劉國(guó)泰，王銳華，劉靖旭

（1.信息工程大學(xué)，鄭州 450001；2.中國(guó)電子系統(tǒng)設(shè)備工程公司研究所，北京 100141）

指揮信息系統(tǒng)能力需求滿足度評(píng)估模型

劉國(guó)泰1，王銳華2，劉靖旭1

（1.信息工程大學(xué)，鄭州 450001；2.中國(guó)電子系統(tǒng)設(shè)備工程公司研究所，北京 100141）

信息系統(tǒng)的能力需求評(píng)估是項(xiàng)目立項(xiàng)評(píng)審和系統(tǒng)建設(shè)論證的重要環(huán)節(jié)，為了提高指揮信息系統(tǒng)需求評(píng)價(jià)的準(zhǔn)確性和可靠性，提出了基于滿足度的需求評(píng)估模型。首先分析了能力需求評(píng)估方法的研究現(xiàn)狀，構(gòu)建信息系統(tǒng)能力需求測(cè)度體系，將測(cè)度體系中不確定性的指標(biāo)映射到不同類型的能力滿足度類型，并給出了需求滿足度函數(shù)，將評(píng)估數(shù)據(jù)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化為滿足函數(shù)值，其次對(duì)能力需求滿足度評(píng)估的具體步驟進(jìn)行了細(xì)化，最后基于某數(shù)字化師指揮信息系統(tǒng)的支撐能力評(píng)估進(jìn)行了實(shí)例分析，驗(yàn)證了該評(píng)估模型的有效性。

信息系統(tǒng)；滿足度；評(píng)估；模型

0 引 言

指揮信息系統(tǒng)能力需求評(píng)估是系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)的重要環(huán)節(jié)之一，科學(xué)有效地信息系統(tǒng)的能力需求評(píng)估，有助于正確了解其發(fā)展現(xiàn)狀，掌握和發(fā)現(xiàn)能力建設(shè)缺陷，其結(jié)果對(duì)建設(shè)項(xiàng)目論證和后續(xù)系統(tǒng)開發(fā)有著重要影響。當(dāng)前指揮信息系統(tǒng)能力評(píng)估運(yùn)用的方法主要有模糊綜合評(píng)價(jià)法、灰色聚類分析、BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［1］等，然而能力評(píng)估過程涉及因素和變量多元，單一的評(píng)估方法很難準(zhǔn)確有效地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估。因此，通常采用多種量化評(píng)估方法同時(shí)應(yīng)用于評(píng)估過程。文獻(xiàn)［2］采用層次分析法和多元聯(lián)系數(shù)集對(duì)指揮信息系統(tǒng)信息能力進(jìn)行了綜合評(píng)估，文獻(xiàn)［3］提出了基于多元聯(lián)系統(tǒng)集對(duì)信息系統(tǒng)能力的評(píng)估等。以上方法一定程度上提高了能力評(píng)估的有效性，但是不同類型的信息系統(tǒng)需要建立各自不同的指標(biāo)體系，工作量較大，且在當(dāng)前需要持續(xù)跟進(jìn)的評(píng)估中不能運(yùn)用。而且建立專門的評(píng)估指標(biāo)體系及權(quán)重，受到知識(shí)背景和認(rèn)識(shí)程度不影響，會(huì)出現(xiàn)不一致性和不確定性，甚至部分評(píng)估信息的丟失。因此，對(duì)于建立一種統(tǒng)一的指標(biāo)分類，數(shù)據(jù)度量，持續(xù)運(yùn)用的評(píng)估模型是十分必要的。

針對(duì)指揮信息系統(tǒng)能力需求評(píng)估中指標(biāo)類型多樣，評(píng)估信息不易確定的問題，提出了能力滿足度評(píng)估模型，模型中首先構(gòu)建能力需求測(cè)度體系，明確評(píng)估內(nèi)容范圍及能力需求的結(jié)構(gòu)和類型，給出了不同類型能力需求的滿足度函數(shù)，然后對(duì)評(píng)估運(yùn)用方法進(jìn)行了描述說明，最后用案例對(duì)該模型進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。該模型從滿足度角度實(shí)現(xiàn)了不同類型指標(biāo)的關(guān)系分解和量化描述，在一定程度上確定了指揮信息系統(tǒng)能力需求評(píng)估的內(nèi)容，統(tǒng)一了指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范了評(píng)估步驟和結(jié)果應(yīng)用，評(píng)估結(jié)果更加科學(xué)合理。

