[논문]소부대 전술 훈련을 위한 개체기반 워게임 모델과 전차시뮬레이터 연동에 관한 연구

김문수; 김대규; 권혁래; 이태억

doi:10.9766/kimst.2012.15.1.036

소부대 전술 훈련을 위한 개체기반 워게임 모델과 전차시뮬레이터 연동에 관한 연구
A Study on Integration between an Entity-based War Game Model and Tank Simulators for Small-Unit Tactical Training 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.15 no.1, 2012년, pp.36 - 45

김문수 (방위사업청) , 김대규 (한국과학기술원) , 권혁래 (한국과학기술원) , 이태억 (한국과학기술원)

Abstract ▼ AI-Helper

In this thesis, we propose an integrated simulation method of virtual tank simulators and an entity-based constructive simulation model for small unit tactical training. To do this, we first identify requirements for virtual-constructive integrated simulation in a synthetic environment. We then propose a virtual and constructive interoperation method where individual combat entities of virtual-constructive models are interacting with each others. We develop a method of aggregating individual combat entities into a larger combat unit and disaggregating an unit into entities from time to time. We also present a way of sharing synthetic environment information between the models. Finally, we suggest that for more effective interoperability, virtual and constructive models should be developed by using common combat object models. The proposed interoperation method can be extended to further live-virtual-constructive models.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이에 한국적 실정에 맞는 L-V-C 모델 연동 기반의 전투모의체계 구축 개념과 그에 대한 기술개발이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 L-V-C 모델 연동 훈련체계 중 하나인 V-C 모델 연동 훈련체계를 대상으로 육군 기계화 부대의 특성을 분석하고 모델 연동을 위한 각 모델 요구사항을 도출하여 이를 토대로 대대급 이하 소부대 훈련을 위한 V-C 연동 개념을 제시한다. 제안한 연동개념을 바탕으로 훈련의 전술 및 지휘 통제 개선을 위한 V-C 연동의 제한사항들을 살펴보며 도출된 제한사항에 대한 해결방안 및 개선방향에 대해서 살펴본다.
따라서 해당 이슈에 대한 해결 방안으로 해상도 일치와 데이터 내용을 동일화하여 “Fair Fight” 이슈를 해결하는 방안에 대하여 중점적으로 논하고자 한다.
따라서 본 연구에서는 L-V-C 모델 연동 훈련체계 중 하나인 V-C 모델 연동 훈련체계를 대상으로 육군 기계화 부대의 특성을 분석하고 모델 연동을 위한 각 모델 요구사항을 도출하여 이를 토대로 대대급 이하 소부대 훈련을 위한 V-C 연동 개념을 제시한다. 제안한 연동개념을 바탕으로 훈련의 전술 및 지휘 통제 개선을 위한 V-C 연동의 제한사항들을 살펴보며 도출된 제한사항에 대한 해결방안 및 개선방향에 대해서 살펴본다.

