民航訂座系統(tǒng)PNR容量擴(kuò)容

王曉勃，任利明

（中國(guó)民航信息網(wǎng)絡(luò)股份有限公司研發(fā)中心主機(jī)系統(tǒng)支持部，北京 100029）

近年來(lái)中國(guó)民航事業(yè)蓬勃發(fā)展，2009年中國(guó)民航旅客運(yùn)輸量達(dá)到2.3億，2010年達(dá)到2.67億。據(jù)民航局預(yù)測(cè)，2011年將突破3億。民航訂座系統(tǒng)作為重要的航空旅游產(chǎn)品分銷(xiāo)系統(tǒng)，承擔(dān)著民航事業(yè)高速發(fā)展的重任；迅猛增長(zhǎng)的民航旅客給民航訂座系統(tǒng)帶來(lái)巨大的挑戰(zhàn)。長(zhǎng)久以來(lái)，中國(guó)民航訂座系統(tǒng)使用5位記錄編號(hào)來(lái)表示旅客信息，最多可支持1600萬(wàn)實(shí)時(shí)旅客訂單信息[1]、2.8億的年旅客量。這已不能滿(mǎn)足2011年春運(yùn)高峰期的實(shí)時(shí)旅客訂單信息需求[1]及年旅客處理量的需求，更不能滿(mǎn)足未來(lái)10年國(guó)內(nèi)民航業(yè)的發(fā)展。

目前，國(guó)際各大GDS的PNR記錄編號(hào)位數(shù)均為6位；并且在建立系統(tǒng)時(shí)，就已設(shè)計(jì)為6位。民航訂座系統(tǒng)的記錄編號(hào)擴(kuò)容無(wú)國(guó)際經(jīng)驗(yàn)可供參考。PNR旅客記錄編號(hào)是訂座系統(tǒng)中最底層、最基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，涉及系統(tǒng)內(nèi)絕大部分程序[2-3]和多個(gè)系統(tǒng)間核心交互[4-5]。PNR容量擴(kuò)容工作涉及系統(tǒng)改造工作量巨大，周邊系統(tǒng)眾多；會(huì)對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生極大的風(fēng)險(xiǎn)及對(duì)周邊系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。本文結(jié)合對(duì)民航訂座系統(tǒng)的研究與PNR旅客記錄編號(hào)的應(yīng)用特點(diǎn)，提出了PNR容量擴(kuò)容升位的改造方案。依據(jù)該方案，在中國(guó)民航訂座系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)了PNR容量的擴(kuò)容。

1 研究與方法

1.1 背景知識(shí)

PNR是旅客訂座記錄的縮寫(xiě)，是訂座系統(tǒng)基本信息存儲(chǔ)單元，記錄了旅客乘機(jī)旅行的基本信息，包括團(tuán)隊(duì)、人數(shù)信息、旅客姓名、性別、身份信息、航程、票務(wù)、聯(lián)系方式等。PN文件是存儲(chǔ)PNR數(shù)據(jù)的物理存儲(chǔ)文件，其一個(gè)存儲(chǔ)單元對(duì)應(yīng)著一個(gè)PNR。PNR記錄編號(hào)是PNR的唯一識(shí)別標(biāo)識(shí)。目前中國(guó)民航訂座系統(tǒng)內(nèi)使用5位PNR記錄編號(hào)，5位PNR記錄編號(hào)通過(guò)特殊算法和PN文件的存儲(chǔ)單元索引值（PN record key）形成一一對(duì)應(yīng)關(guān)系。單個(gè)PN文件可容納16 M個(gè)存儲(chǔ)單元，即1677萬(wàn)個(gè)PNR記錄編號(hào)[2]。如圖1所示。

