선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 본 논문은 비행기지내 개별적으로 구축된 WiBro(Wireless Broadband Internet) 망, 보라매 모델 및 3D 맵뷰어를 연결하여 기지방어 작전 수행효과를 높일 수 있는 새로운 기지방어 절차와 위치식별체계 구축 방안을 제안한다. 이미 설치된 각종 체계들을 통합하여 기지방어 전력에 대한 실시간 위치식별이 가능토록 공통작전 상황도(COP : Common Operation Picture)를 제공하고 상황전파 메시지 송･수신 기능을 추가 개발하면 기지방어 작전을 효과적으로 수행할 수 있다.
- 제 4장에서는 구축된 체계에 대한 실제 전투실험을 통해 체계의 보완사항을 식별 및 분석할 것이다. 마지막으로 본 체계 구축 및 실험에서 얻은 교훈을 통해 향후 연구를 위한 방향을 제시하고자 한다.
- 본 논문에서는 비행기지내 기 구축된 정비관리용 WiBro 기반망, 보라매 워게임 모델 및 3D 맵뷰어를 활용하여 기지방어 작전 수행효과를 향상시킬 수 있는 새로운 기지방어 절차와 위치식별체계를 제안하였다. 비행기지 방어전력 위치식별체계는 기지방어 작전 상황 전파시 적에게 노출되지 않도록 디지털화된 정보를 제공하여 재래식 기지방송망과 TRS의 단점을 개선하고, 기지내 기지방어 전력의 이동위치 및 배치 상태를 자동으로 종합상황실에 제공함으로써 지휘관이 신속하고 효과적인 판단을 하도록 개발하였다.
제안 방법
- 제안하는 기지방어 위치식별체계는 WiBro망, 단말기, 보라매 모델, 3D 맵뷰어를 연결하여 기지방어 전력의 위치를 실시간 자동으로 나타내주는 COP를 구축함으로써 상황을 종합적으로 인식하고 기지방어 전력을 포함한 모든 전력을 효과적으로 운영할 수 있는 체계이다. Fig.
- 10은 제안하는 위치식별체계의 구성도를 나타낸 것으로 장갑차 및 무장순찰차에 설치된 UMPC는 WiBro망에 접속하여 기지작전 상황을 수신하고 실시간 위치정보를 송신하는 기능을 담당한다. 기지작전과에는 수기식 상황판 대신 대형 모니터에 COP가 전시되도록 구성하였으며 전산실에는 RAS를 통해 송･수신 되는 상황전파 및 위치정보를 처리하는 서버와 네트워크 장비를 설치하였다. 아군의 위치정보가 WiBro 망에서 처리되는 과정을 설명하면, 아군의 장갑차 내･외부에는 UMPC와 부수장치(①∼⑧)가 부착되어 있다.
- 14와 같이 비행기지내 설치된 WiBro 무선통신망, UMPC, PDA 단말기, GIS 서버, 기지방어용 장갑차 및 무장순찰차가 이용되었으며 Table 1은 실험에서의 세부 점검 항목을 나타낸다. 순번대로 차량 내 단말기와 기지작전 종합상황실간 상황전파 메시지 송･수신 가능 여부, UMPC 단말기가 수신하는 시간대별 위치좌표의 정확도 검증 및 종합상황도에 표시된 위치좌표 정확도 검증으로 나누어 실시하였다.
- 실험을 통해 UMPC에 장착된 위성항법 보정시스템 모듈 (SiRF-III)의 자체 정확도를 측정하여 오차 범위를 분석하였으며 위･경도 오차는 약 0.02m∼1.3m로 정확한 위치정보를 제공하였다 [8,9] .
- 3m로 정확한 위치정보를 제공하였다 [8,9] . 마지막으로 COP에 표시된 단말기 위치가 정확한가를 측정하기 위한 실험으로, 기지내 특정지점에 UMPC를 탑재한 무장순찰차가 위치하고 좌표가 자동으로 전파되면 COP 화면과 정확한 좌표를 제공하는 미군용 맵인 Falcon view 화면 및 구글어스 화면에서 각각 위･경도 좌표의 정확도를 비교 하였다. 결과는 Fig.
