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문제 정의
- 전술네트워크 구성에 있어서 핵심적인 역할을 선도할 장비는 위성시스템으로써 우리 군은 2017년 위성발사를 목표로 차기 군위성통신체계 개발을 진행 중에 있다. 본 연구는 개발 초기의 차기 군 위성통신체계가 나아가야 할 운용개념 및 그에 따른 OMS/MP와 RAM 목표값을 제시한다.
- 본 연구에서는 정비개념을 고려하지 않고 순수한 운용개념만을 고려한 새로운 방식의 OMS/MP를 제시한다. 이 방식은 Fig.
- 그러나 순수한 OMS/MP 시간요소에 기반한 운용개념으로써의 신뢰도 예측에서는 장비에 대한 정비실적이나 고장률을 분석할 수 없다. 즉, Fig. 10과 같이 시스템 설계자와 운용자 사이의 신뢰도 접근시각의 차이가 발생하기 때문에, 본 연구에서는 총 가동시간(TUT)에 기반을 둔 신뢰도 산출을 제안한다.
제안 방법
- 이는 운용가용도는 신뢰도와는 달리 운용개념만으로는 접근할 수 없으며, 총시간과 총가동시간의 비율로 계산할 수 없음을 의미한다. 따라서, 앞서 산출한 신뢰도와 정비도를 바탕으로 하여 운용가용도를 산출하였으며, 이를 통해 적정범위 내 운용가용도를 산출할 수 있었다. RAM 목표값 산출결과는 다음과 같다.
- 평시 OMS/MP 산출에 앞서, 각 단말의 공통적인 운용개념을 첫째, 각종 전술훈련 간 지휘소 지휘통신망 구성을 위해 운용하고, 둘째, 국지도발작전시 전술지휘소 지휘통신망 구성을 위해 운용하며, 셋째, 우발상황(천재지변 등)으로 인한 기존 통신망 운용제한 시 운용하고, 마지막으로, 기타 지휘관 요구에 의해 신속한 통신망 구성이 필요할 때 운용하는 것으로 정립하 였다. 또한, 각 단말의 기능에 맞게 단말별로 평시 세부 운용개념을 추가 설정하였다.
- 신뢰도는 장비의 전시운용이 평시보다 비중이 더 크다고 할 수 있으므로, 전시 운용시간을 기준으로 앞서 살펴본 운용개념을 바탕으로 산출하였으며, 정비도는 ANASIS체계의 정비 예측치를 활용하였다. 마지막으로, 운용가용도(Ao)는 정비요소를 고려할 때, 평시 연간 총 시간을 바탕으로 산출하기 때문에 평시 운용시간을 기준으로 산출하였다. 이 때, 운용가용도를 산출함에 있어서 총시간과 총가동시간의 비율로 계산을 하면 산출값의 범위가 낮아지는 단점이 발생한다.
- 본 연구는 앞으로 전력화 될 차기 군 위성통신체계의 운용개념을 명확하게 정립하고, 체계적인 OMS/MP분석을 통해 정량화된 데이터를 제시함으로써 체계개발의 기준자료를 제공하였으며, 특히, OMS/MP로부터 RAM 목표값을 예측함에 있어서 기존의 예측방법에서 탈피한 새로운 접근방법을 제시하였다.
- 정비도는 규정된 정비 여건이 갖추어진 상태 하에서 정비를 실시할 경우에 지정된 기간 내에 어떠한 체계가 규정된 상태로 복구될 수 있는 정도를 뜻하는 것으로 정비업무량과 관계되는 요소로써 평균수리시 간과 정비율을 판단한다. 본 연구에서는 현 시점에서 차기 군 위성통신체계에서의 정비체계가 확정이 되지 않았기 때문에 ANASIS 정비 예측치를 적용하였다.
- 신뢰도는 장비의 전시운용이 평시보다 비중이 더 크다고 할 수 있으므로, 전시 운용시간을 기준으로 앞서 살펴본 운용개념을 바탕으로 산출하였으며, 정비도는 ANASIS체계의 정비 예측치를 활용하였다. 마지막으로, 운용가용도(Ao)는 정비요소를 고려할 때, 평시 연간 총 시간을 바탕으로 산출하기 때문에 평시 운용시간을 기준으로 산출하였다.