제안 방법

왜냐하면 기존 임무급의 훈련용 워게임 모델은 부대 수준의 모델이고, 일부 개체 수준의 모델도 Constructive 모델 영역에 한정되어 있다. 따라서 이를 Virtual 모델로 연동하기 위해 JANUS/AWAM/OneSAF 모델에 적용되어 있는 방법과 유사하게 모델 내 모든 Disaggregated Level의 개체를 훈련참가자인 게이머가 훈련 진행상에 일일이 통제하는 것이 아니라 훈련 참가자는 Aggregated Level 모델을 통제하지만 Constructive 모델 내 실제 개체는 Disaggregated Level로 구성되어 있고 단지 게이머 화면에만 Aggregated Level 모델로 보이도록 한다. 이러한 개체단위 연동에 의해서, Constructive 모델에서 게이머가 동작시키는 부대에 속한 전투객체들의 일부는 Virtual 시뮬레이션 모델에서 가상의 개체로 표현되어 교전을 할 수 있게 되며, 반대로 Virtual 모델이 모의하는 개체레벨의 전투객체들로 구성된 가상의 부대가 Constructive 시뮬레이션 모델의 게이머와 교전을 하게 된다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 연구에서는 L-V-C 시뮬레이션 연동에서 Live 모델을 제외한 VirtualConstructive 시뮬레이션 연동 내용을 다루었다. 육군내 연동훈련 체계의 소부대 전술 훈련을 위한 연동 적용범위로 기계화보병대대 중심의 V-C 모델 연동 훈련 체계를 대상 System으로 선정하였고 실질적인 V-C 모델 연동 요구사항을 정리하였다. 이에 개체단위의 연동방법/합성환경모델 공유방법/공통의 전투객체모델을 통한 연동기술을 제안하였다.
그러므로 이를 위한 개체 위치선정 및 대형변환 방안이 마련되어야 한다. 이러한 교전모의 방법을 구현하기 위하여 위치선정 및 대형변환 면에서 4가지의 경우를 가지고 비교하였다.
이러한 요구사항을 해결하기 위해서는 하나의 소스 합성환경 데이터로부터 각 시뮬레이션 고유의 런타임 환경 DB를 자동 생성해주는 합성환경 생성 체계로서 SE-core DVED(Database Virtual Environment Development) 개념[7] 안에 포괄적인 합성환경 표현 및 교환 표준인 SEDRIS[8]를 이용하여 합성환경 마스터 (Master) DB를 구축하고, 이로부터 각 시뮬레이션 고유의 런타임 환경 데이터 포맷을 자동 생성하는 국방 M&S 합성환경 생성 및 교환체계를 구축하는 개념을 제시한다.
전장 기능이란 전투공간에서 부여된 임무를 달성하기 위하여 상호 유기적 관계에 있는 군의 각 조직이 수행하는 제반 군사적인 활동과 역할이다^[10]. 이를 13개 모의기능으로 세분화하여 확장 정의하였고 전장환경의 필수 기능을 명세하였다.
이상에서 살펴 본 바와 같이 본 연구에서는 L-V-C 시뮬레이션 연동에서 Live 모델을 제외한 VirtualConstructive 시뮬레이션 연동 내용을 다루었다. 육군내 연동훈련 체계의 소부대 전술 훈련을 위한 연동 적용범위로 기계화보병대대 중심의 V-C 모델 연동 훈련 체계를 대상 System으로 선정하였고 실질적인 V-C 모델 연동 요구사항을 정리하였다.
육군내 연동훈련 체계의 소부대 전술 훈련을 위한 연동 적용범위로 기계화보병대대 중심의 V-C 모델 연동 훈련 체계를 대상 System으로 선정하였고 실질적인 V-C 모델 연동 요구사항을 정리하였다. 이에 개체단위의 연동방법/합성환경모델 공유방법/공통의 전투객체모델을 통한 연동기술을 제안하였다. 본 연구는 추후 임무/교전급 규모 부대의 L-V-C 모델 연동을 위한 핵심기술 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
반면에, Virtual 시뮬레이션 모델은 전차, 전투기 등의 개체레벨 모델로 시뮬레이션을 모의하기 때문에 이것으로 인한 교전방식 및 모델의 해상도 수준 차이로 인해 발생하는 다중 해상도 문제를 해결해야 한다. 이에 국내외에서 MRM(Multi Resolution Modeling) 기법을 사용하여 구현하였던 연동 사례들을 해상도 전환, 데이터 교환, 모의논리 관점에서 분석하였고 그 결과는 Fig. 5와 같다.
훈련제대 및 전투의 특성과 각 V, C 모델의 연동시 고려사항 그리고 C4I 체계와 연관성에 대하여 분석하고 그에 대한 소부대 전술 훈련을 위한 V-C 모델 연동의 요구사항을 도출하면 다음과 같다.

