民航旅客服务系统交易模型及关键技术研究

梁海峰，黄恺，杜建国

（中国民航信息网络股份有限公司研发中心，北京，100010）

民航旅客服务系统交易模型及关键技术研究

梁海峰，黄恺，杜建国

（中国民航信息网络股份有限公司研发中心，北京，100010）

本文从民航旅客服务系统的交易技术框架入手，分别介绍了核心交易模型的三级结构、交易内容以及模型特点，对民航旅客服务系统的整体技术框架进行了详细介绍。结合当今民航市场的业务发展和需求变化，对旅客服务系统在建设和运行过程中所遇到的关键技术以及解决方法进行了总结，包括核心交易模型对技术的要求、复杂事物的数据模型表达以及高并发核心交易全局处理。以航空领域的旅客服务系统模型的典型性特征和实践探索，阐述对于整个交通行业信息技术的通用借鉴作用。

旅客服务系统；核心交易模型；交易全局管控

0 引言

民航业经历了30多年的发展，形成了较完善的业务模型，与之对应的民航旅客服务系统（PSS,Passenger Service System）变得日益复杂，系统处理能力变得更强大，满足了国内民航旅游业的快速发展。旅客服务系统最关键的功能是处理机票等航空旅游产品预订和销售的核心交易，本文从数据的角度阐述该核心交易模型及其涉及的关键技术。

1 PSS核心交易模型的框架结构

旅客服务系统是依托信息技术，以计算机系统为核心，为航空公司提供自动化管理航班、预订销售、机场服务以及票证结算等核心交易的综合服务系统，是航空公司为旅客提供差异化服务，实现“以旅客为中心”服务理念的重要技术基础。其影响范围从航空产品的顶层设计到末端接触点服务的全流程生命周期，可以说是整个民航领域的中枢神经。

1.1 PSS核心交易模型总体设计

旅客服务系统模型的总体框架是以旅客预订和客票记录为核心，通过同步或异步的连接方式展开的各项PSS核心交易，实现航空公司为旅客提供的出行服务。其框架可以图1表示，从图1可知，按照在核心交易过程中的参与程度，旅客服务系统模型可以划分为三个层级。

第一层级：前端接入层，即服务渠道，是连接旅客和航空服务提供方的通道，是旅客进入航空服务体系内的主要方式。服务渠道一般分为直销和两种渠道。

第二层级：核心交易层，是构成旅客服务系统框架的主要层级，由参与方（内部客户和外部客户）结合交易基础数据参与或辅助完成各项核心交易，实现对核心数据（旅客预订和客票记录）的操作。随着业务流程的进展，核心数据会流转至旅客服务的各个接触点，为航空公司提供航空服务的基础数据。

第三层级：数据服务层。通过大数据识别、调整和校对旅客在旅行过程中的真实感受和潜在需求，是今天航空公司提升服务水平的重要手段。将旅客预订和客票记录以大数据的形式集中存储起来，通过工具和脚本分析总结出反映市场变化数据产品，反馈至内部客户和外部客户，是整个旅客服务生态环境自我净化的方式，也是民航业通过信息技术手段不断提升服务水平，从而构成一个整体高效的运营系统的重要原因。

以上三个层级构成了旅客服务系统的生态环境，前端接入层是核心交易的触发渠道，在核心交易层中内部客户完成了对旅客预订和客票记录的操作，建立了为旅客提供航空服务的技术条件。同时结合外部客户提供的交易基础数据，让旅客的出行更加便利和顺畅。随着旅客旅程的结束，各项旅行中的过程数据同步至数据服务层，经过有效分析和过滤，总结出旅行过程中的真实状态，为内部客户和外部客户形成新的决策提供依据。

1.2 PSS核心交易模型内容

旅客服务系统的核心交易是围绕着航空服务的主营业务展开的，其主要内容包括航班管理、预订销售、机场服务以及票证结算四大部分。

图1 旅客服务系统核心交易模型框架图

（1）航班管理。航空公司根据市场需求建立航班（T-Card），并根据航班的类型设计不同的附加服务产品目录（Catalog）。长期以来航班是航空公司主要的销售内容。近年来出现了以航班为依托的附加服务，也逐渐成为航空公司新的利润增长点。因此航班管理从广义上是包括航班及附加服务在内的两部分库存管理。

