通信網(wǎng)絡規(guī)劃new

1、預測是利用科學手段預先推測和判斷事物未來的發(fā)展趨勢和規(guī)律。通信業(yè)務預測應根據(jù)通信業(yè)務由過去到現(xiàn)在發(fā)展變化的客觀過程和規(guī)律，并參照當前出現(xiàn)的各種可能性，通過定性和定量的科學計算方法，來分析和推測通信業(yè)務未來若干年內(nèi)的發(fā)展方向及發(fā)展規(guī)律。通信業(yè)務預測是通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)。在進行通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計時首先根據(jù)規(guī)劃周期和規(guī)模進行調(diào)查和預測，以便為規(guī)劃設(shè)計的科學性、實用性提供必要的依據(jù)?？茖W的預測一般有以下幾種途徑： (1)因果分析，通過研究事物的形成原因來預測事物未來發(fā)展變化的必然結(jié)果。 (2)類比分析，比如把單項技術(shù)的發(fā)展同生物的增長相類比，把正在發(fā)展中的事物同歷史上.的“先導事件”相類比等等，通過這種

2、類比分析來預測事物未來的發(fā)展、 (3)統(tǒng)計分析，通過一系列的數(shù)學方法：對事物的過去和現(xiàn)在的數(shù)據(jù)資料進行分析，去偽存真，由表及里，揭示出歷史數(shù)據(jù)背后的必然規(guī)律性，給出事物未來的發(fā)展趨勢。 3.2.1.通信業(yè)務預測的基本概念 1. 通信業(yè)務預測的內(nèi)容 通信業(yè)務的預測主要包括：用戶預測、各局業(yè)務量預測和局間業(yè)務流量預測三項內(nèi)容。 用戶預測：對用戶的數(shù)量、類型和分布等進行預測。 各局業(yè)務量預測：對各交換局電話業(yè)務或其他業(yè)務量進行預測。電話業(yè)務量通常以愛爾蘭、忙時呼叫次數(shù)和話單張數(shù)等單位來表示。 局間話務量預測：，對本地或長途局間的話務或其他業(yè)務的流量與流向進行預測。 2.通信業(yè)務預測的分類 (1)按預

3、測期限分 按預測期限可分為近期預測、中期預測和遠期預測。 近期預測：也稱短期預測，一般為25年，用于指導日常運營和實施近期計劃或工程設(shè)計等。 遠期預測：年限約為1020年，甚至更遠些，用于指導發(fā)展規(guī)劃，對于局所規(guī)劃、選址、確定終局容量和進行管道、光纜設(shè)計等都是必不可少的。 中期預測：年限約為10年，兼有近期預測和遠期預測兩方面的作用。 (2)按預測結(jié)果的屬性分 定性預測 定量預測 (3)按預測的范圍分 宏觀預測 微觀預測 (4按預測的性質(zhì)分 判斷性預測 歷史資料延伸性預測 因果性預測 ：(5)按預測區(qū)域分 按預測區(qū)域可分為長途通信業(yè)務預測、本地網(wǎng)通信業(yè)務預測和小區(qū)預測等。小區(qū)通常是指一介街坊或

4、幾個街坊組成的區(qū)域，小區(qū)預測也稱街坊預測，它既反映電話用戶的數(shù)量，又反映電話用戶的分布狀況。 (6)按預測的業(yè)務性質(zhì)分102-按預測的業(yè)務性質(zhì)可分為電話業(yè)務預測和非話業(yè)務預測。非話業(yè)務預測又分為公眾電報、用戶電報、傳真及其他數(shù)據(jù)業(yè)務預測。3通信業(yè)務預測的主要步驟 第一步：為了科學地研究和預測通信業(yè)務發(fā)展的客觀規(guī)律，首先必須雀定預測對象，深入調(diào)查、收集預測對象的發(fā)展數(shù)據(jù)以及對其產(chǎn)生影響的各種因素的資料，并認真地加以整理，為預測工作打好基礎(chǔ)。 第二步：對已掌握的資料進行預測分析，找出預測對象過去的發(fā)展規(guī)律，選出可用的預測方法。預測方法是否適當對預測結(jié)果有很大影響。 第三步：建立數(shù)學模型，驗證模型的

