[논문]JDL 자료융합 모델의 분산 자료융합 능력 개선

박규동; 변영태

doi:10.9766/kimst.2012.15.2.147

[국내논문] JDL 자료융합 모델의 분산 자료융합 능력 개선
Improving the Distributed Data Fusion Ability of the JDL Data Fusion Model 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.15 no.2, 2012년, pp.147 - 154

박규동 (홍익대학교) , 변영태 (홍익대학교)

Abstract ▼ AI-Helper

In this paper, we revise the JDL data fusion model to have an ability of distributed data fusion(DDF). Data fusion is a function that produces valuable information using data from multiple sources. After the network centric warfare concept was introduced, the data fusion was required to be expanded to DDF. We identify the data transfer and control between nodes is the core function of DDF. The previous data fusion models can not be used for DDF because they don't include that function. Therefore, we revise the previous JDL data fusion model by adding the core function of DDF and propose this new model as a model for DDF. We show that our model is adequate and useful for DDF by using several examples.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구는 과거 자료융합에 대한 연구와 기술 개발이 자료융합 모델의 부재로 인하여 겪었던 어려움을, 분산 자료융합에 대한 연구와 기술 개발에서 반복하지 않으려면 분산 자료융합 모델이 필수적인 것으로 판단하고, 기존의 JDL 자료융합 모델에 대하여 분산 자료융합 능력을 개선한 모델을 개발하여 제안한다.
본 연구는 군사 분야에서의 자료융합의 개념을 설명하고, 자료융합 분야의 연구 및 개발을 위해 필수적인 자료융합 모델의 발전 과정을 살펴보았다.
본 연구는 분산 자료융합의 핵심 기능으로서 노드간 자료 전달 통제 기능을 식별하고 정의하고 설명하였다. 그리고 가장 널리 쓰이는 자료융합 모델 중 하나인 JDL 자료융합 모델에 대하여 노드간 자료 전달 통제 기능을 추가함으로써 분산 자료융합 모델로 개선하였고, 분산 자료융합에 대한 적합성을 여러 예제를 통하여 확인하였다.
본 연구는 최초 JDL 자료융합 모델에 대하여 노드간 자료 전달 통제 기능을 추가하여 분산 자료융합 모델로서 제안한다. 전혀 새로운 자료융합 모델을 개발하지 않고 기존의 자료융합 모델을 활용한 이유는, 기존의 검증된 모델의 장점을 최대한 활용할 수 있고, 사용자들이 새로운 모델을 익히는데 따르는 부담을 최소화할 수 있기 때문이다.
본 연구에서 제안하는 분산 자료융합 모델은 JDL 자료융합 모델에 대하여 자료융합 노드간 자료 전달기능을 추가한 것이다. 본 연구에서 전혀 새로운 자료융합 모델을 개발하는 대신 기존의 연구를 재활용하여 확장하는 식의 접근을 택한 이유는, 분산 자료융합의 각 노드 내에서 수행되는 자료융합은 기존의 자료융합과 동일하므로, 첫째, 검증된 기존 모델의 장점을 최대한 활용하고, 둘째, 새로운 모델을 익히는데 따르는 부담을 최소화하기 위해서이다.
자료 전달 통제의 목표 또한 자료 전달에서의 회수율과 정확도를 높이는 것이다. 자료 전달에서의 회수율이란 사용 가치가 있는 자료 중 실제로 전달된 자료의 비율이며, 정확도는 전달된 자료 중 사용 가치가 있는 자료의 비율이라고 할 수 있다.
최초 JDL 자료융합 모델의 “추가 정보 요구를 출처에 할당”하는 방법을 구체적으로 제시한 것이다.

가설 설정

2) 노드별 자료 전달비용을 관리한다. 3) 타 노드로부터 수신된 자료 사용 여부 판단 기준을 관리한다. 자료 사용 여부 판단 기준은 자료 전처리 레벨과 타 노드에 제공하고, 노드별 자료 전달 비용과 타 노드의 자료 사용여부 판단 기준은 자료 후처리 레벨에 제공한다.