1 指揮信息系統(tǒng)能力需求滿足度

滿足度通常用來描述實(shí)際與期望值的差距和程度，能力滿足度［4］是指在信息系統(tǒng)體系支撐能力與作戰(zhàn)任務(wù)能力需求的滿足程度。能力滿足度［5］評(píng)估是在給定某一使命任務(wù)需要達(dá)到能力水平條件下，將體系支撐能力轉(zhuǎn)化為能力滿足度，通過對(duì)能力影響因素的分類計(jì)算，評(píng)價(jià)指揮信息系統(tǒng)能夠支撐完成該任務(wù)的程度，分析能力需求缺口以便加大建設(shè)和投入，能力需求滿足度評(píng)估有效解決了系統(tǒng)能力評(píng)估難的問題。

能力建設(shè)的目的是滿足作戰(zhàn)需要。戰(zhàn)略目標(biāo)不同，作戰(zhàn)對(duì)象不同，作戰(zhàn)需要同樣會(huì)不同，這樣就為能力評(píng)估產(chǎn)生了困難，需要把能力歸一為統(tǒng)一的衡量測(cè)度?；谀芰Φ慕ㄔO(shè)并不是放棄對(duì)戰(zhàn)略目標(biāo)的關(guān)注，而是致力于使能力適應(yīng)多種可能的作戰(zhàn)任務(wù)和行動(dòng)樣式。依據(jù)對(duì)任務(wù)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性需求分析，即一項(xiàng)需求不滿足既視為能力缺陷，能力就可統(tǒng)一歸一為能力滿足度。

運(yùn)用能力需求滿足度，能力評(píng)估可以起到多種作用。一是判斷認(rèn)定作用。能力評(píng)估最重要的作用是綜合判斷和認(rèn)定系統(tǒng)的能力，能力需求滿足度能夠在系統(tǒng)建設(shè)和運(yùn)用多個(gè)過程中起到能力判斷作用?？梢詫?duì)已有能力進(jìn)行認(rèn)定，可以對(duì)在建能力進(jìn)行預(yù)判，對(duì)立項(xiàng)中的規(guī)劃能力進(jìn)行預(yù)測(cè)。二是籌劃支撐作用。考慮現(xiàn)有的作戰(zhàn)能力是籌劃作戰(zhàn)任務(wù)最重要的參考因素之一。在作戰(zhàn)任務(wù)規(guī)劃過程中，能力需求滿足度可輔助測(cè)算系統(tǒng)能力對(duì)作戰(zhàn)方案的支撐程度，以及能力欠缺的原因，為作戰(zhàn)籌劃提供有用的輔助分析工具。三是風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估作用。信息系統(tǒng)建設(shè)是一耗費(fèi)資源的過程，能力需求滿足度可進(jìn)行能力預(yù)測(cè)和預(yù)判，為決策機(jī)關(guān)考慮效費(fèi)比、投資價(jià)值起到參考作用，為降低投資風(fēng)險(xiǎn)給出定量分析結(jié)果。