5、合理性，通過具體計算得出有一定參考價值的預測值。這樣得到的結(jié)果比非解析方法得到的結(jié)果要科學，且方法簡便。 第四步：對以上得出的預測值進行綜合分析、判斷和評價，并根據(jù)某些情況進行必要的調(diào)整和修正，以確定最后的預測結(jié)果，作為通信網(wǎng)規(guī)劃設(shè)計的依據(jù)。4業(yè)務預測中應注意的問題 (1)在收集歷史數(shù)據(jù)時，應注意各種歷史數(shù)據(jù)在不同時期的統(tǒng)計背景和口徑問題。 (2)為提高預測的準確性，一般采用兩種或兩種以上的預測方法進行預測，如預測結(jié)果相近，則認為預測結(jié)果可行，否則，應進行分析，找出原因，選取較為合理的結(jié)果。 (3)需要對預測結(jié)果進行定期跟蹤、觀察和修正。保證業(yè)務預測工作的長期性，不斷提高業(yè)務預測結(jié)果的準確性。

6、3.2.2 常用的用戶預測和業(yè)務量預測方法 常用的用戶預測和業(yè)務量預測方法主要有時間序列分析法、多因子相關(guān)回歸預測法、彈性系數(shù)法和定性預測法等.1時間序列分析法， 時間序列是將預測對象的歷史發(fā)展狀況按時間順序序排列的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。時間序列分析法假定預測對象未來的發(fā)展趨勢與過去發(fā)展趨勢相一致并且不考慮外界因素的影響，找出這些統(tǒng)計數(shù)據(jù)與時間的函數(shù)關(guān)系，并選用相應的數(shù)學模型進行預測。常用的方法有線性回歸法、指數(shù)曲線回歸法、幾何平均增長率法。 (1)線性回歸法 如果將預測對象的時間序列擬合成趨勢線，可以用線性方程表示，則稱為線性回歸。其數(shù)學模型為： =a+ bt式中，為預測對象在t年的預測值； t為基年起

7、算的年數(shù)； a，b為線性回歸系數(shù)。 建立線性回歸預測模型即確定回歸系數(shù)a，b常使用最小二乘法，即通過使已知的時間序列數(shù)據(jù)到待求的擬合趨勢線距離的平方和為最小，這時得到的即為最佳值。設(shè)已知時間序列為，由線性方程得到的相應理論值為，到距離的平方和為將=a+bt代入上式，得：要使S有最小值，可令容易得到從而可得到回歸系數(shù) 得到線性回歸系數(shù)a、b之后，代入基年起算的年數(shù)t，就可以得出t年的預測值。 (2)指數(shù)曲線回歸法 如果將預測對象的時間序列數(shù)據(jù)近似為一條指數(shù)增長曲線，可用指數(shù)方程表示，則稱為指數(shù)曲線回歸。指數(shù)曲線回歸的數(shù)學模型為： y=A*式中，為第t年的預測值； t為從基年起算的年數(shù)； A，B為

8、指數(shù)回歸系數(shù)。 指數(shù)曲線數(shù)學模型可以變?yōu)榫€性模型。對該式兩邊取對數(shù)，得： 令，a=lgA，b=lgB，可得 =a+bt與線性回歸法的分析方法相似，容易計算得到a，b，從而得出A，B。(3)多因子相關(guān)回歸預測在多用戶預測分析研究中，有時會發(fā)現(xiàn)電話需要量(因變量)并不完全是隨時間(自變量)而變化，還有其他因素(若干個自變量)對它產(chǎn)生影響，例如國內(nèi)經(jīng)濟生產(chǎn)總值、人均經(jīng)濟收入、平均家庭收入等。多因子相關(guān)回歸預測法首先根據(jù)歷史資料，對各種變量進行研究，找出通信業(yè)務與各種因素之間的相關(guān)性和相關(guān)程度，然后采用適當?shù)姆椒ǖ玫綌M合曲線，并建立回歸預測的數(shù)學模型，最后進行預測。多因子相關(guān)回歸的預測模型有線性和非線