대상 데이터

육군 기계화보병대대의 경우 전투편성 시 기본 편제인 전투차량, 하차보병, 박격포 외에 전차, 헬기 등의 무기체계가 포함될 수 있으므로, 기본이 되는 C 모델과 전차, 헬기 등의 추가적인 시뮬레이터와 연동이 필요하다. 따라서 본 논문에서는 임무/교전급 전술훈련 V-C 모델 연동 훈련 시스템의 예로 기계화보병대대 워게임-전차 시뮬레이터 연동훈련 시스템을 분석대상으로 한다.

이론/모형

추가적으로 개체의 능력(활동)을 표현하는 기능을 제공하기 위하여 행위 및 상태 모델(에이전트 모델)을 사용할 수 있다. 각 개체와 부대는 에이전트를 활용하여 인식된 상황에 따라 적절한 행위를 스스로 수행할 수 있다.

성능/효과

각 L, V, C 모델들이 공통 전투객체 모델 기반의 시뮬레이션 개체들을 사용함으로써 공통 전투객체 ⟷ FOM/PDU로의 변환을 통한 간접 연동을 지원할 뿐만 아니라 FOM이나 PDU로 개체를 변환시킬 때, 발생하는 오버헤드 없이 시뮬레이션 개체들간 직접 연동을 구현하는 것이 가능하다. 이러한 공통의 개체 모델을 공유하는 모델 수준의 직접 연동을 통해 데이터, 메시지 교환이나 SW 모듈, 개체 기능을 통한 연동보다 고수준의 연동 구현이 가능하다.
둘째, 전투모의 공간을 공유하기 위해서는 V, C 모델 내 개체 간 직접 연동이 필요하므로 해상도의 일치가 필요하다. 현재 육군이 보유하고 있는 훈련용 워게임 모델은 Aggregated Level 모델로 개체별 모의가 아니라 부대별 모의가 이루어진다.
셋째, 소부대 전술 훈련 시, 작전 운용 간 지형의 영향을 많이 받으며 소대, 중대급 부대가 전투의 중심이므로 국지적으로 이루어지는 소규모 전투가 대대 전체에 미치는 영향이 크다. 현재 워게임 모델이 보유하는 환경 DB와 전차 시뮬레이터가 가진 환경 DB내용이 상이하기 때문에 연동 시에 공정하지 못한 판정이 발생한다.
첫째, 각 시뮬레이션이 사용하는 런타임(Run-Time) 합성환경 DB는 하나의 소스 데이터로부터 생성되어져야만 한다. 이러한 요구사항을 해결하기 위해서는 하나의 소스 합성환경 데이터로부터 각 시뮬레이션 고유의 런타임 환경 DB를 자동 생성해주는 합성환경 생성 체계로서 SE-core DVED(Database Virtual Environment Development) 개념^[7] 안에 포괄적인 합성환경 표현 및 교환 표준인 SEDRIS^[8]를 이용하여 합성환경 마스터 (Master) DB를 구축하고, 이로부터 각 시뮬레이션 고유의 런타임 환경 데이터 포맷을 자동 생성하는 국방 M&S 합성환경 생성 및 교환체계를 구축하는 개념을 제시한다.