제안 방법

[3]의 자료융합 모델에 대하여 사용자 정제(User Refinement)라는 기능을 추가한 모델을 제안한다. 이전의 JDL 자료융합 모델이 기계적인 자동화 처리만을 위한 모델이었다고 주장하고, 그 안에서의 인간의 역할을 묘사해 내기 위하여 레벨 5, 사용자 정제 기능을 추가한 것이다.
본 연구는 분산 자료융합의 핵심 기능으로서 노드간 자료 전달 통제 기능을 식별하고 정의하고 설명하였다. 그리고 가장 널리 쓰이는 자료융합 모델 중 하나인 JDL 자료융합 모델에 대하여 노드간 자료 전달 통제 기능을 추가함으로써 분산 자료융합 모델로 개선하였고, 분산 자료융합에 대한 적합성을 여러 예제를 통하여 확인하였다.
넷째, 기존의 상황 정제와 위협 정제 기능의 명칭을 각각 상황 평가와 영향 평가로 수정하였다. 본 연구는 기존의 것을 개선하는 데에는 ‘정제’라는 용어를 기존의 것에 대해 판단 등을 새로운 것을 부가하는 데에는 ‘평가’라는 용어를 사용하는 것이 보다 적절하다고 판단한다.
온톨로지를 활용함으로써 이종의 자료 출처들과의 상호운용성 능력을 향상시킬 수 있다고 주장한다. 넷째, 분산 자료융합을 제안한다. 미래 작전에서의 중요 키워드 중 하나가 바로 분산이며, 자료융합 또한 분산 환경에서 수행되어야 하기 때문이다.
레벨간 자료 전달에는 비용이 발생하기 때문에 자료 전달이 그 비용 이상의 가치를 지니도록 하여야 하기 때문이다. 둘째, 귀납적 추론과 함께 연역적 추론을 함께 적용하도록 제안한다. 표적 처리 절차는 표적 유형별 특징들을 귀납적 추론을 통하여 발견하고, 발견한 표적 유형별 특징들을 활용한 연역적 추론으로 표적들을 탐지하도록 하는 것이다.
둘째, 출처 전처리 레벨의 명칭을 자료 전처리로 수정하였다. 출처(Source)는 자료의 제공자의 의미로 해석될 수 있어 혼동된다.
다섯째, JDL 자료융합 모델에 대한 연구마다 절차 정제와 DBMS의 위치가 조금씩 다르다. 본 연구는 절차 정제가 자료융합 외 타 기능에도 영향을 미칠 수 있으며, DBMS의 DB 또한 자료융합 외의 용도로 활용될 수 있을 것이기 때문에 절차 정제와 DBMS의 위치를 외부에 걸쳐지도록 표현하였다.
본 연구에서 제안하는 분산 자료융합 모델은 JDL 자료융합 모델에 대하여 자료융합 노드간 자료 전달기능을 추가한 것이다. 본 연구에서 전혀 새로운 자료융합 모델을 개발하는 대신 기존의 연구를 재활용하여 확장하는 식의 접근을 택한 이유는, 분산 자료융합의 각 노드 내에서 수행되는 자료융합은 기존의 자료융합과 동일하므로, 첫째, 검증된 기존 모델의 장점을 최대한 활용하고, 둘째, 새로운 모델을 익히는데 따르는 부담을 최소화하기 위해서이다.
표적 처리 절차는 표적 유형별 특징들을 귀납적 추론을 통하여 발견하고, 발견한 표적 유형별 특징들을 활용한 연역적 추론으로 표적들을 탐지하도록 하는 것이다. 셋째, 자료융합에 대한 온톨로지 기반 접근을 제안한다. 온톨로지를 활용함으로써 이종의 자료 출처들과의 상호운용성 능력을 향상시킬 수 있다고 주장한다.
셋째, 절차 정제의 정의를 구체화하였다. 최초 JDL 자료융합 모델의 “추가 정보 요구를 출처에 할당”하는 방법을 구체적으로 제시한 것이다.

대상 데이터

저자의 전문 분야이자 관심 분야는 군사 분야이기 때문에 본 연구의 분산 자료융합 모델은 최초 JDL 자료융합 모델과 마찬가지로 군사 분야의 자료융합을 적용 대상으로 한다. 본 연구에서 제안하는 모델은 향후 군사 분야의 분산 자료융합 기능 관련 연구 및 개발 시 관련자들간 원활한 의사소통을 위한 도구로서 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

성능/효과

본 연구는 기존의 것을 개선하는 데에는 ‘정제’라는 용어를 기존의 것에 대해 판단 등을 새로운 것을 부가하는 데에는 ‘평가’라는 용어를 사용하는 것이 보다 적절하다고 판단한다.
본 연구가 기존 JDL 자료융합 모델의 분산 자료융합 능력을 개선하기 위하여 최초 JDL 자료융합 모델에 대하여 추가하거나 수정한 사항은 다음과 같다. 첫째, 자료 후처리 레벨을 추가하여 분산 자료융합의 필수 기능인 자료 전달 통제 기능을 할당할 수 있게 하였다.