（2）预订销售。预订销售主要分为售前和售后两部分。售前部分是指在销售航班和附加服务产品的过程中，创建旅客预订记录、支付及客票销售（即创建旅客客票记录）的过程；售后部分是指在由于某种情况导致行程变更的情况下，对旅客预订和客票记录变更操作的过程。变更操作从触发场景可以划分为自愿变更和非自愿变更；从变更内容上可以分为退票、改期、换开（改签）等。预订销售过程的交付物就是确定了旅客服务系统的核心数据：旅客预订记录和旅客客票记录。

（3）机场服务。航空公司在机场为旅客出行提供服务，是旅客购买航空服务的交付环节。在这个环节中，旅客服务系统为机场提供了该机场所需要的航班旅客名单（PNR-DCS）。旅客在机场进行值机、托运行李、登机并起飞。在完成飞行以后，旅客预订和客票记录之间将进行数据一致性同步，将最终成行的旅客置为已完成的终态（Used/Flown），将原计划出行但并未到达机场的旅客（Noshow）置为重新开放（Open）状态，后续可根据销售的签注规则进行处置。

（4）票证结算。作为旅客服务系统业务流程中的最后一环，票证结算将所有进入终态的旅客客票以结算记录的形式返回至航空公司结算部门。结算过程不仅仅是将销售客票和使用客票之间进行对账，也会对客票销售规则及签注条款的具体内容进行核对，这其中包含了对于不同运价基础客票的退改签规则的核对。如果出现销售与使用过程不匹配的情况，结算环节会出具相应的报告，反馈至业务上游的部门，以便进行问题排查。至此，形成了整个旅游分销业务流程的闭环。

以上四个环节是旅客服务系统的核心交易，覆盖了航空服务上下游的主要业务流程。除了内部客户（航空公司）直接参与以外，外部客户提供的交易基础数据和资讯信息，也以辅助参与的方式完善了旅客预订和客票记录的内容，提升旅客在出行的过程中的便捷体验。此外，作为核心数据的旅客预订和客票记录，不仅记录这些业务所需要的全部数据信息，还在所有复杂业务的流程中，支持对各个相关数据项进行灵活的操作，确保在整个航空服务流程中各个接触点所看到的旅客信息、行程和状态是完全一致的。

1.3 PSS核心交易模型的特点

在民航业三十多年的行业发展过程中，旅客服务系统融合了各种行业内的规则，旅客服务系统不断进行着技术升级和功能升级，其核心交易模型体现出以下几个特点。

（1）旅客服务的主业务链条长。以核心交易之一的预订销售环节售前部分为例，在整个售前操作过程中包含以下步骤。

a.输入旅客信息

b.申请航班座位

c.锁定航班座位

d.申请附加服务

e.锁定附加服务

f.校验旅客证件（是否为失信人）

g.识别常客信息（是否为常旅客）

h.客票票价计算

i.订单支付

j.订单出票

以上十个步骤构成了预订销售售前部分的主要操作，除了步骤a输入旅客信息以外，其余的9个步骤都涉及与外部系统的交互。业务链条长会增加隐形的交易风险，对旅客服务系统确保交易一致性方面提出了很高的要求。

（2）相关的参与方数量多。内部客户的参与方相对固定，主要以航空公司、机票代理及机场服务商为主；而外部客户则包括航空公司联运伙伴在内的合作方，在全球一体化的大背景下，网络型航空公司的联运伙伴遍布全球。全世界的旅客服务系统已经连接在了一起，技术上可以做到让旅客在世界上任何一个地点，买到任何一条航线的机票。此外，交易基础数据的提供商也随着业务的发展而不断增加。为了支撑多方共同参与交易的情况，旅客服务系统需要在保持高效网络连接的同时，保证的数据的完整性。

（3）安全风险等级高。机场离港是旅客出行环节，机场的每日处理量逐年增加。全世界最繁忙的50个机场中，中国大陆地区占了7个。其中北京首都机场2016年旅客吞吐量9439万，世界排名第二。如此繁忙的机场，一方面必须依靠高效的旅客服务系统为旅客快速办理乘机手续，另一方面也需要有可靠系统安全保障做支撑。如果一旦系统出现故障，旅客无法值机，机场会瞬间滞留大量旅客。在焦急等待的过程中，发生各类群体性事件的概率会大大增加。因此机场离港的系统安全保障的要求是最高的，必须以事故“零容忍”的目标保障机场旅客出行安全。