1.2 底層轉(zhuǎn)換算法

目前，在民航訂座系統(tǒng)內(nèi)，PNR記錄編號(hào)與PN文件的record key一一對(duì)應(yīng)，它們之間存在一個(gè)轉(zhuǎn)換算法。PN文件的PN record key為36個(gè)bits。目前系統(tǒng)內(nèi)，設(shè)計(jì)前11個(gè)bits均為0；后25個(gè)bits分為5組，每組5個(gè)bits；5個(gè)組合轉(zhuǎn)換成5個(gè)數(shù)字或者字母。25個(gè)bits轉(zhuǎn)換對(duì)應(yīng)了系統(tǒng)目前所使用的5位記錄編號(hào)，全部對(duì)應(yīng)到一個(gè)PN物理文件上。

PNR容量擴(kuò)容，在底層實(shí)現(xiàn)上，可通過(guò)使用大文件機(jī)制、增加PN物理存儲(chǔ)文件來(lái)擴(kuò)充記錄編號(hào)容量。增加PNR記錄編號(hào)位數(shù)，由現(xiàn)有5位升級(jí)至6位；設(shè)計(jì)新算法，用新增加的首字母來(lái)標(biāo)識(shí)所占用的物理存儲(chǔ)文件，將6位PNR記錄編號(hào)對(duì)應(yīng)到多個(gè)PN文件。

設(shè)計(jì)新的算法，用新增加的首字母與PN record key的第4～6個(gè)bit對(duì)應(yīng)，來(lái)標(biāo)識(shí)所占用的PN物理文件，如圖2所示。使用1個(gè)固定的首字母，將系統(tǒng)現(xiàn)有5位記錄編號(hào)對(duì)應(yīng)在第1個(gè)PN大文件上。在合適的時(shí)機(jī)依次開(kāi)啟新的PN大文件，并依次使用新的首字母與之對(duì)應(yīng)[6]。6位記錄編號(hào)首字母使用如下規(guī)則，而啟用程度由PN文件的用度決定。ICS依次使用M、N、P、Q、R、S、X、Y 共 8 個(gè)字符作為首字母；CRS 依次使用 H、J、K、L、B、C、G、Z 共 8 個(gè)字符作為首字母。

圖2 PN record key格式Fig.2 Format of PN record key

理論上，使用這種方式可將PNR底層可用物理容量擴(kuò)至現(xiàn)有的8倍。而要想實(shí)現(xiàn)PNR容量擴(kuò)容以及PNR記錄編號(hào)位數(shù)升級(jí)，需要對(duì)整個(gè)訂座系統(tǒng)所有程序升級(jí)才可支持PNR記錄編號(hào)位數(shù)的變化。

1.3 方案介紹

PNR擴(kuò)容升位面臨以下難題：①在開(kāi)發(fā)工作量巨大的前提下，既要保障功能實(shí)現(xiàn)，更要保證系統(tǒng)運(yùn)行安全；②由于涉及范圍廣，需將對(duì)周邊系統(tǒng)的影響降到最低；③需考慮對(duì)外航擴(kuò)容改造的全面支持。

針對(duì)以上問(wèn)題，本文提出了由5位至6位平緩過(guò)渡的整體投產(chǎn)方案；在具體實(shí)施中，提出了采用參數(shù)控制不同階段、全面配合周邊系統(tǒng)的具體方案。

1.3.1 整體方案

為了降低影響，給外系統(tǒng)升級(jí)改造的緩沖，否決了將PNR記錄編號(hào)一步升級(jí)到6位的“一刀切”方案；提出由5/6位并存到5位自然消亡全6位的過(guò)渡整體投產(chǎn)方案。同時(shí)，投產(chǎn)方案遵循“一個(gè)PNR在生存周期內(nèi)，始終以一個(gè)PNR key展現(xiàn)”的基本原則。即：新生成的6位PNR按6位方式呈現(xiàn)，老PNR按5位方式呈現(xiàn)。整體投產(chǎn)方案的實(shí)施可分為3個(gè)階段進(jìn)行過(guò)渡，而在不同階段，PNR編號(hào)具有不同的表現(xiàn)形式（顯示格式），如圖3所示。