후속연구

저자의 전문 분야이자 관심 분야는 군사 분야이기 때문에 본 연구의 분산 자료융합 모델은 최초 JDL 자료융합 모델과 마찬가지로 군사 분야의 자료융합을 적용 대상으로 한다. 본 연구에서 제안하는 모델은 향후 군사 분야의 분산 자료융합 기능 관련 연구 및 개발 시 관련자들간 원활한 의사소통을 위한 도구로서 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
분산 자료융합 기능은 미래 지휘통제체계의 핵심 기능으로서 앞으로 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 수행될 것으로 예상된다. 이 때 본 연구에서 제안한 분산 자료융합 모델이 미래 지휘통제체계의 발전 방향을 제시하고, 연구자 및 개발자들간 의사소통을 원활히 하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
분산 자료융합 기능은 미래 지휘통제체계의 핵심 기능으로서 앞으로 자동화 및 지능화를 위한 연구가 활발히 수행될 것으로 예상된다. 이 때 본 연구에서 제안한 분산 자료융합 모델이 미래 지휘통제체계의 발전 방향을 제시하고, 연구자 및 개발자들간 의사소통을 원활히 하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.
5. 적용 예제

제안 모델은 개념, 기능, 용어 등을 제시하고 정의한 것으로 정량적 검증이 제한된다. 그 대신 본 연구는 제안 모델이 자료융합 또는 분산 자료융합의 특징적인 자료흐름들을 표현하고 설명하는데 적합하다는 것을 여러 예제를 통하여 보인다.
^[3]의 자료융합 모델에 대하여 4가지 개선 및 확장 방향을 제안한다. 첫째, 자료융합 레벨간 자료 전달 시, 자료의 유용성, 신뢰성, 일관성 고려를 제안한다. 레벨간 자료 전달에는 비용이 발생하기 때문에 자료 전달이 그 비용 이상의 가치를 지니도록 하여야 하기 때문이다.
그 대신 본 연구는 제안 모델이 자료융합 또는 분산 자료융합의 특징적인 자료흐름들을 표현하고 설명하는데 적합하다는 것을 여러 예제를 통하여 보인다. 추가적인 검증과 보완은 실제 연구 및 개발에서의 적용을 통하여 가능하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	자료융합이란?	자료융합이란 다수 출처의 자료들을 결합하여 보다 복잡하고 수준이 높은, 또는 보다 가치 있는 정보를 생산하는 활동 또는 기능이다. 자료융합에 대한 본격적인 연구는 1980년대 군사 분야에서 시작되었다.
	용어의 모호함을 해결하기 위해 무엇이 개발되었는가?	용어의 모호함은 여러 응용 분야에서 유사한 연구 또는 개발이 중복 수행되는 결과를 초래하였다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 1986년에 미 국방부 산하 JDL(Joint Directors of Laboratories)의 워킹 그룹이 만들어졌고, 자료융합 관련 용어에 대한 성문화 노력이 시작되었다. 그리고 그 결과로서 JDL 자료융합 모델이 개발되었다[2].
	자료융합에 대한 본격적인 연구는 언제부터 어떤 분야에서 시작되었는가?	자료융합이란 다수 출처의 자료들을 결합하여 보다 복잡하고 수준이 높은, 또는 보다 가치 있는 정보를 생산하는 활동 또는 기능이다. 자료융합에 대한 본격적인 연구는 1980년대 군사 분야에서 시작되었다. 자료융합은 1) 다수의 출처들로부터의 객체 자료들을 통합하여 정제하고, 2) 객체들간의 관계를 식별하여 상황을 표현하고, 3) 앞으로의 상황 변화를 예측하는 등의 기능들로 구성된다[1].

참고문헌 (9)

Hall D. L., and Llinas J., "An Introduction to Multisensor Data Fusion", Proc. IEEE, Vol. 85, No. 1, pp. 6-23, 1997.

상세보기
JDL, "White Paper On Tri-Service Reliance In Science & Technology", January 1992.
Steinberg, A. N., Bowman, C. L., and White, F. E., "Revisions to the JDL Data Fusion Model", in Sensor Fusion : Architectures, Algorithms, and Applications, Proceedings of the SPIE, Vol. 3719, 1999.
Blasch, E. and Plano, S., "JDL Level 5 Fusion Model 'User Refinement' Issues and Applications in Group Tracking", SPIE, 2002.
Steinberg, A. and Bowman, C., "Rethinking the JDL Data Fusion Levels", Chicago : AIAA Intelligent Systems Conference, 2004.
Cebrowski, A. K. and Garstka, J. H., "Network Centric Warfare - Its Origin and Future", In U.S. Naval Institute Proceedings, pp. 28-35, Jan. 1998.
Llinas, J., Bowman, C., Rogova, G. and Steinberg, A., "Revisiting the JDL Data Fusion Model II", Proc. of the 7th International Conference on Information Fusion, Stockholm, Sweden, pp. 1218-1230, 2004.
Paradis, S., Benaskeur, A., Oxenhan, M., Cutler, P., "Threat Evaluation and Weapons Allocation in Network-Centric Warfare", Proc. of the 7th International Conference on Information Fusion, Stockholm, pp. 1078-1085, 2005.
Baeza-Yates, R. and Ribeiro-Neto, B., "Modern Information Retrieval", Addison Wesley, 1999.

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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].

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
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