2 PSS核心交易模型关键技术研究

民航旅客服务系统随着业务量的发展和模型的变化，对技术的要求也在不断提升。从最初的实现航空服务操作的自动化，到后来的支持电子商务发展，旅客服务系统支撑的业务越来越复杂，其技术实现的难度越来越大。尤其是复杂事物的数据模型表达和高并发核心交易全局处理，实现PSS核心交易模型面临的两项技术难题。

2.1 PSS核心交易模型对技术的要求

旅客服务系统是个高并发实时交易系统，主业务交易流程长、相关参与方多的特点决定了交易的高复杂性，其对事务完整性的要求是其他行业交易无法比拟的。图2是核心交易模型对技术的要求。

（1）规模要求。为了能够支撑全民航核心交易的业务规模，旅客服务系统需要具备高并发的交易处理能力。以2017年5亿人次的市场规模计算，其中涉及纯增、删、改操作的核心交易并发量在1000TPS以上，而查订比通常在100：1以上。

（2）数据范围。旅客服务系统在交易中产生的内容都需要存储在数据库中，其范围包括旅客预订和客票数据的核心数据，以及以航班时刻、运价基础、旅客画像等为代表的辅助数据。

（3）质量要求。出于对民航业特殊性的要求，一方面要让旅客购买服务得到准确兑现，另一方面也要满足飞行安全的需求，旅客服务系统对数据质量的要求是非常高的。首先需要对行业范围内的数据进行规范化定义，让相关参与方使用统一口径进行对话；其次借助评估维度确定数据质量改进目标和改善计划；最后通过一整套的数据评估、清洗、监控、预警等手段对数据进行不断改善和质量提升，持续不断的清除错误数据和垃圾数据。

（4）数据应用。除了在核心交易中起到记录信息和串联业务应用的作用以外，数据在经过分析和挖掘之后，反过来对顶层业务决策的影响也非常重要。通过数据的甄别、筛选和收集，建立数据仓库，利用相关的数据分析和挖掘工具，对数据进行统计和推理，形成最终的决策数据，使得数据最终能够在应用环境中体现出价值。

图2 PSS核心交易模型的技术要求

（5）整合技术。核心数据会随着业务的发展不断壮大，到一定的阶段就需要对当前的数据进行整合。把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中，从而为客户提供全面的数据共享。

除了旅客服务系统自生产生的内容以外，针对在旅客服务过程中参与方多和对外连接多的情况，对于内部客户和外部客户提出了不同的技术要求。

对内部客户的三个技术要求是：子系统之间通过建立高等级连接，确保核心交易的及时和准确；提供必要的应用软件，确保核心交易的可控和排他性；通过对参与核心交易内容的控制，确保与核心交易不存在竞争关系。

对外部客户的三个技术要求是：与外部客户系统之间通过建立高等级连接，确保核心交易的及时和准确；通过建立相互之间的协作关系，确保核心交易服务的可靠；对关键外部内容的服务进行并购，以确保核心交易的可控。

2.2 复杂事物的数据模型表达

旅客服务业务的多样性，决定了核心数据结构的复杂性。旅客服务系统的核心数据是旅客预订记录和旅客客票记录。为了支持旅客服务环节中业务链条长的情况，这两个数据分别对应了预订销售环节中的售前和售后两大交易过程。将复杂的预订销售过程交易分解以出票为标志的前后两部分，出票以前的航班预订、订单创建、旅客识别等业务操作对象是旅客预订记录，出票以后的退改、换开等操作以旅客客票记录为主。

据不完全统计，80%以上的订单记录内容修改是在出票之前。旅客订单记录是以PNR记录编号为主键的树状结构存储，有利于快速定位和独立更新，适合于对数据项更新频率较高的业务应用。并且PNR记录之间相对独立，如果出现故障影响范围可控。

旅客客票记录是以关系型数据的存储方式，优势是能够支持多种方式查询记录。对于航空公司的售后机构通过不同的方式查找客票记录提供售后服务，以及在机场服务交付环节支持第三方服务代理以多种渠道不同方式检索记录并进行服务，都是最有效的数据存储方式。

随着近几年统一订单概念的提出，将旅客预订记录和旅客客票记录合并的想法逐渐被民航业内相关方所认知。合并以后统一订单将以对象型网状结构为数据模型，既可以支持高频率的订单更新，又可以支持不同渠道多种检索方式的需求，真正实现互联网订单管理模式的数据模型，以满足简化流程和扩展业务的目标。