圖3 記錄編號(hào)擴(kuò)容步驟Fig.3 Steps of PNR expansion

1）系統(tǒng)改造階段 改造系統(tǒng)支持5/6位并存。此時(shí)，訂座系統(tǒng)內(nèi)記錄編號(hào)仍然只有5位記錄編號(hào)PNR，不會(huì)新生成6位記錄編號(hào)PNR。升級(jí)系統(tǒng)程序，使處理邏輯能夠兼容5位、5/6位并存、全6位3個(gè)階段。雖然尚沒(méi)有出現(xiàn)真正的6位記錄編號(hào)，但對(duì)于屏幕輸出類(lèi)，格式開(kāi)始發(fā)生變化，位置將由目前占用5個(gè)字符變成占用6個(gè)字符；并以右對(duì)齊方式展現(xiàn)。此時(shí)，為了不影響系統(tǒng)性能，有一小部分指令輸出為假的6位記錄編號(hào)或以左對(duì)齊方式展現(xiàn)。而對(duì)于通用報(bào)文類(lèi)（包括有外航/GDS的交互報(bào)文），依然采用左對(duì)齊方式。格式不會(huì)發(fā)生變化，也不會(huì)出現(xiàn)假6位。

2）開(kāi)通6位功能階段 開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)。此時(shí)系統(tǒng)將開(kāi)始生成新的6位記錄編號(hào)PNR。隨后，隨著新的PNR生成，6位記錄編號(hào)PNR將逐漸增多，5位逐漸減少。此時(shí)，訂座系統(tǒng)內(nèi)5/6位記錄編號(hào)并存。

3）開(kāi)通大文件功能 開(kāi)啟第2個(gè)大文件。等待5位自然消亡或在合適時(shí)間擇機(jī)開(kāi)通大文件功能，并開(kāi)啟第2個(gè)大文件，實(shí)現(xiàn)訂座系統(tǒng)內(nèi)全6位記錄編號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)只存在6位記錄編號(hào)PNR。在大文件依次開(kāi)啟時(shí)，PNR記錄編號(hào)將依次使用新的首字母與之對(duì)應(yīng)。

其中的每一步都具有里程碑的意義，分別標(biāo)志著訂座系統(tǒng)改造成功、6位記錄編號(hào)功能實(shí)現(xiàn)、PNR容量擴(kuò)容成功。第3步需在前2步基礎(chǔ)上，做大文件的開(kāi)通工作及相關(guān)的清尾工作。

1.3.2 控制開(kāi)關(guān)

依據(jù)投產(chǎn)方案，首先需改造系統(tǒng)能夠支持5/6位并存，即需修改程序處理邏輯。結(jié)合民航訂座系統(tǒng)與PNR記錄編號(hào)的應(yīng)用特點(diǎn)，本文提出使用2個(gè)控制開(kāi)關(guān)支持不同投產(chǎn)階段的方案，使得程序中的處理邏輯只做一次修改，便可同時(shí)支持多個(gè)階段。控制開(kāi)關(guān)設(shè)計(jì)如下：

1）系統(tǒng)切換開(kāi)關(guān)

為了降低程序上線(xiàn)與投產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)切換開(kāi)關(guān)。它是開(kāi)始生成6位記錄編號(hào)的開(kāi)關(guān)，用來(lái)控制生成5位或6位PNR。當(dāng)值為1時(shí)，新建PNR為5位；值為0時(shí)，新建PNR為6位。該參數(shù)初始值為1，表示現(xiàn)在的5位狀態(tài)；在上述投產(chǎn)方案的第2步，設(shè)置其為0，生成6位PNR，系統(tǒng)內(nèi)出現(xiàn)新的6位記錄編號(hào)。由于參數(shù)的默認(rèn)值為0，待5位自然消亡至全6位時(shí)，對(duì)該參數(shù)的使用也再不需修改。