9、性兩種，多因子相關(guān)回歸模型為： 式中，y為預測值，為影響因子，為回歸系數(shù)。 多因子非線性回歸預測的數(shù)學模型很多，在通信業(yè)務預測中通常用生產(chǎn)函數(shù)，其模型表達式為： y=式中，為回歸系數(shù)。將該式兩端取對數(shù)，可簡化為多因子線性相關(guān)模型。 使用多因子相關(guān)模型進行預測是否合理，需對回歸結(jié)果進行檢驗。通過檢驗略去某些相關(guān)性不強的因素，以簡化相關(guān)模型。 在實際應用一般多使用23個因子，因為引子太多，引人的誤差將增大；，.會影響預測的精度。2. 彈性系數(shù)法 據(jù)電話發(fā)展與國民經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系，引入彈性系數(shù)指標。彈性系數(shù)表示電話通信需求的增長速度與經(jīng)濟發(fā)展的相適應程度。于是國民生產(chǎn)總值增長率與電話增長率有如下關(guān)系：

10、 式中，k為國民經(jīng)濟生產(chǎn)總值年增長率；. r為電話的年增長率； 為彈性系數(shù)。上式可變形為：當k和r都較小時，可簡化為： 根據(jù)一般規(guī)律，電話發(fā)展期，1；電話趨向飽和期，1。在我國電話于大發(fā)展的時期，彈性系數(shù)一般取1.32.0為佳。 t年的預測值為： 式中，為基礎(chǔ)年預測對象的實際值； t為預測年限。 彈性系數(shù)法適于在本地網(wǎng)中作短期或中期預測。3定性預測法 定性預測主要是通過調(diào)查研究來分析和預測通信業(yè)務未來的發(fā)展。調(diào)查對象主要是有關(guān)方面的群眾和專家，對群眾的調(diào)查可以采用發(fā)調(diào)查表的方式；對專家的調(diào)查可采取開預測調(diào)研會等方式。作為定量預測的前期工作，定性預測法簡單易行，可以充分聽取各方面的意見但這種方法

11、容易引入人為的因素。4普及率法 所謂普及率目標法就是根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展狀況、通信發(fā)展現(xiàn)狀，再參考全國、全省同期的電話發(fā)展水平，并考慮到當?shù)氐那闆r在全國所處的位置，確定出來的增長模式或在預期年上應達到的目標水平。對不同地區(qū)的目標水平預測可以運用不同的方法。3.2.3 常用的流量預測方法1流量預測概述 局間業(yè)務流量是通信網(wǎng)中兩交換局間通信業(yè)務的數(shù)量；可分為來流量和去流量。在電話網(wǎng)中，業(yè)務流量是指局間的話務流量。若不考慮長途話務量，則局間話務流量具有封閉性，即網(wǎng)內(nèi)各局流出話務量總和等于流入話務量總和。若考慮長途話務，則該系統(tǒng)不再是封閉的，即各局流出的話務量總和不等于流入話務量的總和。 通信網(wǎng)中各交換局

