[논문]통풍형 화생방집단보호시설의 운용아키텍처 개발

권용수; 이훈희

문제 정의

이러한 관점에서 본 논문은 CORE 5.0을 사용하여 한국적 운용환경에 적합한 통풍형 NBC CPS 운용아키텍처를 제시하였다. 제시된 운용아키텍처는 통풍형 NBC CPS 연구개발 초기단계에서 소요군의 ROC 작성을 위한 개념형성에 필수적인 활동으로, 이것은 시스템 개발자의 최상위수준인 도출요구사항(derived requirements)의 초기활동에 대한 기반이 된다.
이러한 관점에서 본 논문은 컴퓨터지원 시스템엔지니어링(CASE : Computer Aided Systems Engineering) 도구인 CORE 5.0을 사용하여 현재 군에서 시행예정인 통풍형 NBC CPS 개선 및 신축사업에 활용가능한 운용아키텍처를 운용환경과 이해관계자의 요구사항을 정확히 반영하여 개발하고자 한다. 운용아키텍처 개발은 먼저 운용환경, 운용자 및 이해관계자의 식별을 통한 운용개념시나리오를 작성하고 운용요구사항을 도출했다.

가설 설정

• 사전 선정된 인원이 NBC CPS 대피를 확인한다.
• 시스템 오류에 대비하여 예비시스템이 가동한다.
• 오염물은 별도의 음압이 형성된 지정 저장소로 모아 진다.
• 외부공기에서 미상의 화학작용제가 탐지된다.
• 작전간 소모된 방호 및 제독물자는 즉시 재공급받고 차후 작전에 대비한다.