配合系統(tǒng)切換開(kāi)關(guān)，同時(shí)設(shè)計(jì)了PNR標(biāo)志位來(lái)標(biāo)識(shí)PNR記錄編號(hào)位數(shù)。該參數(shù)由6位開(kāi)關(guān)參數(shù)控制，用來(lái)表示本PNR記錄編號(hào)的位數(shù)。它在PNR被初始分配時(shí)賦值。當(dāng)6位開(kāi)關(guān)參數(shù)為1時(shí)，新分配的PNR標(biāo)志位為1，表示5位記錄編號(hào)。值為0時(shí)，新分配的PNR標(biāo)志位就為0，表示6位記錄編號(hào)。程序中可以使用它判斷PNR的位數(shù)，進(jìn)而做下一步的處理。使用這個(gè)參數(shù)便可以改造系統(tǒng)程序兼容5/6位并存。

采用上述方案與設(shè)計(jì)的參數(shù)，使得對(duì)程序一次修改就可以支持所有階段。減少了程序上線(xiàn)次數(shù)，降低了多次上線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)安全運(yùn)行所造成的風(fēng)險(xiǎn)；并可在很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)持續(xù)驗(yàn)證程序修改的正確性及安全性，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2）外航交互方案與開(kāi)關(guān)

外航銷(xiāo)售是航空公司及代理人收益的重要組成部分，在外航/國(guó)外GDS訂座中，記錄編號(hào)交互解析是一個(gè)核心的功能。在這方面，采用保守的改造方案，在6位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟前，不對(duì)外航/GDS之間的交互做任何改變。仍然保持相互之間全5位PNR記錄編號(hào)，以及保持交互時(shí)的現(xiàn)有報(bào)文格式不變。在6位開(kāi)關(guān)開(kāi)啟后，生成新的真正6位PNR記錄編號(hào)后，與外航/GDS之間的交互報(bào)文中才出現(xiàn)6位PNR記錄編號(hào)，以及出現(xiàn)6位的格式。這樣的方案設(shè)計(jì)，為外部系統(tǒng)預(yù)留了足夠長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行改造、聯(lián)合測(cè)試。同時(shí)，由于外航和GDS的改造進(jìn)度不在自我的把控范圍內(nèi)，當(dāng)有外航或GDS由于種種原因而不能按期投產(chǎn)，則民航訂座系統(tǒng)與該外航或GDS的訂座功能將會(huì)中斷。因此，在技術(shù)手段上對(duì)此類(lèi)外航進(jìn)行支持。

同時(shí)，設(shè)計(jì)外航交互開(kāi)關(guān)，控制對(duì)指定外航發(fā)送的PNR記錄編號(hào)的位數(shù)，以防投產(chǎn)時(shí)外航系統(tǒng)不支持的情況。這些方案設(shè)計(jì)都極大地降低了系統(tǒng)升級(jí)帶來(lái)的影響，可保障擴(kuò)容升位工作順利進(jìn)行。

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本文將上述方案應(yīng)用于中國(guó)民航訂座系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)了PNR容量擴(kuò)容的成功。

PNR擴(kuò)容工作有3個(gè)重要的里程碑：①完成程序修改上線(xiàn)，實(shí)現(xiàn)民航訂座系統(tǒng)改造，此時(shí)系統(tǒng)可支持5/6位記錄編號(hào)并存；②投產(chǎn)6位記錄編號(hào)，此時(shí)開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)，系統(tǒng)中產(chǎn)生真正的6位記錄編號(hào)；③大文件功能開(kāi)通，此時(shí)對(duì)PN文件開(kāi)通大文件功能，開(kāi)啟第2個(gè)PN文件，系統(tǒng)內(nèi)只存在全6位記錄編號(hào)。另外，實(shí)際工作中，在進(jìn)行第2步6位記錄編號(hào)的正式投產(chǎn)前，對(duì)6位記錄編號(hào)進(jìn)行了預(yù)投產(chǎn)。預(yù)投產(chǎn)的成功保障了正式投產(chǎn)的順利進(jìn)行。

