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HMS를 이용한 대잠탐색 패턴분석을 위한 시뮬레이터 개발
A Development of Simulator for Analysis of Anti-Submarine Search Patterns Using HMS 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.19 no.2, 2010년, pp.99 - 106  

신성철 (해군사관학교 전산과학과) ,  박영만 (해군사관학교 국방경영과학과)

초록
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대잠작전에서 HMS를 이용한 탐색이 그 기본전술로 이용되고 있으며 점차 HMS 운용전술의 중요성이 증대되고 있으나, 해양환경, 탐색패턴, 소나 운용전술, 대잠 탐색전술 등의 상호작용으로 인하여 효과적인 대잠 탐색전술 개발에 어려움이 있다. 본 연구에서는 다양한 대잠 탐색환경에서 HMS 탑재함이 잠수함을 탐색하는데 사용할 수 있는 탐색패턴들을 분석할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 대잠탐색에 영향을 주는 다양한 요인들을 반영하고, 대잠함의 탐색패턴 및 잠수함의 회피 기동 등을 고려하여, 단독 또는 다수 세력에 의한 협동 대잠작전 등의 다양한 대잠탐색을 시뮬레이션 할 수 있다. 개발된 시뮬레이터는 HMS를 이용한 체계적이고 효율적인 대잠전 운영전술을 개발하고 발전시키는데 유용하게 활용 가능하다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In the anti-submarine warfare, a search using HMS is used as a basic strategy. The importance of HMS operation strategy is increasing, but it is hard to develop effective anti-submarine search strategy due to reciprocal actions among sea environments, search patterns, sonar operational tactics, anti...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 국내에서는 최근에 들어서야 HMS 관련연구를 시작하게 되었고, 이 일환으로 본 연구에서는 복잡하고 다양한 대잠 탐색환경에서 HMS 대잠함이 잠수함을 탐색하는데 사용할 수 있는 탐색패턴들을 분석할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 개발된 시뮬레이터는 대잠탐색에 영향을 주는 요인들을 반영하고, 고정된 탐색패턴 14가지와 잠수함 기동형태 6가지, 그리고 사용자가 대잠함/잠수함의 기동경로를 지정할 수 있도록 하여 단독 또는 다수 세력에 의한 협동 대잠탐색 등, 다양한 대잠탐색을 시뮬레이션 할 수 있도록 개발되었다.
  • 대잠작전에 있어 그 효율성의 척도는 임무에 따라 여러 가지가 존재할 수 있으나, 대잠탐색에서 사용되는 가장 일반적인 척도는 탐지율(신성철 등, 2008)일 것이다. 따라서, 본 연구에서는 기본적으로 탐지율을 시뮬레이션 결과로 제공하고, 더 나아가 여러 가지 상황분석을 위해 다양한 결과를 제공할 수 있게 하였다.
  • 본 연구에서는 현실성을 고려하기 위하여 실제 상황에서 발생될 수 있는 다양한 요인들이 반영된 탐지확률식 (식2) 및 작전상황을 반영하여 개발하였다. 개발된 시뮬레이터의 실험 결과는 실제 대잠작전 전문가들의 검증을 받았다.
  • HMS의 활용 중요성이 증대됨에 따라 국내에서는 최근에 들어서야 관련연구를 시작하게 되었다. 이 일환으로 본 연구에서는 정지 또는 임의 기동, 회피 기동(잠수함이 대잠함을 탐지한 후 대잠함에게 피탐되지 않기 위한 기동)을 하는 적 잠수함을 효과적으로 탐지하기 위해 대잠함에서 활용할 수 있는 다양한 탐색패턴을 구현 제공함과 동시에, 다수의 대잠함들이 협동으로 대잠탐색을 수행할 수 있는 시뮬레이터를 개발하였다. 본 연구에서 개발된 시뮬레이터는 일반적인 능동형 소나방정식(Robert, 1983)의 사용과 정규분포와 유사한 형태의 탐지확률곡선식(박영만 등, 2009)에 기반한 탐지확률을 사용하는 두 가지 방법으로 다양한 형태의 대잠탐색 시뮬레이션을 수행하고, 그 시뮬레이션을 다각도로 분석할 수 있는 실험 결과를 제공하도록 개발되었다.