2 指揮信息系統(tǒng)能力需求滿足度評(píng)價(jià)模型的建立

2.1 能力需求測(cè)度體系

（1）能力需求的定義和范圍

能力評(píng)價(jià)首先需要建立測(cè)度體系，明確評(píng)估的范圍和內(nèi)容。傳統(tǒng)的能力需求評(píng)估內(nèi)容多是注重信息系統(tǒng)功能性能指標(biāo)，而當(dāng)前信息化作戰(zhàn)空間覆蓋了信息域、物理域、認(rèn)知域和社會(huì)域，指揮信息系統(tǒng)的能力測(cè)度體系不僅涉及對(duì)物理量的測(cè)量，還要涉及對(duì)信息、認(rèn)知和社會(huì)行為等復(fù)雜對(duì)象的測(cè)度。需求分析人員從作戰(zhàn)使命出發(fā)，將使命任務(wù)進(jìn)行分解［6］，為完成特定任務(wù)，要求指揮信息系統(tǒng)應(yīng)該具備的能力集合，以及提高作戰(zhàn)認(rèn)知的規(guī)則和建設(shè)應(yīng)用遵循的法律法規(guī)，把信息域、物理域、認(rèn)知域和社會(huì)域的能力映射到對(duì)作戰(zhàn)任務(wù)需求的滿足度，從而建立其統(tǒng)一的測(cè)度體系，提高能力評(píng)估的準(zhǔn)確性和有效性。

（2）能力需求的結(jié)構(gòu)和類型

在明確能力評(píng)估范圍和內(nèi)容基礎(chǔ)上，自頂向下對(duì)能力需求進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解和類型劃分。將能力需求按照其相互之間的影響層次關(guān)系，對(duì)能力進(jìn)行分類逐層分解，直到底層的能力需求指標(biāo)，并對(duì)能力需求相互之間的關(guān)系類別進(jìn)行分析，參照英軍國(guó)防部隊(duì)的MODAF模型［7］，為了方便評(píng)估，可將能力需求關(guān)系之間歸結(jié)為兩類，依賴關(guān)系和組成關(guān)系，為保證評(píng)估結(jié)果的準(zhǔn)確性，如果分解的指標(biāo)之間相互的關(guān)系不清晰，要重新進(jìn)行內(nèi)容分解。若將底層能力需求指標(biāo)記為Ci，其中i為編號(hào)，設(shè)C1的下級(jí)能力需求為C2、C3、C4（如圖1所示），則有：

依賴關(guān)系R1用來表示下層任一個(gè)能力需求滿足

圖1 能力需求指標(biāo)關(guān)系圖

程度直接關(guān)系上一層能力需求滿足度，設(shè)R1（c1，c2）＝R1（c1，c3）＝R1（c1，c4），能力需求滿足度函數(shù)值Sc2（x）＝s2，Sc3（x）＝s3，Sc4（x）＝s4，則

這里采用指數(shù)乘積的聚合方式，表示如果下層的能力需求C2、C3、C4中有一個(gè)無法滿足，上層的能力C1需求亦無法滿足，其中ωi用來表示該底層能力需求對(duì)上層支持程度。

組成關(guān)系R2用來表示上層的能力需求是由下層若干個(gè)能力需求組成和決定，設(shè) R2（c1，c2）＝R2（c1，c3）＝R2（c1，c4），能力需求滿足度函數(shù)值Sc2（x）＝′，Sc3（x）＝，Sc4（x）＝，則

采用線性求和的聚合方式，λi為底層能力需求對(duì)上層的能力需求的權(quán)重，表示了其對(duì)上層能力需求的重要程度。

2.2 能力滿足度需求函數(shù)

滿足度模型可用滿足度函數(shù)將多種測(cè)度方式轉(zhuǎn)化為單一的測(cè)度體系。能力滿足度函數(shù)本質(zhì)上是將不同指標(biāo)量綱進(jìn)行無量綱的標(biāo)準(zhǔn)化過程。文獻(xiàn)［7］將能力需求分為趨小型、趨大型、中心型和區(qū)間型四類，不同類型的能力需求的滿足度描述不同，研究對(duì)四種不同的能力需求類型分別定義滿足度函數(shù)，如圖2所示，圖中選取了最具代表性的拋物線型函數(shù)來描述指標(biāo)與滿足度的關(guān)系，x0表示當(dāng)前該項(xiàng)指標(biāo)能力需求目標(biāo)值，在實(shí)際過程中根據(jù)具體指標(biāo)取值變化，選取不同類型的函數(shù)進(jìn)行計(jì)算。一般情況下，如果能力滿足度達(dá)不到期望值的60%，則認(rèn)為該項(xiàng)能力需求存在缺口。滿足度函數(shù)可用連續(xù)的函數(shù)曲線定義，也可用一種離散的點(diǎn)規(guī)則定義。