本節(jié)將從以上這些方面，簡(jiǎn)單介紹中國(guó)民航訂座系統(tǒng)PNR容量擴(kuò)容的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)情況。

2.1 系統(tǒng)改造

依據(jù)設(shè)計(jì)方案修改程序，程序修改完成上線(xiàn)后，系統(tǒng)改造基本完成。此時(shí)屏幕輸出/報(bào)文中有一些變化。

對(duì)于屏幕輸出類(lèi)，格式發(fā)生變化：位置將由原來(lái)占用5個(gè)字符變成占用6個(gè)字符，并以右對(duì)齊方式展現(xiàn)。格式變化如圖4所示。

圖4 屏幕輸出PNR格式變化Fig.4 PNR format change on screen output

對(duì)于通用報(bào)文類(lèi)，依然采用左對(duì)齊方式。由于未開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)，新報(bào)文與原來(lái)格式一致，如圖5所示。

圖5 報(bào)文中的PNR格式Fig.5 PNR format in message

2.2 預(yù)投產(chǎn)

由于6位記錄編號(hào)涉及面廣，為降低風(fēng)險(xiǎn)，保障系統(tǒng)安全，本文相關(guān)工作在正式投產(chǎn)前對(duì)6位功能進(jìn)行了小規(guī)模的預(yù)投產(chǎn)。預(yù)先生成少量長(zhǎng)度為6位的記錄編號(hào)，以驗(yàn)證目前生產(chǎn)系統(tǒng)在6位記錄編號(hào)生成的情況下能夠正確的運(yùn)行。

預(yù)投產(chǎn)工作選用了國(guó)內(nèi)三大航的特定航班，針對(duì)國(guó)航、東航、南航進(jìn)行了單一航班的預(yù)投產(chǎn)工作。2010年10月24～25日，在生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行3個(gè)投產(chǎn)航班PNR記錄編號(hào)升位的設(shè)置工作；2010年11月2日，預(yù)投產(chǎn)航班正常起飛。預(yù)投產(chǎn)工作期間，對(duì)相關(guān)航班的運(yùn)行情況進(jìn)行了監(jiān)控，并監(jiān)視跟蹤每一個(gè)6位記錄編號(hào)PNR的變化情況。同時(shí)，與53家外航和4家GDS測(cè)試，測(cè)試結(jié)果正確。在預(yù)投產(chǎn)航班生存周期內(nèi)的訂座、出票、離港等全系列過(guò)程中，系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，用戶(hù)操作正常，全部旅客信息處理正確。

2.3 開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)

在系統(tǒng)改造完成后，第2個(gè)重要的里程碑就是開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)，民航訂座系統(tǒng)產(chǎn)生真正的6位PNR。第1個(gè)里程碑的成功實(shí)現(xiàn)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的監(jiān)控與準(zhǔn)備過(guò)程，一定程度上保障了第2個(gè)里程碑的順利實(shí)現(xiàn)，保障了6位記錄編號(hào)的成功投產(chǎn)。開(kāi)啟6位開(kāi)關(guān)后，由于系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生了真正6位PNR，屏幕輸出/報(bào)文中的顯示情況有一些新的變化。

對(duì)于屏幕輸出類(lèi)，與第1個(gè)里程碑時(shí)格式基本一致。區(qū)別是出現(xiàn)了真正的6位PNR，如圖6所示。

圖6 屏幕輸出PNR格式Fig.6 PNR format on screen output

對(duì)于通用報(bào)文類(lèi)，依然采用左對(duì)齊方式，由于出現(xiàn)了真正的6位記錄編號(hào)，格式與第1個(gè)里程碑時(shí)有所不同。格式變化如圖7所示。