- 본 논문에서는 비행기지내 기 구축된 정비관리용 WiBro 기반망, 보라매 워게임 모델 및 3D 맵뷰어를 활용하여 기지방어 작전 수행효과를 향상시킬 수 있는 새로운 기지방어 절차와 위치식별체계를 제안하였다. 비행기지 방어전력 위치식별체계는 기지방어 작전 상황 전파시 적에게 노출되지 않도록 디지털화된 정보를 제공하여 재래식 기지방송망과 TRS의 단점을 개선하고, 기지내 기지방어 전력의 이동위치 및 배치 상태를 자동으로 종합상황실에 제공함으로써 지휘관이 신속하고 효과적인 판단을 하도록 개발하였다. 또한, 실제 현장에서 기지방어용 차량내 단말기와 기지작전 종합상황실간 상황전파 메시지 송･수신 가능 여부 및 COP에 표시된 차량의 위치좌표 정확도를 실험을 통해 검증하여 정상적으로 기능이 구현되었음을 입증하였다.
대상 데이터
- 보라매 모델은 공군 비행기지 피해평가 모델인 CBAM(Combat Base Assessment Model)을 대체하기 위한 비행기지 전투모의 모델로 ’08년 6월 한국 국방연구원에 의해 개발되었으며, 비행기지의 정책 지원을 위한 기지작전 소요 분석, 전시 비행기지 생존성 예측, 지원소요 산정 및 비행단 지휘관/참모들의 실전적 지휘소 연습을 위한 체계로 활용되는 모델이다. 모델은 연습용과 분석용으로 구성되어 있으며, 연습용은 상황전파 및 조치, 지형지물 편집기와 상황도로 구성된다. 분석용은 기지방호, 화학방호, 피해복구, 군수지원 및 사후 분석기로 구성되어 기지의 전반적인 운영과 관련한 분석에 이용된다.
- 11과 같이 UMPC의 하드웨어는 7인치 화면과 GPS 수신 모듈을 장착하고 있다. 지도 데이터 조회용 소프트웨어는 한국 공군이 미군으로부터 대여를 받아서 사용하고 있는 Falcon view 3.2 판을 활용하였다. PDA는 기지작전요원에게 제공되며 3.
- 실험에는 Fig. 14와 같이 비행기지내 설치된 WiBro 무선통신망, UMPC, PDA 단말기, GIS 서버, 기지방어용 장갑차 및 무장순찰차가 이용되었으며 Table 1은 실험에서의 세부 점검 항목을 나타낸다. 순번대로 차량 내 단말기와 기지작전 종합상황실간 상황전파 메시지 송･수신 가능 여부, UMPC 단말기가 수신하는 시간대별 위치좌표의 정확도 검증 및 종합상황도에 표시된 위치좌표 정확도 검증으로 나누어 실시하였다.
- 체계 활용성에 대한 정량적 효과 분석을 위해 실험에 참여한 기지방어 요원 15명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 질문은 Table 2와 같이 John Brooke가개발한 SUS(System Usability Scale) 의 10개 문항을 이용하였다[10].
이론/모형
- 체계 활용성에 대한 정량적 효과 분석을 위해 실험에 참여한 기지방어 요원 15명을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 질문은 Table 2와 같이 John Brooke가개발한 SUS(System Usability Scale) 의 10개 문항을 이용하였다[10]. 각 질문의 답은 Linkert 1∼5점 척도를 사용하여 강한 부정, 부정, 보통, 긍정, 강한 긍정 중에서 선택하도록 하였다.
성능/효과
- 9에서 보는 바와 같이 기지작전 종합 상황실에서는 IP 카메라, 초 저조도 CCTV 및 적외선 감시카메라를 이용하여 적의 위치를 식별하고, Wibro 단말기 위치정보 전송을 통해 아군의 위치를 파악하게 된다. 또한, 적･아 위치를 종합하여 아군에게 기지상황 전파 형태로 재방송함으로써 상황인식 증가를 제공한다.