圖2 不同類型的能力需求滿足度函數(shù)圖

（1）趨小型能力需求滿足度函數(shù)

趨小型表示指標(biāo)越小越好，能力需求指標(biāo)取值越小越滿足；實(shí)際中能力需求指標(biāo)取值通常要求不超過某一上限閾值，否則其能力需求的滿足度就降低，到某一特定值時(shí)，滿足度為零。如偵察預(yù)警中，導(dǎo)彈預(yù)警時(shí)間不超過10 min，水平預(yù)警時(shí)間不超過5min，若導(dǎo)彈預(yù)警時(shí)間超過了10 min，已經(jīng)起不到任何的防御作用，可以認(rèn)為其滿足度為0。

（2）趨大型能力需求滿足度函數(shù)

趨大型表示指標(biāo)越大越好，能力需求指標(biāo)取值越大越滿足；實(shí)際中能力需求指標(biāo)取值通常需求不低于某一下限閾值，否則其能力需求的滿足度就偏小，當(dāng)指標(biāo)值降到某一特定值時(shí)，滿足度為零。如為有效進(jìn)行國(guó)土防衛(wèi)，要求預(yù)警探測(cè)距離不低于600 km。

（3）中心型能力需求滿足度函數(shù)

中心型表示指標(biāo)趨近于某值最好，能力需求指標(biāo)取值越接近某一特定的值越滿足；實(shí)際中能力需求指標(biāo)取值在某一中心點(diǎn)附近，否則能力需求滿足度降低。如某型導(dǎo)彈的打擊精度1 000 km距離上誤差范圍在20m以內(nèi)。

（4）區(qū)間型能力需求滿足度函數(shù)

區(qū)間型表示指標(biāo)在某取值范圍最好，能力需求指標(biāo)取值范圍在某一區(qū)間內(nèi)；指標(biāo)達(dá)到給定的閾值即認(rèn)為達(dá)到滿足效果。指標(biāo)值在區(qū)間外，滿足度就會(huì)降低，如反坦克火箭打擊范圍為（50，1 000），距離太近易殺傷自身或未能觸發(fā)引信，距離太遠(yuǎn)，命中精度下降，達(dá)不到打擊效果。

能力需求滿足度函數(shù)的引入，既實(shí)現(xiàn)了不同類型的評(píng)估指標(biāo)量綱標(biāo)準(zhǔn)化，又能準(zhǔn)確反映指標(biāo)值與滿足度之間的影響關(guān)系，使評(píng)估結(jié)果更加精確。

2.3 運(yùn)用方法

評(píng)估是一個(gè)復(fù)雜的過程，包含了統(tǒng)計(jì)、分析、對(duì)比、思維等一系列活動(dòng)，需要定量分析與定性判斷的結(jié)合，滿足度能力需求評(píng)估運(yùn)用主要從任務(wù)和過程兩個(gè)方面來闡述。

2.3.1 面向任務(wù)的滿足度評(píng)估

面向任務(wù)的需求滿足度評(píng)估是以具體的任務(wù)為背景，評(píng)估特定時(shí)間階段和條件下完成任務(wù)的能力滿足度。具體步驟如圖3所示。

圖3 面向任務(wù)的能力滿足度評(píng)估流程

步驟1 面向具體的作戰(zhàn)使命任務(wù)，對(duì)其進(jìn)行任務(wù)能力逐層分解，直到底層能力需求指標(biāo)。

步驟2 完成信息系統(tǒng)能力需求到能力滿足度的映射。

一是分析步驟1中各層能力之間的相互關(guān)系；通過相互關(guān)系的分析，獲取能力需求的結(jié)構(gòu)層次圖。

二是依據(jù)具體情況，分析構(gòu)造底層能力需求滿足度函數(shù)；對(duì)實(shí)際問題進(jìn)行分析，逐步地進(jìn)行修改完善，最后得到能更好的滿足度函數(shù)，根據(jù)已知條件或通過指派方法，求解確定其中的未知參數(shù)。

