度可能逐步遞增，可參考蜂窩網絡設計，采用六邊形模型測算每分纖點勢力范圍。

4 結語

微網格作為全業務基礎網絡的最小單元，應盡可能保證其架構的穩定性。本文提出的基于城市用地規劃的微網格劃分模型，主要從城市人口規劃、城鎮空間結構、城市用地規劃等方面考慮，理論上實現了本地城域網基礎資源微網格的“整體規劃，分布實施”。但城市的用地規劃和移動通信網絡的建設，是一個持續動態的發展過程，后期該怎么樣把握規劃與建設的平衡性，是需要不斷在工程實踐中探索。