2.3 高并发核心交易全局处理

根据最新监测数据，国内旅客服务系统的核心交易并发处理量峰值达到了每秒钟1800笔交易，平均并发处理量也在1000TPS以上，并且还在以每年20%左右的速度增长。面对高并发复杂事务处理的现状，民航旅客服务系统根据自身技术架构的特点，采取了一些符合行业特点的全局事务管控方式，不仅很好的解决了性能和扩展性等方面的问题，还为将来的业务发展铺平了的道路。

（1）有效隔离系统间交互对核心数据操作的影响。前面提到，无论是创建旅客预订记录，还是在售后服务的变更、退改等环节，都会与外系统进行交互，交互的结果会直接影响到核心数据的内容。如果按照正常设计思路，每次交互都等待对方回复结果再进行后续处理，那么一方面整体的交易处理时间会拉长，另一方面如果在某一个环节中交互失败，整个交易向前回滚的成本会增加。旅客服务系统的处理方式是，对于预订申请类需要同步交互的交易，采用并发交互的方式，利用聚合技术在所有回复收到后，再进行下一步处理；对于不需要同步交互的交易，采用先将假定内容写入订单，再通过异步的形式与外系统进行交互。如果回复成功，则保持假定内容的现状，如果不成功则再将其删除。也可以在假定内容写入的过程中增加状态信息，通过状态的调节，反映与外系统交互的结果。

（2）通过分布式数据存储降低并发压力。在核心数据的并发处理量中，来自机场离港业务的并发处理量占到了整体的50%，在某些交易峰值中，甚至占到了70%。为了降低并发量过高所带来的压力，同时也为了实现机场离港事故“零容忍”的目标，结合机场离港业务自身的特点，民航旅客服务系统在离港子系统中以机场为单位建立了核心数据的镜像。由预订销售子系统将核心数据在航班起飞前的某个时刻推送至离港子系统。这样每个机场本地环境都会建立乘机旅客档案，在办理值机和其他服务的过程中，机场服务商直接操作本地的旅客记录（PNR-DCS）。在航班起飞后，再将最终结果同步至预订销售子系统旅客记录（PNR-ICS），从而实现了操作本地化、业务延续化和故障隔离化的三个目标。

3 小结

作为航空领域的旅客服务系统模型具有典型性和代表性，在整个交通行业的也具有一定的通用性，可以作为整个交通领域的通用旅客服务模型进行实践探索。当然，其他旅游行业的交易系统，如铁路售票系统近些年发展迅猛，其处理海量交易的能力，值得民航旅客服务系统借鉴。各行各业只有互通有无、取长补短，才能实现共同提高。

[1]曹卫东.民航旅客服务信息系统可靠性评估[J].中国民航大学学报.2016，34(3):38-41.

[2]丁建立.面向复杂民航业务的中间件架构设计与实现[J].计算机工程与设计.2016，37(5):1367-1374.

[3]李永进.面向高并发复杂民航业务的服务器架构设计[J].计算机应用与软件.2016，33(5):4-7.

[4]田丰.面向高并发服务请求的负载均衡技术研究[J].中国民航大学学报.2015，33(5):47-50.

[5]毛军为.民航旅客信息系统HTH报文成组并发控制优化[J].中国民航大学学报.2011，29(5):31-37.

[6]赵耀帅.基于IATA Host-To-Host协议的GDS互联适配器设计[J].电脑知识与技术.2016，12(8):244-247.

[7]赵桂红.民航全球分销系统（GDS）市场对外开放分析[J].商业研究.2007(1):104-107.

The Transaction Model And Critical Technology Research of China Aviation Passenger Service System

Liang Haifeng，Huang Kai，Du Jianguo
（R&D Center, Travelsky Limited，Beijing，100010）

This article introduces the central transaction model architecture of aviation passenger service system, including three levels of transaction model, contents of transactions and their features. With the business and requirements of aviation market changing, the author summarizes the key technologies and solutions during the developing and running period of the passenger service system, such as the technical requirements of central transaction model, complicated data model design and global transaction control in high-concurrency environment. This article’s general exposition of the aviation passenger service system’s features and experience could be referenced by the transportation industry IT system development.

Passenger Service System; Central Transaction Model; Global Transaction Control