12、之間的業(yè)務流量可以用流量矩陣表示，如表3.3所示。表 3.3 流 量 矩 陣表中，為由i局到j局的去流量，也是j局由i局的來流量；為i局去業(yè)務量；為j局來業(yè)務量；即全網(wǎng)中來、去業(yè)務量總量相等。上表中，對角線元素在長途電話流量矩陣中為零，但在其他專業(yè)中(如市話、電報和郵政中的各項業(yè)務等)就不一定為零，而為本地(局)的業(yè)務量(話務量)。2. 流量預測方法 流量預測一般是根據(jù)各局的去(來)業(yè)務量的預測數(shù)，以基礎(chǔ)流量矩陣為基礎(chǔ)進行合理分配，或利用通信網(wǎng)中其他有關(guān)數(shù)據(jù)進行分配而得到預測的流量矩陣。確定流量矩陣的方法很多，常用的有吸引系數(shù)法、重力法、雙因子平衡法等。 (1)吸引系數(shù)法 通信網(wǎng)內(nèi)各局間的吸引

13、系數(shù)表示各局間用戶實際聯(lián)系的密切程度。引系數(shù)法是在已知各局的去流量(或發(fā)話話務量)的基礎(chǔ)上，通過計算吸引系數(shù)來求得預測流量矩陣。吸引系數(shù)的計算要求有較完整的歷史話務量數(shù)據(jù)，計算公式如下：式中，為i局呼叫j局的吸引系數(shù)；為已知全網(wǎng)各局發(fā)話話務量之和；為已知i局流向j局的話務量。根據(jù)歷史話務量數(shù)據(jù)計算出吸引系數(shù)后，如果可以得到各局的發(fā)話話務量預測值，則可得到各局間的預測流量值，即： i局的發(fā)話話務量預測值可接下式計算： 式中，為i局的用戶總數(shù)(或局容量)； 為i局平均單機發(fā)話話務量。 吸引系數(shù)法適于容量比較小的城市進行短期預測。 (2)重力法 當已知某局總發(fā)話話務量的預測值，但缺乏相關(guān)各局話務量的

14、歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)狀數(shù)據(jù)時，為了將其總發(fā)話話務量的預測值分配到各局去；、可采用重力法得到局間話務流量預測值。根據(jù)統(tǒng)計分析得出，兩局間的話務流量與兩交換局的用戶數(shù)或入口數(shù)的乘積成正比，而與距離的k次方成反比，其計算公式為：式中，為i局到j局的話務流量；為i局預測的發(fā)話話務量：為i局到j局的距離；分別為i局，j局服務區(qū)域內(nèi)預測的用戶數(shù)或人口數(shù)，或為i局和j局的交換局容量。K值的選取應根據(jù)具體情況如兩局服務區(qū)域之間的經(jīng)濟、政治聯(lián)系等綜合因素來選取，一般取k為1、2或1/2。重力法適于話務量變化較大的本地話務或長途話務預測。 (41)類比法 對于時間跨度很大，或者沒有歷史數(shù)據(jù)可言的全新業(yè)務而言，采用前述的方

15、法進行預測難度很大。這時采用類比法來進行預測，可以取得較好的效果。類比法認為；同類型的業(yè)務在大體類似的條件下，其發(fā)展過程總體上是相似的。因此，相對落后的地區(qū)就可以從先進地區(qū)的發(fā)展經(jīng)歷中取得參考數(shù)據(jù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)地區(qū)特性對其進行修正，便可以得到相對準確的預測值。 (5)在長話流量預測中的改進雙因素法 前面討論的雙因子平衡流量預測方法、，既可用于市話局間話務流量的預測，也可用于長途電話的業(yè)務流量預測，在這種預測中，可以全國長話流量流向的三天調(diào)查資料為基礎(chǔ)，預測規(guī)劃期的流量流向。 實際工程中應用雙因子平衡法進行長話流量流向預測，發(fā)現(xiàn)存在收斂問題、零增長問題、平衡問題等三個問題。 收斂問題是雙因子

