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전투 시스템 생존성 분석을 위한 에이전트 기반 모델링 및 시뮬레이션
An Agent based Modeling and Simulation for Survivability Analysis of Combat System 원문보기

한국정보통신학회논문지 = Journal of the Korea Institute of Information and Communication Engineering, v.16 no.12, 2012년, pp.2581 - 2588  

황훈규 (한국해양대학교 대학원 컴퓨터공학과) ,  김헌기 (한국해양대학교 대학원 컴퓨터공학과) ,  이장세 (한국해양대학교 IT공학부)

초록
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전투 시스템의 생존성은 전투 환경의 여러 요인에 따라 변화한다. 기존의 전투 시스템 생존성 분석 시뮬레이션 프로그램은 전투 환경에 따라 변화하는 생존성의 분석에는 한계를 가진다. 이 논문에서는 이러한 한계를 극복하기 위하여 에이전트 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 이용한 전투 시스템의 동적 생존성 분석 방법을 제안한다. 시뮬레이션을 위해 DEVS 형식론, SES/MB 프레임워크, 에이전트 기술을 이용하여 전투 시스템을 구성하는 여러 요소를 모델링하고, 전투 시스템에 탑승하는 승무원을 각 역할에 따른 에이전트로 모델링한다. 제안하는 기법을 적용하면, 전투 환경에서의 전투 시스템 정적 생존성을 비롯하여 전투 시스템에 탑승하고 있는 승무원의 대응에 따라 변화하는 생존성을 분석할 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Survivability of combat system is changed by various facts in dynamic battle field. Existing survivability analysis programs for a combat system analyze statically survivability for combat system in spite of dynamic battle environment. To overcome this limitation, we propose an agent-based modeling ...

주제어

#전투 시스템   #생존성   #에이전트   #모델링   #시뮬레이션  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 이 논문에서는 다양한 변수가 존재하는 전투 환경에서의 동적인 전투 시스템 생존성을 분석하기 위한 에이전트(agent) 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 제안한다.
  • 전투 환경에서 외부 위협에 대한 전투 시스템의 생존성은 탑승하고 있는 여러 승무원의 대응에 따라 변화한다. 이 논문에서는 승무원의 대응에 따라 변화하는 생존성을 분석하기 위하여, 여러 승무원을 각각의 역할에 따라 자율적인 의사결정을 하는 에이전트로 모델링한다.
  • 이 논문에서는 전투 시스템 생존성 분석을 위한 에이전트 기반 모델링 및 시뮬레이션 기법을 제안하고 그 유용성을 검증하였다. 전투 환경에서는 다양한 변수에 따라 전투 시스템의 생존성이 변화한다.
  • 예를 들어, 육상에서는 전차, 해상에서는 함정, 공중에서는 전투기 등을 대표적으로 꼽을수 있다. 이 논문에서는 여러 전투 시스템 중 전차를 선택하여 모델링한다. 전차는 크게 몸체, 무한궤도, 포로 구성되어 있고, 몸체는 장갑, 전자장비, 연료탱크, 적재 포탄을 포함하는 것으로 추상화한다.

