미래의 무기체계 개발은 점점 복잡해지고, 많은 비용이 소요된다. 무기체계 개발을 위해 M&S(Modeling & simulation)기술을 사용하는 것에 대한 관심이 점점 높아지고 있다. M&S기술은 훈련, 전략 수립, 교전수칙, 무기체계 획득 등을 하는데 활용된다. 본 논문에서는 교전급 모델의 운용을 위해 소규모 교전 시나리오 생성 방안을 제시 한다. 생성된 시나리오는 지휘관의 훈련, 체계 운용 분석, 전술 검증을 위해 사용된다. 이 연구에서는 FSA(Finite State Automata)이론과 DFS(Depth First Search)알고리즘을 이용해 시나리오를 생성하는 방법론을 제시하였다. 그리고 제안된 방법론을 이용해 공격함과 정찰함이 교전하는 소규모 교전 시나리오 예제에 적용하였으며 이를 Delta3D$^{TM}$로 가시화 하였다.
미래의 무기체계 개발은 점점 복잡해지고, 많은 비용이 소요된다. 무기체계 개발을 위해 M&S(Modeling & simulation)기술을 사용하는 것에 대한 관심이 점점 높아지고 있다. M&S기술은 훈련, 전략 수립, 교전수칙, 무기체계 획득 등을 하는데 활용된다. 본 논문에서는 교전급 모델의 운용을 위해 소규모 교전 시나리오 생성 방안을 제시 한다. 생성된 시나리오는 지휘관의 훈련, 체계 운용 분석, 전술 검증을 위해 사용된다. 이 연구에서는 FSA(Finite State Automata)이론과 DFS(Depth First Search)알고리즘을 이용해 시나리오를 생성하는 방법론을 제시하였다. 그리고 제안된 방법론을 이용해 공격함과 정찰함이 교전하는 소규모 교전 시나리오 예제에 적용하였으며 이를 Delta3D$^{TM}$로 가시화 하였다.
Developing future weapons systems has become increasingly complicated and costly. There, modeling and simulation techniques have been highly interested in developing the defense systems. Modeling and simulation techniques provide a means to simulate military training, strategies, military doctrines,...
Developing future weapons systems has become increasingly complicated and costly. There, modeling and simulation techniques have been highly interested in developing the defense systems. Modeling and simulation techniques provide a means to simulate military training, strategies, military doctrines, and weapons acquisition. In this paper, we proposed a small scale engagement scenario generation method for engagement M&S model. Generated scenario is one of critical factors in the field of commander training, operational analysis, and tactical evaluation. The objective of this paper is to develop a scenario generation method for small scale engagement using the FSA(Finite State Automata) and DFS(Depth First Search) algorithm. The proposed method is verified using a one-on-one combat engagement scenario between assault ship and reconnaissance ship. Also, we are visualized using Delta3D$^{TM}$.
Developing future weapons systems has become increasingly complicated and costly. There, modeling and simulation techniques have been highly interested in developing the defense systems. Modeling and simulation techniques provide a means to simulate military training, strategies, military doctrines, and weapons acquisition. In this paper, we proposed a small scale engagement scenario generation method for engagement M&S model. Generated scenario is one of critical factors in the field of commander training, operational analysis, and tactical evaluation. The objective of this paper is to develop a scenario generation method for small scale engagement using the FSA(Finite State Automata) and DFS(Depth First Search) algorithm. The proposed method is verified using a one-on-one combat engagement scenario between assault ship and reconnaissance ship. Also, we are visualized using Delta3D$^{TM}$.
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문제 정의
국방 M&S의 교전급 모델을 효과적으로 구축하기 위해서는 전장 상황에서 발생할 수 있는 대응 시나리오를 미리 생성하고 생성된 시나리오를 확률 기반의 시뮬레이션을 통해 지휘관이 예상하지 못한 상황에 대하여도 사전에 방책별 대응 시나리오를 마련하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 가상 돌발 위협 상황 하에서 소규모 교전 대응 시나리오 개발 방안을 제안하였다. 제안된 방법론은 FSA 이론을 이용해 객체의 시나리오를 모델링 하고, 객체의 병렬 조합한 후 두 객체의 시나리오가 갖는 제약사항을 고려해 의미 없는 상태나 이벤트를 제외한다.