三是由各層能力分類及相互關(guān)系，逐層構(gòu)造上級(jí)的能力滿足度函數(shù)。對(duì)依賴關(guān)系，采用非線性的指數(shù)乘積進(jìn)行聚合，來表示下層能力需求無法滿足，上層能力需求亦難實(shí)現(xiàn)。對(duì)組成關(guān)系，采用線性的求和進(jìn)行聚合，并用權(quán)重來對(duì)相應(yīng)的能力需求進(jìn)行區(qū)別。

步驟3 根據(jù)當(dāng)前信息系統(tǒng)中武器裝備性能、體系結(jié)構(gòu)支撐狀況及其他仿真方法來獲得相應(yīng)的指標(biāo)的能力值，代入步驟2中所得的滿足度函數(shù)，即得到指揮信息系統(tǒng)能力的綜合評(píng)估值。

步驟4 對(duì)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行分析。能力需求滿足度函數(shù)值為0或較低者為該指揮信息系統(tǒng)中的能力缺口，有針對(duì)性提出系統(tǒng)建設(shè)建議。

2.3.2 面向過程的滿足度評(píng)估

面向任務(wù)的滿足度評(píng)估結(jié)果體現(xiàn)的是當(dāng)前完成特定任務(wù)的滿足程度，而實(shí)際上信息系統(tǒng)能力評(píng)估是一個(gè)持續(xù)的跟蹤過程，面向過程的滿足度評(píng)估是以時(shí)間為參考線，在建設(shè)階段劃分、重要內(nèi)容改進(jìn)、重大問題決策等情況下需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)估，掌握建設(shè)進(jìn)程，主要工作包括：一是對(duì)評(píng)估對(duì)象依據(jù)建設(shè)水平發(fā)展，應(yīng)及時(shí)反饋并對(duì)指標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的增補(bǔ)和修改，二是作戰(zhàn)任務(wù)的發(fā)展變化對(duì)信息系統(tǒng)能力會(huì)提出更高的需求，修改需求值。

面向過程的滿足度評(píng)估，通過對(duì)各個(gè)階段多次評(píng)估（如圖4所示），對(duì)比滿足度評(píng)估結(jié)果，分析能力需求缺口，重點(diǎn)建設(shè)內(nèi)容，系統(tǒng)費(fèi)效比等同時(shí)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)建設(shè)能力規(guī)劃，主要是提出滿足度的建設(shè)目標(biāo)，由頂層自上而下對(duì)建設(shè)內(nèi)容進(jìn)行規(guī)劃，來指導(dǎo)和規(guī)范具體的實(shí)踐工作。

圖4 面向過程能力評(píng)估規(guī)劃

3 實(shí)例分析

為了驗(yàn)證上述評(píng)估模型的有效性，引用文獻(xiàn)［9］中某數(shù)字化師指揮信息系統(tǒng)支撐能力評(píng)估體系為基礎(chǔ)，其中確立了以聯(lián)合戰(zhàn)術(shù)通信能力、偵察情報(bào)能力、指揮控制能力、火力打擊能力和運(yùn)維保障能力等47項(xiàng)指標(biāo)，限于篇幅，這里僅對(duì)指揮控制能力進(jìn)行分析，指揮控制能力是指揮員與指揮機(jī)關(guān)對(duì)諸軍兵種作戰(zhàn)力量作戰(zhàn)行動(dòng)進(jìn)行運(yùn)籌和協(xié)調(diào)控制的能力，指揮控制能力分解圖如圖5所示，包含了分解的要素和相互間的關(guān)系，需要說明的是將法規(guī)建設(shè)納入到了評(píng)估的內(nèi)容之中，評(píng)估的結(jié)果更具代表性。在計(jì)算中，當(dāng)兩個(gè)能力需求都依賴于同一個(gè)下層能力需求時(shí)，分開計(jì)算。如情報(bào)處理和信息融合都依賴于誤碼率C6需求，對(duì)于二者要分別計(jì)算誤碼率。

圖5 指揮控制能力分解圖

對(duì)于C1指揮鏈范圍需求，趨大型指標(biāo)，滿足度應(yīng)該是隨著范圍增大不斷增加的過程，因此，這里取趨大型2次拋物型滿足度函數(shù)，指揮控制能力對(duì)指揮鏈距離需求值為200 km×200 km，大于該值為1，當(dāng)前指揮鏈最小距離為30 km，得到此時(shí)滿足度函數(shù)為