16、平衡法中最大的問題，在實際中，長話流量流向矩陣中零元素一般可達50%，甚至更高。此外，長話預測矩陣的點遠遠多于市話預測，省內(nèi)網(wǎng)點大多數(shù)都在100點以上，點間話務量極不平衡，這些因素都可導致算法不收斂。 當基年話務矩陣中存在零元素時；不管實際增長率多高，雙因子平衡法調(diào)整后它仍然為零，這也是算法自身的弱點，也就是其零增長問題。 客觀地說廠網(wǎng)中各局的發(fā)展是不平衡的，而雙因子平衡法的機制是使熵最小，因此，從總體上講它有壓抑發(fā)展不平衡的傾向。從另一角度來看，若預測數(shù)據(jù)總的來流量與總的去流量很不平衡，同時基礎(chǔ)矩陣中某與也很不平衡，則在雙因子平衡法調(diào)整中會出現(xiàn)“引力效應”，使得與變得更加不平衡，而且還會影響

17、它們附近的元素。 由于矩陣中存在大量的零元素，雙因子平衡法不能保證收斂。此外，采用整型數(shù)組存放，在利用計算機的算法調(diào)整過程中，存在著大量整數(shù)實數(shù)整數(shù)的變換過程。這一過程可能使某些小的話務量在調(diào)整過程中變?yōu)榱?，在最壞的情況下將導致某行或某列全為零，從而使算法失效。當然，采用實型數(shù)組可以減輕這一問題，但正如前述，它將大大減少軟件最大允許的點數(shù)，從而降低實用性。1103.2.4 預測結(jié)果的改進 預測實際上是采用科學手段進行的推測，它的準確性是或然的，而不是必然的。不同的預測方法，其出發(fā)點、側(cè)重點都有所不同，預測結(jié)果往往也會有一定的差異。因此，如果隨便采用一種預測方法后就用于規(guī)劃建設(shè)，無疑會帶來的很大

18、的風險。要獲得可靠的預測結(jié)果，就必須同時采用多種方法進行計算，并對各種方法計算得出的結(jié)果進行分析比較，去除不合理的成分，最后才能獲得相對準確的預測結(jié)果。1. 有關(guān)預測計算的條件要求及結(jié)果的準確性與合理性 (1)有關(guān)預測計算的條件要求 單從線性回歸分析的方法看；計算的樣本數(shù)量n越多、預測未來的年數(shù)越短，則預測結(jié)果的精度越高?？梢詮睦碚撋隙康剡M行推算。首先給出置信度，然后利用顯著性檢驗方法，求出置信區(qū)間。當然，也可以在給定置信度情況下，對于要求的置信區(qū)間反求樣本數(shù)量，以確定需要的采樣數(shù)據(jù)量。在進行理論分析中有幾個問題應特別注意。 理置信度的確定 電信預測涉及的范圍很廣，依賴的因素很多，特別是牽涉

19、到許多社會因素，因此就不可能像在自然科學研究中那樣，使用高達90%以上的置信度。 合理的樣本數(shù)的確定 電信統(tǒng)計所能得到的數(shù)據(jù)都不可能嚴格滿足數(shù)理統(tǒng)計的要求，例如，平穩(wěn)特性、各態(tài)歷經(jīng)性等都難以滿足，因此，無限追溯過去就顯得沒有意義。建議采用近10年的歷史基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，去預測緊接著未來10年以內(nèi)的范圍為最大限度。 異常數(shù)據(jù)的取舍 歷史土的數(shù)據(jù)在正常情況都會處在一個合理的范圍，這也就是所謂“模板”的概念。然而出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)也是有可能的；此時應認真分析其可能性和合理性。但是如果最后都提不出合乎情理的理由來解釋異常數(shù)據(jù)的原因，則應舍棄該項數(shù)據(jù)。 (2)預測的準確性與合理性 作為電信業(yè)務預測的原始數(shù)據(jù)均來源于社