- 이러한 결과는 실제 기지방어 작전에 이용할 수 없다는 것이 문제점으로 대두 되었다. 이를 해결하기 위한 현실적 방법을 모색한 결과 1m급의 정확도를 가지는 SBAS(Satellite Based Augmentation System) 활용이 가능한 DGPS(Differential Global Positioning System)모듈을 적용하여 만족할만한 실험결과를 도출하였다. 실험을 통해 UMPC에 장착된 위성항법 보정시스템 모듈 (SiRF-III)의 자체 정확도를 측정하여 오차 범위를 분석하였으며 위･경도 오차는 약 0.
- 17은 제안하는 위치식별체계가 기지방어 요원에게 매우 필요하다는 것을 보여주었다. 특히 1번, 5 번, 9번 질문에서 높은 점수를 얻은 것은 제안하는 체계가 기지방어 작전에 적용 시 아군간의 오인사살 방지와 임무 성공률 향상에 충분히 기여하고, 기능들이 잘 통합되어 안정적으로 작동하며, 만족스러운 기능을 발휘한다는 것이다.
- 보완사항을 분석하면 첫째, 기지작전 상황전파 단문 메시지의 송신과 수신은 양방향 모두 양호한 결과를 얻을 수 있었다. 다만 PDA를 통해 전송할 경우 작은 액정화면으로 메시지 입력에 대한 불편을 해소할 필요가 있으며, 따라서 상황에 따른 적절한 메시지 내용을 미리 저장하고 사용자의 선택을 통해 전송할 수 있는 체계로 보완하면 해결 가능한 것으로 판단된다.
- 다만 PDA를 통해 전송할 경우 작은 액정화면으로 메시지 입력에 대한 불편을 해소할 필요가 있으며, 따라서 상황에 따른 적절한 메시지 내용을 미리 저장하고 사용자의 선택을 통해 전송할 수 있는 체계로 보완하면 해결 가능한 것으로 판단된다. 둘째, PDA 액정 크기 부족 및 자연광 반사로 인해 화면내용 조회시 제한사항이 식별되었으며 기존 액정의 크기를 3.7인치 이상으로 확장하고 재질도 AMOLED 로 변경하여 선명도 증가와 전력소모량 감소가 필요 하다. 셋째, 단말기의 지속적인 위치보고를 1초 단위로 설정하여 수행한 결과 배터리 수명에 대한 보완사항이 식별 되었다.
- 7인치 이상으로 확장하고 재질도 AMOLED 로 변경하여 선명도 증가와 전력소모량 감소가 필요 하다. 셋째, 단말기의 지속적인 위치보고를 1초 단위로 설정하여 수행한 결과 배터리 수명에 대한 보완사항이 식별 되었다. 원인으로 Cellular Phone의 경우 수십 m의 근거리 통신이 주를 이루고 있으나 WiBro 단말기의 경우 1～2km의 거리를 통신하여야 하는 관계로 급속한 배터리 소모가 있는 것으로 나타났다.
- 셋째, 단말기의 지속적인 위치보고를 1초 단위로 설정하여 수행한 결과 배터리 수명에 대한 보완사항이 식별 되었다. 원인으로 Cellular Phone의 경우 수십 m의 근거리 통신이 주를 이루고 있으나 WiBro 단말기의 경우 1～2km의 거리를 통신하여야 하는 관계로 급속한 배터리 소모가 있는 것으로 나타났다. 위치 보고 주기를 조절하거나 예비 배터리를 추가 지급하면 해결 가능하다.
- 또한, 기지내 초소, 활주로, 제논 탐조등, 송유관 등 주요시설의 위치를 식별하여 시설물 방어 능력이 개선된다. 둘째, 종합상황실 근무요원은 아군과 적군의 위치를 파악하여 가장 근접한 수단으로 공격을 지시할 수 있으며, PDA 단문 메시지를 통한 지시로 기지방송망과 TRS를 이용한 음성 전파 대비 문서형태로 전달함으로써 명령이 정확하게 전파되며 적에게 지휘의도가 노출되는 단점도 개선된다. 또한, 근무요원이 이동병력 및 전투자원의 위치 정보 등 중요한 사항을 실시간 보고하여 시간을 단축하고 상황전파 내용을 저장할 수 있어 송･수신 받은 사항을 정확히 기억할 수 있다.