文獻(xiàn)［9］中該數(shù)字化師指揮信息系統(tǒng)指揮鏈范圍為150 km×150 km，求得當(dāng)前該指標(biāo)對(duì)應(yīng)的滿足度為0.498。同理，可以計(jì)算得到其它指標(biāo)的滿足度函數(shù)和當(dāng)前實(shí)際值對(duì)應(yīng)的滿足度，這里用折線圖給出其它指標(biāo)滿足度取值。

作戰(zhàn)效果能力需求與C1、C2、C3之間的關(guān)系相互依賴，所以滿足度：S作戰(zhàn)＝××，為方便計(jì)算取ω1＝ω2＝ω3＝1，S作戰(zhàn)＝0．298。

同理，得到信息融合能力、情況處理能力和決策能力需求的滿足度為0.313、0.741和0.467，最后可以計(jì)算該數(shù)字化師在指揮控制能力的滿足度評(píng)估值計(jì)算為S＝λ1S作戰(zhàn)＋λ2S信息＋λ3S情況＋λ4S決策，取λ1＝λ2＝λ3＝λ4＝1，S＝1．819。通過對(duì)以上評(píng)估過程和數(shù)據(jù)分析，可以看到指揮鏈范圍需求和信息融合速度能力滿足度均不到期望值的60%，因此，這是當(dāng)前評(píng)估中的能力缺口，需要重點(diǎn)投入和建設(shè)。另外，評(píng)估過程中能力需求由下向上聚合時(shí)的權(quán)重確定需要根據(jù)具體情況進(jìn)行確定。

圖6 指揮控制能力底層需求滿足度折線圖

4 結(jié) 語

該研究引入能力滿足度的指揮信息系統(tǒng)評(píng)估方法，規(guī)范和擴(kuò)展評(píng)估范圍內(nèi)容，方便數(shù)據(jù)量綱標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，提升評(píng)估數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，并且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)能力需求滿足度的循環(huán)評(píng)估，尋找能力建設(shè)缺陷，對(duì)信息系統(tǒng)建設(shè)的“研、建、訓(xùn)、用、管”的全過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，推進(jìn)指揮信息系統(tǒng)持續(xù)發(fā)展。下一步還需要對(duì)能力需求結(jié)構(gòu)的分解劃分規(guī)則和方法，閥值論證確定進(jìn)行研究，提高評(píng)估的依據(jù)和可信度。

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劉國(guó)泰（1986—），甘肅慶陽人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)闆Q策與評(píng)估；

E+mail：lgt－5995＠163.com

王銳華（1978—），女，北京人，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)樾畔⑾到y(tǒng)評(píng)估；

劉靖旭（1978—），女，河南鄭州人，教授，主要研究方向軍事運(yùn)籌與評(píng)估。

Capacity Needs Evaluation M odel of Command Information System Based on Satisfaction

LIU Guo+tai1，Wang Rui+hua2，LIU Jing+xu1
（1.Information Engineering University，Henan Zhengzhou 450001，China；2.Institute of China Electronic System Engineering Corporation，Beijing 100039，China）

The capacity need assessment ofinformation system is of great importance in terms of the pro+ ject evaluation and construction of system argument.In order to improve the veracity and reliability of command information system needs assessment，the satisfaction+based needs assessmentmodel is pro+ posed.According to the characteristics of the ability to command information system evaluation，the re+ search status of ability needs assessmentmethod is analyzed，the connotation and the evaluationmodel are defined，the demand satisfied degree satisfaction function is put forward firstly，the detailed steps to eval+ uate ability demand satisfaction are specified secondly，and cased are analyzed finally based on a digital division command information system support capability assessment.Results show the effectiveness ofthe proposed evaluation model.

information system；satisfaction；evaluation；model

TP391.9

：A

：1673+5692（2014）06+603+06

10.3969／j.issn.1673+5692.2014.06.010

2014+09+26

2014+10+30

軍內(nèi)科研重點(diǎn)資助項(xiàng)目（XX2014316）