이때 조합하는 방식에는 합집합으로 표현하는 것과 교집합으로 표현하는 방식이 있는데[16]. 본 연구에서는 복수 개의 객체가 가지는 시나리오를 조합하여 가능한 모든 시나리오를 생성하는 것이 목적이기 때문에 오토마타 간의 합집합으로 병렬 조합하는 방식을 채택하였다. 이에 오토마타 A1과 A2의 병렬 조합에 관한 정의를 보면 다음과 같다.
따라서 교전 모델 시나리오는 목적에 따라 지휘관의 지휘결심 및 체계 운용 효과분석, 전술/교리 검증 등에 다양하게 활용되는 중요한 요소이며, 순차적인 일련의 행위를 기술하는 것으로 구성된다. 본 연구에서는 소규모 교전에서 지휘관이 예측하기 어려운 상황에 대해서도 위협 대응 교전 시나리오를 자동 생성하는 방법론을 제안한다. 제안한 방법론을 이용해 지휘관은 기존에 수립한 위협 상황별 방책 대응 시나리오를 검증하는 데 활용할 수 있으며, 또한 도출된 새로운 대응 시나리오를 가시화하여 지휘관의 의사결정을 적시에 도모할 수 있는 방법론을 제안한다.
A2는 정찰함으로 정찰하는 것이 목표이다. 정찰하다가 공격함을 발견하면, 공격함을 발견한 것에 대해 본부에 보고하게 된다. 만약 적에게 공격을 받아 Md(Maximum damage)를 입게 되면 정찰함의 파괴가 일어난다.
제안 방법
하지만 루프 상황이 발생하면 생성되는 시나리오가 무한히 증가 할 수 있기 때문에 루프가 일어나는 경우 하위에서 상위로 발생하는 이벤트에 대해서는 제외하고 시나리오를 다시 생성하였다. 또한 본 논문에서는 제안된 방법론을 이용해 두 공격함과 정찰함이라는 전투객체의 발생 시나리오를 모델링하고, 두 객체 간에 일어날 수 있는 시나리오의 생성하였으며, 생성한 시나리오를 사용자에게 효과적으로 제공하기 위해 교전 상황을 Delta3DTM엔진을 사용해 가시화 하였다.
FSA 방법론은 유한한 모든 상태에 대한 흐름의 표현이 가능한 방법론이다. 본 연구는 객체에 대해 모델링하고, 모델링한 객체를 조합하여, 각 객체 간에 발생하는 모든 시나리오에 대하여 표현했고, 객체 간의 관계를 제약사항으로 정의하여 발생 가능한 경우에 대하여 시나리오를 생성하는 방식으로 연구를 진행하였다. FSA는 유한한 상태들의 집합과 전이 함수들의 집합으로 구성되는데 전이란 E(Event)로부터 선택된 심볼에 의해 생기는 X(State)에서 다른 X로의 변화를 나타낸다.
본 연구에서 대응 방책 시나리오 생성을 위해 FSA 방법론을 통해 객체가 가질 수 있는 상태와 이벤트를 정의하여 각 상태에서 다음 상태로 이동하는 과정을 하나의 시나리오로 간주했다. FSA 방법론은 유한한 모든 상태에 대한 흐름의 표현이 가능한 방법론이다.
생성된 시나리오 중 { (AI, DI) (APA, DI) (ATR, DI) (ATR, DD) } 시니리오를 가시화 하였다. 예제시나리오{ (AI, DI) (APA, DI) (ATR, DI) (ATR, DD) }의 경우는 공격함과 정찰함 모두 대기 중인 상태에서 정찰함은 여전히 대기 중인데 공격함이 정찰함을 발견해 공격함이 공격 준비 중인 상태로 바뀐 후 공격함이 정찰함을 공격하여 정찰함이 격침되고 공격함은 정찰함이 격침된 것을 확인하고 시나리오가 종료된 상황을 나타내고 있다.
예제로 제시한 가상위협 대비 대응 방책 // 시나리오는 Delta3DTM 엔진을 바탕으로 C++언어로 구현하였으며 공격함과 정찰함을 수중환경에서 활동하도록 모델링하였고, Fig. 8은 초기 상태(AI, DI)를 보여준다. 이후 공격함이 정찰함을 발견하고 Fig.