- 신뢰도는 무기체계가 주어진 조건하에서 일정시간동안 고장없이 의도된 기능을 수행할 수 있는 정도 (확률)를 뜻하며, 고장빈도와 관계되는 요소이다. 신뢰도는 평균고장간시간(MTBF), 평균고장간거리(MKBF), 평균고장간발수(MRBF)를 산출하나 차기 군 위성통신 체계와 같은 통신체계의 경우 MTBF를 적용한다.
- 운용자 측면에서 MTBF는 최소한의 TUT시간을 지원해야 하므로 각 단위임무별 최소 TUT를 산출하고, 작전 세부단계별 최대 운용시간을 신뢰도 산정에 있어서 “의미있는” 시간으로 판단하여 운용시간(t)로 선정 하였다.
- 8은 시나리오를 참조하여 육군의 군단급 이하 전시 단말 운용시간을 판단하여 Timeline을 도시화 한 것이다. 이를 바탕으로 각 단말별 세부 운용시간을 판단하여 도표화 하였으며 작전의 흐름에 따른 단말운용의 Uptime과 Downtime의 이해를 돕기 위해 시간을 기준으로 도식화 하였다. 다음은 차량용 다대역 I형에 대한 예시이다(Table 4, Fig.
- 작성된 연간훈련계획 도표를 기반으로 각 단말의 훈련별 시간도표를 작성함으로써 Uptime과 Downtime 식별을 용이하게 하였으며, 그것을 토대로 평시 OMS/MP를 작성하였다. Fig.
- 전시 OMS/MP 작성 시, 총 시간은 각 시나리오 작전 단계별 임무시간으로 설정하였으며, 세부 시간요소는 각 단계별 임무를 완수하는데 소요되는 Uptime과 Downtime을 식별하면서 산출하였다. 전시 운용시나리오 참조문서로써는 수상함용과 항공기용 단말의 경우 해군의 K2012 전시 장비손실율 연구보고서를 참고하였고, 그 외 단말은 육군의 군단 공격작전 시나리오를 참조하였다 [10,11] .
- . 제대별 교육훈련계획은 군단 및 사ㆍ여단은 부대훈련지시와 연대 전술훈련 통제 계획을 참조하였고, 연대ㆍ단은 연간 훈련계획, 대대 전술훈련 통제계획을, 대대는 주기훈련계획, 종합 주간 훈련예정표, 중대 전술훈련 통제계획을, 중대는 주간 훈련예정표를 활용하였다. 해군의 수상함 및 항공기용 단말은 해작사 부대훈련계획과 함정별 EM(Estimated Moving), P-3 운용실적을 활용하였다.
- 또한, 무기체계가 불시에 임무를 부여받았을 때 가용될 수 있는 정도를 나타낸 것으로 전투준비태세의 측정치로 사용될 수 있다. 통상 고유가용도(Ai), 성취가용도(Aa), 운용가용도(Ao)를 산출하나, 본 연구에서는 운용개념을 통한 RAM 목표값 산출에 주안을 두어 운용가용도(Ao) 만을 산출하였다.
대상 데이터
- 제대별 교육훈련계획은 군단 및 사ㆍ여단은 부대훈련지시와 연대 전술훈련 통제 계획을 참조하였고, 연대ㆍ단은 연간 훈련계획, 대대 전술훈련 통제계획을, 대대는 주기훈련계획, 종합 주간 훈련예정표, 중대 전술훈련 통제계획을, 중대는 주간 훈련예정표를 활용하였다. 해군의 수상함 및 항공기용 단말은 해작사 부대훈련계획과 함정별 EM(Estimated Moving), P-3 운용실적을 활용하였다. Fig.
이론/모형
- 전시 OMS/MP 작성 시, 총 시간은 각 시나리오 작전 단계별 임무시간으로 설정하였으며, 세부 시간요소는 각 단계별 임무를 완수하는데 소요되는 Uptime과 Downtime을 식별하면서 산출하였다. 전시 운용시나리오 참조문서로써는 수상함용과 항공기용 단말의 경우 해군의 K2012 전시 장비손실율 연구보고서를 참고하였고, 그 외 단말은 육군의 군단 공격작전 시나리오를 참조하였다 [10,11] .