가설 설정

  • 외부 위협이 전투 시스템에 도달하는 순간의 운동에너지를 통해 피격 시 전투 시스템의 손상 요소와 손상 유형이 결정되며, 전차의 각 구성 요소는 표 5와 같은 임계값을 가진다고 가정한다. 예를 들어, 외부위협의 운동에너지가 140이고, 전투 시스템의 몸체가 피격된다고 가정하면, “운동에너지 – 임계값 = 잔여 운동에너지”로 계산한다.
  • 전차에는 일반적으로 전차장을 비롯하여 조종수, 포수, 탄약수가 탑승하는데, 전차의 종류에 따라 탄약수의 탑승 여부가 결정되기 때문에 총 탑승 인원은 3명 혹은 4명이 될 수 있다. 이 논문에서는 3명, 즉 전차장, 조종수, 포수가 탑승하는 경우라고 가정하였으며, 각 승무원을 각각의 역할을 수행하는 에이전트로 모델링한다. 이 논문에서는 전투 시스템의 외부 위협을 운동에너지탄이라고 가정하며, 운동 에너지탄의 공기 저항은 무시한다.
  • 이 논문에서는 3명, 즉 전차장, 조종수, 포수가 탑승하는 경우라고 가정하였으며, 각 승무원을 각각의 역할을 수행하는 에이전트로 모델링한다. 이 논문에서는 전투 시스템의 외부 위협을 운동에너지탄이라고 가정하며, 운동 에너지탄의 공기 저항은 무시한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
에이전트란? 에이전트는 지식베이스(Knowledge Base)를 기반으로 추론, 정보 교환, 학습 등을 통해 자율적인 의사결정을 지원하기 위한 지능을 가진 요소를 의미한다[4]. 국방 M&S 분야에서의 에이전트는 전장 환경에 존재하는 특정한 개체나 자산이 된다.
전투 시스템의 예로는 어떤 것들이 있는가? 전투 시스템이란, 육상, 해상, 공중, 수중에서의 국방과 관련된 임무 수행능력을 지닌시스템을 의미한다. 예를들어, 육상에서는전차, 해상에서는 함정, 공중에서는 전투기 등을 대표적으로 꼽을수 있다. 이 논문에서는여러 전투 시스템 중 전차를 선택하여 모델링한다.
전투 시스템의 생존성은 어떻게 향상되는가? 전투 시스템이란, 육상, 해상, 공중, 수중에서 국방과 관련된 임무 수행 능력을 지닌 시스템을 의미한다. 전투 시스템의 생존성은 외부 위협에 의한 피격이나 폭발 등에 대한 피해를 최소화함으로써 향상된다. 생존성이란, 전투 시스템이 전투 환경에서 위협을 회피하거나 감내하여 임무를 수행할 수 있는 능력을 의미 한다[1].
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참고문헌 (11)

  1. Michael O. Said, "Theory and Practice of Total Ship Survivability for Ship Design", Naval Engineers Journal, Volume 107, Issue 4, pp.191-203, 1995. 

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  2. CONDAT GSS, http://www.condat-scheyern.de/ 

  3. Jennings N. R., Sycara K. and Wooldridge M., "A Roadmap of Agent Research and Development", Autonomous Agents and Multi-Agent Systems 1, pp.7-38. 1998. 

    crossref

  4. Bernard P. Zeigler, T.G. Kim, and H. Praehofer, Theory of Modeling and Simulation, 2nd Ed., Academic Press, Inc., 2000. 

  5. B.P. Zeigler, Object-oriented Simulation with Hierarchical Modular Models: Intelligent Agent and Endomorphic Systems, Academic Press, 1990. 

  6. Bernard P. Zeigler, "High Autonomy System: Concept and Models", AI, Simulaton and Planning in High Autonomy Systems, IEEE, 1990. 

  7. Bernard P. Zeigler, S. D. Chi et al, "Model-based Architecture Concepts for Autonomous System Design and Simulation", Introduction to Intelligent and Autonomous Control, Kluwer, 1992. 

  8. Bernard P. Zeigler and S. D. Chi, "DEVS-based Intelligent Control: Space-adapted Mixing System Example",Cybernetics and Systems: An International Journal, vol. 25, no. 3, pp. 471-510, 1994. 

    상세보기 crossref

  9. Chi S. D. and Bernard P. Zeigler, "Hierarchical Model-based Designs for High Autonomy Systems", Intelligent and Robotic Systems, vol. 9, pp. 193-203, 1994. 

    상세보기 crossref

  10. International Electrotechnical Commission, IEC 60812 : Analysis techniques for system reliability - Procedure for failure mode and effects analysis (FMEA), International Electrotechnical Commission, 1985. 

  11. Michael V. Carras Jr, "BDA Enhancement Methodology Using Situational Parameter Adjustments", Air Force Institute of Technology, 2006. 

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