본 논문에서는 가상 돌발 위협 상황 하에서 소규모 교전 대응 시나리오 개발 방안을 제안하였다. 제안된 방법론은 FSA 이론을 이용해 객체의 시나리오를 모델링 하고, 객체의 병렬 조합한 후 두 객체의 시나리오가 갖는 제약사항을 고려해 의미 없는 상태나 이벤트를 제외한다. 그리고 DFS 알고리즘을 이용해 발생 가능한 시나리오를 생성하게 된다.
본 연구에서는 소규모 교전에서 지휘관이 예측하기 어려운 상황에 대해서도 위협 대응 교전 시나리오를 자동 생성하는 방법론을 제안한다. 제안한 방법론을 이용해 지휘관은 기존에 수립한 위협 상황별 방책 대응 시나리오를 검증하는 데 활용할 수 있으며, 또한 도출된 새로운 대응 시나리오를 가시화하여 지휘관의 의사결정을 적시에 도모할 수 있는 방법론을 제안한다.
이론/모형
본 연구에서는 공격함 A1과 정찰함 A2에 대해 오토마타 형식론에 의해 정의하였다. A1에 대한 상태 전이 다이어그램을 나타내면 Fig.
성능/효과
본 연구에서 제안한 시나리오에 대한 로그 파일로 저장되고 저장된 로그 파일은 가시화 엔진을 이용해 가시화하여 다양한 시나리오에 대해 지휘관이 효과적으로 파악할 수 있도록 하였다. 제안한 방안에 의해 생성된 시나리오가 문자로 제공되기 때문에 생성 시나리오를 파악하기 어려울 수 있다.
이와 같이 객체의 시나리오를 상태와 이벤트의 조합으로 정의하고, 객체 간의 제약을 정의하여 객체의 조합에 의해 발생 가능한 시나리오를 생성하는 방안을 통해 발생 가능한 모든 시나리오를 생성할 수 있었다. 또한 교전 상황의 다양한 변동성을 고려해 각 상태에서 다음 상태로 이동하는 이벤트에 확률을 설정하면 발생 가능한 시나리오 중에서 주로 발생하는 시나리오, 발생 가능성이 전혀 없는 시나리오 등 사용자의 목적에 맞는 시나리오를 제공할 수 있다.
후속연구
향후에는 FSA에 의해 모델링한 객체를 합성할 경우 발생할 수 있는 상태의 폭발에 대해 효과적으로 대처하기 위해 제약사항의 효과적인 적용을 통한 의미없는 시나리오의 제거 방안과 DFS알고리즘에서 루프가 발생하는 상황에 효율적으로 대처하기 위한 알고리즘을 제안하고, 제안한 알고리즘을 바탕으로 시나리오 생성을 위한 일련의 작업을 지원하는 도구의 개발과, 시나리오의 생성에 영향을 주는 다양한 환경적인 요소를 고려해 좀 더 현실적인 복잡한 상황을 효율적으로 표현할 수 있는 방안에 대한 연구를 수행할 예정이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
미래의 무기체계 개발 특징은 무엇인가?
미래의 무기체계 개발은 점점 복잡해지고, 많은 비용이 소요된다. 무기체계 개발을 위해 M&S(Modeling & simulation)기술을 사용하는 것에 대한 관심이 점점 높아지고 있다.
무기체계 개발을 위해 어떤 기술에 대한 관심이 높아지는가?
미래의 무기체계 개발은 점점 복잡해지고, 많은 비용이 소요된다. 무기체계 개발을 위해 M&S(Modeling & simulation)기술을 사용하는 것에 대한 관심이 점점 높아지고 있다. M&S기술은 훈련, 전략 수립, 교전수칙, 무기체계 획득 등을 하는데 활용된다.
실시간의 작전속도가 요구되는 복잡한 전투 환경 하에서 적의 의도 대비 적시에 대응 방책 무기체계 운용 시나리오 마련이 중요한 이유?
미래 전투 환경의 특징은 첨단 군사과학기술에 기반한 정밀 타격 및 신속 기동을 주축으로 하는 무기체계전이 될 것으로 예측되며, 또한 전투 요소 간 네트워크 중심의 상호운용 속에 동시 ․ 통합 실시간 효과중심 작전도 가능할 것으로 예상된다[1]. 따라서 실시간의 작전속도가 요구되는 복잡한 전투 환경 하에서 적의 의도 대비 적시에 대응 방책 무기체계 운용 시나리오를 마련하는 것은 매우 중요하다.
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