가설 설정

  • 또한, 본 연구에서는 실험의 간편성을 위해 대잠탐색이 동일한 지역에서 수행된다는 가정을 하고, 식 (2)와 같은 정규분포와 유사한 형태의 탐지확률곡선식(박영만 등, 2009)에 기반한 탐지확률(신성철 등, 2009)을 사용하였다.
  • 본 연구에서 대잠함은 HMS 외에도 TASS와 같은 대잠 탐색장비를 운용한다는 가정을 하고, HMS를 운용할 때는 능동(Active) 모드, 운용하지 않을 때를 수동(Passive) 모드로 구분하였다. 소나 운용모드에 따라 식 (2)의 소나 최대 탐지거리를 구분하여 설정하였으며, 소나 운용모드 별 운용시간을 지정할 수 있도록 하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
HMS의 장점은 무엇인가? 대잠작전에서 적 잠수함과 같은 수중 위협체를 탐지/추적 및 식별하기 위해 사용되는 탐지장비에는 예인형 선배열 소나(TASS: Towed Array Sonar System), 헬기 디핑 소나(Dipping Sonar), 선저 고정형 소나(HMS:Hull Mounted Sonar) 등이 있다. 그 중에서 HMS는 운용 준비시간이 짧고, 해상 상태나 기상 상태와 무관하게 상시 운용 가능하다는 장점(류영우, 2008)을 지니고 있어 그 활용 중요성이 부각되고 있다.
선저 고정형 소나 대잠함에서 효과적으로 적 잠수함을 탐지하는 것이 복잡하고 어려운 이유는? 적 잠수함을 효과적으로 탐지하기 위해서는 HMS/TASS 대잠함, 잠수함, 항공기들이 상호 협동하는 전술이 필수적이며, 그런 상황에서 HMS 대잠함의 탐색전술이 가장 핵심적인 요소로 활용되고 있다. 그렇지만, 해양환경, 탐색패턴, 소나 운용전술, 탐색전술 등의 상호작용으로 인하여 HMS 대잠함에서 효과적으로 적 잠수함을 탐지한다는 것은 복잡하고 어려운 측면이 있다(김문환 등, 2009).
대잠작전에서 적 잠수함과 같은 수중 위협체를 탐지/추적 및 식별하기 위해 사용되는 탐지장비에는 무엇들이 있는가? 오늘날 수상함들은 현대화된 다양한 무기체계들을 탑재하여 대공, 대함, 대잠작전 등을 수행한다. 대잠작전에서 적 잠수함과 같은 수중 위협체를 탐지/추적 및 식별하기 위해 사용되는 탐지장비에는 예인형 선배열 소나(TASS: Towed Array Sonar System), 헬기 디핑 소나(Dipping Sonar), 선저 고정형 소나(HMS:Hull Mounted Sonar) 등이 있다. 그 중에서 HMS는 운용 준비시간이 짧고, 해상 상태나 기상 상태와 무관하게 상시 운용 가능하다는 장점(류영우, 2008)을 지니고 있어 그 활용 중요성이 부각되고 있다.
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참고문헌 (8)

  1. 김문환, 서주노, 박평종, 임세한, "유전자 알고리즘을 이용한 대잠 탐색패턴 최적화 기법 개발", 한국군사과학기술학회지, 12(1), pp. 18-29, 2009년. 

  2. 류영우, "선저고정형 소나의 탐지성능 향상을 위한 빔 안정화 빔형성 기법", 한국군사과학기술학회지, 11(3), pp. 129-137, 2008년. 

  3. 박영만, 신성철, "수중 표적 탐색전술 분석용 시뮬레이션시스템 설계 및 개발", 한국해양정보통신학회 논문지, 13(12), pp. 2753-2758, 2009년. 

  4. 서윤준, UML, ROSE, RUP, 가남사, 2004년. 

  5. 신성철, 서주노, 최봉완, 전재효, 박영만, 대잠 효과도 분석을 위한 HMS 운용전술에 관한 연구(3차 중간보고서), 국방과학연구소, 진해, pp. 34-48, 104-112, 2008년. 

  6. 신성철, 서주노, 최봉완, 전재효, 박영만, 대잠 효과도 분석을 위한 HMS 운용전술에 관한 연구(최종보고서), 국방과학연구소, 진해, pp. 35-53, 100-123, 2009년. 

  7. Mesquite Software Inc., User's Guide CSIM18 Simulation Engine, 1994. 

  8. Robert J. Urick, principles of underwater sound, 3d Edition, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, pp. 17-29, 1983. 

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