圖7 報(bào)文中的PNR格式Fig.7 PNR format in message

2.4 開(kāi)通大文件功能

本文相關(guān)工作未等5位記錄編號(hào)自然消亡，在合適時(shí)間，開(kāi)通了大文件功能，并開(kāi)啟第2個(gè)大文件，實(shí)現(xiàn)訂座系統(tǒng)內(nèi)全6位記錄編號(hào)，系統(tǒng)內(nèi)只存在6位記錄編號(hào)PNR。在大文件依次開(kāi)啟時(shí)，PNR記錄編號(hào)將依次使用新的首字母與之對(duì)應(yīng)。ICS依次使用M、N、P、Q、R、S、X、Y 共 8個(gè)字符作首字母；CRS依次使用 H、J、K、L、B、C、G、Z 共 8 個(gè)字符作首字母。

2.5 方案優(yōu)勢(shì)

使用該方案，研究組成功完成了中國(guó)民航訂座系統(tǒng)PNR記錄編號(hào)由5位到6位的升級(jí)工作。不僅實(shí)現(xiàn)了5位到6位的平緩過(guò)渡，而且最大程度地保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，也將對(duì)周邊系統(tǒng)的影響降到了最低。該方案具有以下優(yōu)勢(shì)：

1）實(shí)現(xiàn)了旅客訂座數(shù)據(jù)庫(kù)容量擴(kuò)容 PNR記錄編號(hào)由5位擴(kuò)充至6位，啟動(dòng)大文件機(jī)制，解決了物理存儲(chǔ)文件用度瓶頸，擴(kuò)充了系統(tǒng)訂座信息存儲(chǔ)量，達(dá)到8×16 M（13416萬(wàn)個(gè)），保障了未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)旅客量增長(zhǎng)的需要，對(duì)航空公司航班正常銷(xiāo)售、旅客正常出行具有重要的意義。

2）保障了系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定 采用漸進(jìn)的擴(kuò)容方案，以及可同時(shí)支持多個(gè)階段的程序修改方案；減少了程序上線(xiàn)次數(shù)，并有足夠長(zhǎng)的時(shí)間持續(xù)驗(yàn)證安全性，降低了系統(tǒng)運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)，滿(mǎn)足了安全生產(chǎn)要求。

3）保障了周邊系統(tǒng)平穩(wěn)過(guò)渡 采用本方案極大地降低了對(duì)周邊系統(tǒng)的影響，使其有足夠長(zhǎng)的時(shí)間改造升級(jí)，降低了全行業(yè)出現(xiàn)系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)的概率。

4）對(duì)外航/GDS全面支持 采用本方案為外航與GDS預(yù)留了足夠長(zhǎng)的改造時(shí)間，以及使用參數(shù)預(yù)防控制措施，降低了系統(tǒng)升級(jí)對(duì)外航與GDS系統(tǒng)帶來(lái)的影響，使其平緩過(guò)渡，保障了航空公司外航銷(xiāo)售收益。

3 結(jié)語(yǔ)

本文對(duì)民航訂座系統(tǒng)PNR容量擴(kuò)容、PNR升位工作進(jìn)行了研究，提出了5/6位平緩過(guò)渡系統(tǒng)改造方案，以及采用參數(shù)控制不同階段、配合周邊系統(tǒng)的具體實(shí)施方案。方案的實(shí)施可實(shí)現(xiàn)PNR容量擴(kuò)容，且將風(fēng)險(xiǎn)影響降到了最低，保障了系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行；對(duì)周邊系統(tǒng)的影響也極低，并考慮了對(duì)外航/GDS的全面支持。

目前，該方案已在中國(guó)民航訂座系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)施，不僅有效緩解了當(dāng)前系統(tǒng)PNR容量將近飽和的情況，更將對(duì)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)影響降到了最低，保障了安全生產(chǎn)的要求。它具有重要的研究?jī)r(jià)值，為以后的升位工作積累了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

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