제안 방법

13개 기능을 수행할 13개 구성품을 계층구조 상에서 식별한 후 이를 바탕으로 구성품 간의 연결을 통해 상호관계를 나타내는 그림 11과 같은 통풍형 NBC CPS 구성품의 물리적 블록선도를 구성했다. 그림에서와 같이 11개 구성품은 센서모니터링구성품에 연결되어 센서정보를 송신하고 센서모니터링구성품은 화생방통제구성품에 연결되어 수집된 센서정보를 전시한다.
NBC CPS 기능아키텍처의 13개 기능은 이를 수행하기 위한 물리적 구성을 필요로 하며, 물리아키텍처는 기능아키텍처의 13개 기능을 수행하기 위한 함수관계가 성립하도록 구성하였다. 본 논문에서는 기능아키텍처내의 각 기능과 1:1 대응되는 13개의 하부시스템으로 그림 10과 같이 계층구조로 구성하였다.
그룹은 임무의 유사성 관점에서 대피자그룹, 운용자그룹, 화생방요원그룹, 정비관리자그룹 및 시험평가자그룹으로 구분하였고, 이해관계자의 그룹별 운용개념은 검증과정을 통해 발생가능한 각각의 상황을 식별하여 표 3과 같이 18개 운용개념시나리오로 작성되었다.
식별된 13개 기능은 ER, N2, IDEFO, EFFBD 및 DFD를 사용하여 나타냈다. 기능아키텍처에 따라 모든 기능이 빠짐없이 수행되도록 물리아키텍처 계층구조로 나타냈으며, 물리아키텍처 계층구조로 식별된 구성품은 링크를 통하여 물리적 블록선도로 표현했다. 그림 5는 이러한 과정을 통해 얻어지는 운용아키텍처 개발절차를 나타낸다.
성립하도록 구성하였다. 본 논문에서는 기능아키텍처내의 각 기능과 1:1 대응되는 13개의 하부시스템으로 그림 10과 같이 계층구조로 구성하였다. 예를 들어 조기경보기능은 감시, 탐지 및 경보구성품으로 구성된 조기경보시스템에서 수행되며, 공기정화기능은 공기정화기시스템에서 수행하도록 구성하였다.
구성한다. 시스템 거동은 CORE의 기능흐름블럭선도(FFBD)로 작성하였으며 기능과 입출력들을 시간순서에 따른 계층구조 분해를 통해 논리적으로 표현했다. 식별된 기능들의 거동모델은 그림 8과 같다.
식별된 13개 기능은 ER, N2, IDEFO, EFFBD 및 DFD를 사용하여 나타냈다. 기능아키텍처에 따라 모든 기능이 빠짐없이 수행되도록 물리아키텍처 계층구조로 나타냈으며, 물리아키텍처 계층구조로 식별된 구성품은 링크를 통하여 물리적 블록선도로 표현했다.
외부시스템과의 시스템 경계를 식별한 후 개발대상 시스템, 즉 NBC CPS를 중심으로 시스템기능도(system functional diagram)를 작성했다. 이를 통하여 외부시스템과의 관계로부터 개발대상 시스템 간의 인터페이스와 요구되는 기능요소의 식별이 가능하다.
요구사항은 측정 가능한 성능기준을 포함하여 각각을 최소단위로 분해하였으며 식별 가능한 수준까지 국내 · 외 관련규정을 적용하여 계층구조로 작성하였다. 이해관계자 운용개념시나리오로부터 식별된 13개 기능성 수행을 위한 13개 기능계층구조는 그림 6과 같다.
요구사항입력으로부터 아키텍처개발은 CASE 도구를 사용하여 요구사항을 입력하고 이를 바탕으로 기능아키텍처, 물리아키텍처 및 운용아키텍처를 작성했다. 그림 5의 점선부분은 본 연구에서 CASE 도구인 CORE 프로그램을 이용한 부분이다.
운용자와 이해관계자와의 검증을 통해 결정된 우선순위에 따라 12개 성능파라미터에 가중치를 부여하였다. 우선순위는 그림 4의 NBC CPS 목적계층구조에서와 같이 조기경보를 위한 탐지능력을 최우선으로 결정하였고 다음으로 공기정화능력, 양압능력, 기밀유지능력, 내부공기조성유지, 센서의 모니터링 능력, 예비시스템 반응시간 등의 순으로 판단했다.
운용자그룹시나리오는 화학작용제 공격, 생물학작용제 공격, 핵무기 공격, 시스템오류발생으로 세분화했으며, 대피자그룹은 화학, 생물학, 핵무기 공격상황에 대해 작성하였다. 화생방요원은 화생방 정찰/제독과 관련하여 5개 상황의 시나리오를 작성하였다.
통풍형 NBC CPS의 목적계층구조는 우선순위에 의한 가중치(rank order centroid)를 적용하였다^[6]. 운용자와 이해관계자와의 검증을 통해 결정된 우선순위에 따라 12개 성능파라미터에 가중치를 부여하였다. 우선순위는 그림 4의 NBC CPS 목적계층구조에서와 같이 조기경보를 위한 탐지능력을 최우선으로 결정하였고 다음으로 공기정화능력, 양압능력, 기밀유지능력, 내부공기조성유지, 센서의 모니터링 능력, 예비시스템 반응시간 등의 순으로 판단했다.
운용아키텍처 개발은 먼저 운용환경, 운용자 및 이해관계자의 식별을 통한 운용개념시나리오를 작성하고 운용요구사항을 도출했다. 이를 기반으로 기능아키텍처와 물리아키텍처를 구성했으며 이들 간의 관계설정을 통하여 한국적 운용환경에 적합한 NBC CPS 운용아키텍처를 개발하였다. 제시된 운용아키텍처는 이전에 발표한 논문^[1]을 운용아키텍처 관점에서 보완발전시킨 것으로 통풍형 NBC CPS 연구개발 초기단계에서 소요군의 ROC 작성을 위한 개념형성에 필수적인 활동이며, 이것은 시스템 개발자 최상위수준인 도출요구사항(derived requirements)의 초기활동에 대한 기반이 될 수 있다.
통풍형 NBC CPS의 이해관계자는 표 2와 같으며 요구사항 도출은 이들의 요구분석으로부터 시작했다. 운용자는 전체 NBC CPS를 조정통제하고 화생방요원을 운용하며, 시스템의 고장정비 및 관리는 정비자, 관리자와 시설책임자가 담당한다.
대해 작성하였다. 화생방요원은 화생방 정찰/제독과 관련하여 5개 상황의 시나리오를 작성하였다. 정비관리자그룹의 경우 장비가동과 고장시로 분류하였으며, 시험평가자그룹은 현재 시행하고 있는 주요 시험평가 4개 항목을 반영하였다.