- 또한, 근무요원이 이동병력 및 전투자원의 위치 정보 등 중요한 사항을 실시간 보고하여 시간을 단축하고 상황전파 내용을 저장할 수 있어 송･수신 받은 사항을 정확히 기억할 수 있다. 셋째, 비행단장 등 부대 지휘관은 기지작전 종합 상황도를 통해 기지방어 전력배치 지시 후 아군전력 전개여부 확인 등 전체 상황판단 능력이 향상되고 지휘결심을 신속하고 정확하게 할 수 있다.
- 비행기지 방어전력 위치식별체계는 기지방어 작전 상황 전파시 적에게 노출되지 않도록 디지털화된 정보를 제공하여 재래식 기지방송망과 TRS의 단점을 개선하고, 기지내 기지방어 전력의 이동위치 및 배치 상태를 자동으로 종합상황실에 제공함으로써 지휘관이 신속하고 효과적인 판단을 하도록 개발하였다. 또한, 실제 현장에서 기지방어용 차량내 단말기와 기지작전 종합상황실간 상황전파 메시지 송･수신 가능 여부 및 COP에 표시된 차량의 위치좌표 정확도를 실험을 통해 검증하여 정상적으로 기능이 구현되었음을 입증하였다. 이러한 체계가 작전에 실제 적용될 수 있도록 보다 구체화되고 확장이 된다면 별도의 작전 상황판 작성 등 수기식 형태로 이루어지던 불필요한 업무가 대폭 감소됨에 따라 상황근무 요원의 임무 효율성도 개선될 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.
- 또한, 실제 현장에서 기지방어용 차량내 단말기와 기지작전 종합상황실간 상황전파 메시지 송･수신 가능 여부 및 COP에 표시된 차량의 위치좌표 정확도를 실험을 통해 검증하여 정상적으로 기능이 구현되었음을 입증하였다. 이러한 체계가 작전에 실제 적용될 수 있도록 보다 구체화되고 확장이 된다면 별도의 작전 상황판 작성 등 수기식 형태로 이루어지던 불필요한 업무가 대폭 감소됨에 따라 상황근무 요원의 임무 효율성도 개선될 수 있음을 실험을 통해 확인하였다.
후속연구
- 본 논문은 비행기지내 개별적으로 구축된 WiBro(Wireless Broadband Internet) 망, 보라매 모델 및 3D 맵뷰어를 연결하여 기지방어 작전 수행효과를 높일 수 있는 새로운 기지방어 절차와 위치식별체계 구축 방안을 제안한다. 이미 설치된 각종 체계들을 통합하여 기지방어 전력에 대한 실시간 위치식별이 가능토록 공통작전 상황도(COP : Common Operation Picture)를 제공하고 상황전파 메시지 송･수신 기능을 추가 개발하면 기지방어 작전을 효과적으로 수행할 수 있다. 이는 기지방어 전력을 실시간으로 지휘･통제할 수 있는 능력을 가질 수 있을 뿐만 아니라 TRS, 기지방송 등 재래식 음성장비를 이용하여 기지방어 작전을 수행함에 따른 병력의 운용상황이 적에게 노출되는 단점을 보완하는 효과를 얻을 수 있다.
- 실험 결과를 분석하면 참여자의 관점에서 각각 다음과 같은 기대효과가 예상된다. 첫째, 현장에 출동하는 기지방어요원은 위치식별체계를 통해 적과 아군의 위치 정보를 인지함으로써 아군에 대한 오인사살 방지와 이에 따른 임무성공률 증가가 기대된다. 또한, 기지내 초소, 활주로, 제논 탐조등, 송유관 등 주요시설의 위치를 식별하여 시설물 방어 능력이 개선된다.
- 본 체계가 기지방어 작전 임무 성공률을 향상할 수 있는 중요한 체계로 입증됨에 따라 향후 무선 데이터 통신의 신뢰성을 보장하기 위한 시나리오별 보안대책, Wibro 망내 핸드오버에 따른 패킷 손실과 전송 지연에 대해 추가적인 연구가 진행되어야 할 것이다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.