성능/효과
- 그리고 비교적 활용도가 낮은 전략부대에 많은 전송대역폭을 할당함으로써 활용도가 높은 전술제대 지원을 위한 전송용량의 부족 등 제대별 필요소요 용량을 미충족하여 활용도가 미흡한 실정이다. 결론적으로, 현위성통신체계는 다양한 제대에서 폭넓게 사용할 수있는 장점을 가진 통신체계임에도 불구하고 군에서 활용되고 있는 기존 네트워크 기반체계 및 응용체계와의 효율적인 운용측면에서 문제점을 내포하여 군전투력 발전에 기여도가 적고, 활용이 저조한 상황인 것으로 분석된다.
- 평시 OMS/MP 산출에 앞서, 각 단말의 공통적인 운용개념을 첫째, 각종 전술훈련 간 지휘소 지휘통신망 구성을 위해 운용하고, 둘째, 국지도발작전시 전술지휘소 지휘통신망 구성을 위해 운용하며, 셋째, 우발상황(천재지변 등)으로 인한 기존 통신망 운용제한 시 운용하고, 마지막으로, 기타 지휘관 요구에 의해 신속한 통신망 구성이 필요할 때 운용하는 것으로 정립하 였다. 또한, 각 단말의 기능에 맞게 단말별로 평시 세부 운용개념을 추가 설정하였다.
후속연구
- 원거리 감시ㆍ결심ㆍ타격체계 운용을 지원하고 자동화된 전장 관리체계 운용보장을 통해 전 전장 가시화 및 전장상 황을 공유할 수 있어야 한다. 또한 통합성 극대화를 위한 합동작전의 중요성이 갈수록 증대함에 따라 제작전요소 및 기존 전장관리체계 요소간 상호운용성을 보장해야 하며, 야전환경에 적합하고 대량살상무기 및 다양한 위협 등 어떤 전장상황 변화에도 적응할 수 있는 지휘통신의 연속성을 보장해야한다.
- 가용도는 어떤 체계가 고장과 수리를 거쳐 임의의 시점에서 가동상태에 있을 확률을 뜻하며 신뢰도와 정비도에 의해 결정된다. 또한, 무기체계가 불시에 임무를 부여받았을 때 가용될 수 있는 정도를 나타낸 것으로 전투준비태세의 측정치로 사용될 수 있다. 통상 고유가용도(Ai), 성취가용도(Aa), 운용가용도(Ao)를 산출하나, 본 연구에서는 운용개념을 통한 RAM 목표값 산출에 주안을 두어 운용가용도(Ao) 만을 산출하였다.
- 한반도에서의 미래 작전양상은 합동 및 연합작전을 기반으로, 네트워크화된 5차원전장(지상ㆍ해양ㆍ공중ㆍ우주ㆍ사이버)에서 각종 전략ㆍ전술수단을 동시 통합적으로 운용하여 적의 중심을 타격ㆍ마비시킴으로써 전쟁목표를 달성하는 효과중심작전이 이루어질 것으로 전망된다. 또한, 정밀유도 및 타격기술의 발전에 따라 다양한 타격수단에 의한 장거리 정밀교전이 보편화되며, 정찰ㆍ감시ㆍ지휘통제기능과 연계한 타격복합체계로 운용함으로써 전투력 승수효과를 달성하기 위한 노력이 더욱 확산 될 것이다.
- 군 위성통신체계의 특성과 장점을 극대화하고 현재의 군 위성통신체계인 ANASIS의 운용상 미흡한 부분을 개선하기 위하여, 차기 군 위성통신체계는 전술제대 위주의 편성을 하고 명확한 지원임무를 부여한다. 이로 인해, 현 위성통신체계의 제한사항인 위성통신의 특ㆍ장점 발휘제한, 명확한 임무부재, 제대별 소요용량의 미충족을 극복하면서 위성통신의 특성 및 장점을 극대화하고 군 지휘통신능력을 향상시킬 수 있을 것으로 판단된다.
- 이를 위해서는 첨단 정보통신장비와 기술을 활용하여 전장의 제 요소들을 효과적으로 연결함으로써 분산된 위치에서도 전장상황을 실시간으로 공유하고 지휘 및 통제가 가능한 작전환경조성이 필수적이며, 강건한 지휘통신체계가 그 핵심 역할을 수행할 것이다.
- 향후, OMS/MP 및 RAM 목표값 예측방법에 있어서 각기 다른 무기체계의 특성과 임무, 운용개념에 맞는 새로운 방법론이 필요할 것으로 판단된다.
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