대상 데이터

IDEF0도의 메카니즘은 6개 외부시스템과 NBC CPS이며, 통제요소는 건물 설계구조, 시스템환경, 군규정, 시설내규, 상급자지시 및 상황판단결과 등이다. 또한 입 · 출력요소는 화생방무기 등 7개 시스템 간의 40여개 데이터로 구성된다.

이론/모형

관련 기술과 표준에 대한 기준을 바탕으로 실현가능성을 검토하고 측정 가능한 척도^[7]를 적용하여 운용요구서(ORD : Operational Requirement Document)를 작성하였다. 다음은 NBC CPS 운용요구서 내 55개 항목의 요구사항 중 조기경보시스템의 입력요구사항 항목을 나타내고 있다.
이때 운용자와 이해관계자에 의해 제시되는 가치곡선과 가중치를 적용한 목적계층구조(objective hierarchy)를 이용하여 요구사항 선택시의 판단기준으로 사용할 수 있다. 통풍형 NBC CPS의 목적계층구조는 우선순위에 의한 가중치(rank order centroid)를 적용하였다^[6]. 운용자와 이해관계자와의 검증을 통해 결정된 우선순위에 따라 12개 성능파라미터에 가중치를 부여하였다.

성능/효과

검증 시뮬레이션 화면의 왼쪽 창은 NBC CPS 시스템과 외부시스템과의 기능을 보여주고 있으며, 메인 창은 시간에 따른 NBC CPS 시스템기능 수행이 논리적 오류없이 276.27초 만에 종료되었음을 보여주고 있다.
첫째, 직도입 단계에서 운용환경과 이해관계자 요구사항이 식별되지 않아 화생방방호를 위한 모든 기능을 갖추지 못한 상태이다. 둘째, 외부시스템과의 관계설정이 미흡하여 NBC CPS가 비효율적이고 작동불능 요인이 잠재되어 있다. 셋째, NBC CPS내 하위기능간의 유기적 통합이 미흡하다.
둘째, 외부시스템과의 관계설정이 미흡하여 NBC CPS가 비효율적이고 작동불능 요인이 잠재되어 있다. 셋째, NBC CPS내 하위기능간의 유기적 통합이 미흡하다. 따라서 국내 NBC CPS의 이러한 문제점에 대한 근원적인 해결을 위해서는 이해관계자 관점에서 운용환경에 초점이 맞추어져 있는 시스템엔지니어링 접근방법을 적용한 NBC CPS 운용아키텍처 개발이 우선적으로 요구된다.
이상과 같은 임무요구사항을 달성하기 위한 이해관계자의 운용개념을 시나리오형식으로 작성하였으며 , 운용개념시나리오는 이해관계자와의 토의, 설문 및 관련 기록문서의 검증을 통해 반복적으로 검토되었다. 그룹은 임무의 유사성 관점에서 대피자그룹, 운용자그룹, 화생방요원그룹, 정비관리자그룹 및 시험평가자그룹으로 구분하였고, 이해관계자의 그룹별 운용개념은 검증과정을 통해 발생가능한 각각의 상황을 식별하여 표 3과 같이 18개 운용개념시나리오로 작성되었다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

통풍형 화생방집단보호시설의 운용아키텍처 개발
Development of the Operational Architecture of Ventilative Nuclear Biological Chemical Collective Protection Systems 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

통풍형 화생방집단보호시설의 운용아키텍처 개발 Development of the Operational Architecture of Ventilative Nuclear Biological Chemical Collective Protection Systems 원문보기

Abstract ▼ AI-Helper

주제어

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

가설 설정

제안 방법

대상 데이터

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

저자의 다른 논문 :

권용수 (40) 이훈희 (1)

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

통풍형 화생방집단보호시설의 운용아키텍처 개발
Development of the Operational Architecture of Ventilative Nuclear Biological Chemical Collective Protection Systems 원문보기

AI 본문요약
AI-Helper