20、會，受多種社會活動因素影響使預測帶有不確定性，時間跨度越大、社會的變動因素越多，數(shù)據(jù)的可用性就越低。 由于上述種種因素，使得作為預測基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)難以滿足數(shù)理統(tǒng)計中對數(shù)據(jù)的要求條件，因此一般只能取10個點以內(nèi)。 即使總體預測相當準確，但個別地區(qū)仍會有較大偏差七。因此仍應按后續(xù)討論的方法進行修正與審定。 準確性也依賴于資料來源的充分可靠、數(shù)據(jù)口徑的統(tǒng)一及預測人員的經(jīng)驗和判斷。按照國外流行的衡量標準，作為對高風險技術(shù)和涉及到社會現(xiàn)象的估計，：達到概率意義的精度就應該算是合理的精度。所謂概率意義下的精度，就是：為簡單起見，一般取達到的精度范圍，應該就算是合理的精度。2. 預測的修正為了改進預測結(jié)果的精度

21、，需要進行預測的修正。修正工作可從兩個方面著手，即預測環(huán)境的修正和預測模型的修正。 (1)預測環(huán)境的修正 預測環(huán)境的修正包括將處于經(jīng)濟高速增長期的修正、電信客觀環(huán)境的修正和電信運營狀況的修正，等三個方面。 處于經(jīng)濟高速增長期的修正 當處于經(jīng)濟高速增長期間，應密切注意使電信的增長率與經(jīng)濟的增長率保持一個恰當?shù)谋壤Ｔ谶@方面，改革開放后的珠江三角洲地區(qū)體現(xiàn)得尤其明顯。 信客觀環(huán)境的修正 電信客觀環(huán)境的修正，應該認真地考察以下的方方面面： 局房、管線環(huán)境，未來可擴容的能力； 機、線和其他設(shè)備的配套和協(xié)調(diào)狀況； 傳輸條件是否良好，是否是具備雙路由的安全網(wǎng)絡； 網(wǎng)絡經(jīng)受異常環(huán)境和條件的能力，即西方經(jīng)常研

22、究的魯棒性(robustness)。 相應的修正方法可以采用下面所說的跳變系數(shù)或高速增長斜率等方法。 電信運營狀況的修正 電信運營狀況的修正包括： 服務質(zhì)量與水平； 資費確定是否合理，能否為當?shù)囟鄶?shù)用戶所接受； 開展的業(yè)務定位是否合適，能否適銷對路； 電信部門的宣傳推動和引導消費的成效等。 修正的方法：可以對電信運營狀況進行評級，每千級定出相應的跳變系數(shù)，然后分別乘以不同的跳變系數(shù)進行修正。 (2)預測模型的修正 預測模型的修正可以有跳變系數(shù)修正、預測模型斜率的修正、預測模型截距的修正和對飽和程度的修正等。 跳變系數(shù)修正 在歷史發(fā)展的某些時間或從某個時刻起，相應的數(shù)據(jù)應增加上個跳變量，或者乘以

23、一個跳變系數(shù)，然后拿這些經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)作為原始數(shù)據(jù)作下一步的分析處理，比如回歸分析等。屬于需要引入跳變系數(shù)修正的類型例如有：出現(xiàn)大規(guī)模新用戶群、資費下調(diào)、電信宣傳推動工作成效等。 預測模型斜率的修正 當某些因素有可能影響到預測模型的增長斜率趨勢時，則應進行斜率的修正。例如IYU-T的主線普及率與人均GDP關(guān)系曲線，隨著時間的推移、通信手段的豐富(如移動手機的普及)、是否接近飽和區(qū)等，其曲線的斜率將會變得較平坦些，這時就應作斜率的修正。 預測模型截距的修正 隨著電信部門的設(shè)備更趨完善、機線更加配套，業(yè)務定位更適合當?shù)匾?，將會使得S112-形增長模型向更高處移動，這時應進行預測模型截距的修正。 飽和程度的修正 隨著城鎮(zhèn)地位的改變，固定電話和移動電話應用的不同，人們對第二電話的需求，對上網(wǎng)的需求等等，都會對飽和程度有一定的影響，應對飽和因子S進行相