후속연구

조립성을 지원하면 Aggregated Level 개체가 아닌 Disaggregated Level 내용을 지원하는 해상도 정의 방법에 기반이 될 수 있다. 그리고 공통 전투객체 모델 데이터베이스를 구축한 후 모든 국방모의모델 개발 시 적용하면 향후 국방모의 분야 내에서 개발할 모든 모델들이 동일한 개체를 가지게 된다.
넷째, 워게임 모델과 전차 시뮬레이터가 연동을 하여 훈련을 하게 되면 전차 시뮬레이터의 전차장과 워게임 모델 훈련부대의 지휘관 및 직속상관 그리고 인접 시뮬레이터 전차장 사이에 명령을 주고받을 수 있는 편제 전술통신이 필요하게 된다.
이에 개체단위의 연동방법/합성환경모델 공유방법/공통의 전투객체모델을 통한 연동기술을 제안하였다. 본 연구는 추후 임무/교전급 규모 부대의 L-V-C 모델 연동을 위한 핵심기술 개발에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.
특히, fair fight는 해상도가 다른 경우와 LVC 통합 시 중요한 문제로 제기되고 있으므로, 공통의 전장환경을 공유하고, 공통 전투객체 모델 데이터베이스를 구축하여 데이터를 교환한다면 각 모델간의 공정한 데이터 인식을 통해 같은 전투효과를 발생하고 이를 통해 문제점 해결을 위한 큰 도움이 될 것이라 판단된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	L-V-C 모델 연동 시스템에서 다양한 환경 표현을 통합하기 위한 핵심은 무엇인가?	L-V-C 모델 연동 시스템에서 다양한 환경 표현을 통합하기 위한 핵심은 목적하는 요구사항을 적절하게 묘사할 수 있는 환경적 국면을 결정하는 것이다. 그리고 해당 LVC 모델 연동 시스템에서 표현되어야 하는 임무 공간 개체는 실세계에서 환경 내에 존재하는 것과 같이 개체의 상태와 행동이 해당 환경의 관점에서 정의되어야 된다.
	군의 전투역량 강화를 위하여 실전 경험에 기초한 지속적 활동이 필요하나, 그렇게 하기 힘든 이유는 무엇인가?	장차 미래전에 대비하여 군의 전투역량 강화를 위해서는 실전 경험에 기초한 지속적인 활동이 필요하나 실제기동 훈련 및 분석에 수반되는 민원제기, 실시 비용 및 위험도 증가 등의 제한사항이 발생하기 때문에 방법의 변화를 꾀하는 것이 바람직하다.
	Modeling & Simulation(M&S) 기법을 도입하여 어떤 이점을 얻을 수 있는가?	이에 대한 대안으로 우리 군은 훈련, 분석, 획득 등전 분야에 걸쳐 Modeling & Simulation(M&S) 기법을 적용하고 있다[1]. M&S 기법을 도입함으로써 훈련분야에서의 안전성과 경제성을 제고 시킬 수 있을 뿐만 아니라 훈련으로 인해 발생되는 소음, 대민피해 및 환경 악영향을 최소화 할 수 있다. 특히 본 연구에서 언급하는 “훈련 분야”에서는 과학화 훈련장, 시뮬레이터, 워게임 모델 등 M&S 기법을 활용하여 비용 및 위험을 줄이면서 현실감을 높여 훈련 효과를 극대화하기 위해 많은 노력을 하고 있다.

참고문헌 (12)

윤상윤, 한경섭, "우리 군의 M&S 비전과 과제", 국방정책연구 2005년 여름.
변재정, "STOW 개념을 적용한 부대실험 체계 및 방안 연구", 한국전략문제연구소 2003년 육군전투실험, pp. 435-484.
Dae-Kyu Kim et al. "Augmented Reality based Lvie Simulation Model for Small-Size LVC Training", Euro SIW, 2011.
Mark Johnson et al, "Integration of CCTT and JCATS in an LVC Exercise", Euro SIW, 2004.
http://www.peostri.army.mil/PRODUCTS/JLCCTC/
육군본부, "전차, 기계화보병대대", 2001.
http://www.peostri.army.mil/PRODUCTS/SECORE/
http://www.sedris.org/
김문수, 최미선, 이태억, 김대규, 권순걸, "공통전투객체 모델기반 Live-Virtual-Constructive 모델 연동 프레임워크", 2010년 대한산업공학회 춘계학술대회.
육군교육사령부, "전장기능별 운영개념", 2001.
KIDA, "OneSAF 모형 도입실용화(I)", 140 pages.
육군교육사, "사단급 제대 VC 연동방안 연구", 2009.

저자의 다른 논문 :

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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