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성능/교전 효과도의 상호 분석이 가능한 전투 개체 기반의 모델링 방법론 - 제1부 : 개념 모델 설계
Combat Entity Based Modeling Methodology to Enable Joint Analysis of Performance/Engagement Effectiveness - Part 1 : Conceptual Model Design 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.17 no.2, 2014년, pp.223 - 234  

서경민 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ,  김탁곤 (한국과학기술원 전기 및 전자공학과) ,  송해상 (서원대학교 컴퓨터공학과) ,  김정훈 (국방과학연구소 수중임무분석실) ,  정석문 (해군사관학교 무기체계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper proposes a flexible and highly reusable modeling methodology for a next-generation combat entity which enables joint analysis of performance/engagement effectiveness. According to the scope of the proposed work, the paper is divided into two parts; Part 1 focuses on a conceptual model des...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 다음으로 탐지/제어/기동 부 모델들을 수직적으로 세분화하는 방법에 대하여 살펴본다. 수직적 세분화의 기본적인 근거는 4장에서 제시한 전투 논리 요소의 분류 근거와 동일하다.
  • 특히, 이들은 전장 기능과 전투 논리 요소 중 일부 요소에 한하여 재구성이 유연한 모델링 방법을 제안했기 때문에 다양한 성능/교전 효과도의 상호 분석을 위해서는 모델 재사용성 측면에서 제한적이다. 본 연구는 성능/교전 효과도의 상호 분석에 적합하도록 개선된 모델링 방법론을 제안한다. 모델링 대상은 차기 전투 플랫폼/무기 체계로써 수상함, 잠수함, 항공기 등과 같은 전투 세력과 어뢰, 미사일, 기만기 등과 같은 무장 세력이 해당되며 이들을 통칭하여 ‘전투 개체(Combat Entity)’라고 정의한다.
  • 미래 전장 환경은 첨단 기술의 발달로 인해 차기 전투 플랫폼/무기 체계의 획득이 요구되고 이들의 전투 평가를 수행하기 위한 성능 요구사항 검증 및 전술/교리 개발이 매우 중요하다. 본 연구는 차기 전투 플랫폼/무기 체계를 모델링 대상으로 하여 성능/교전 효과 도의 상호 분석을 위한 효율적인 모델링 방법론을 제안하였다. 먼저, 상호 분석을 위해 전투 논리 요소와 전장 기능 요소를 식별하여 계층적으로 제시하고, 이를 바탕으로 두 가지 요소를 융합한 2차원 모델 분할 기법을 제안하였다.
  • 이렇게 전투 논리 요소와 전장 기능 요소를 균형 있게 고려하여 분석하는 방법을 Kim의 연구결과[5]에서 상호 분석 방법이라고 제안하였다. 본 연구에서도 Kim의 연구결과와 마찬가지로 전투 개체에 대한 상호 분석이 본 연구의 동기가 되며, 상호 분석이 가능한 전투 개체의 효율적인 모델링 방법에 대하여 제안하고자 한다.
  • 본 절에서는 전투 개체의 교전/성능 효과도의 상호 분석에 필요한 또 다른 요소인 전장 기능 요소를 설명한다.
  • 그러나 대조군은 본 연구의 초기 단계에 수행된 모델 개발 결과이기 때문에 특정한 기준 없이 부 모델로 세분화하였고, 이로 인해 다양한 전투 요소나 전장 기능 요소를 확장한 상호 분석에는 효과적으로 사용할 수 없었다. 이어지는 절에서 모델 재사용 측면에 대하여 고찰해 보기로 한다.
  • 모델링 대상은 차기 전투 플랫폼/무기 체계로써 수상함, 잠수함, 항공기 등과 같은 전투 세력과 어뢰, 미사일, 기만기 등과 같은 무장 세력이 해당되며 이들을 통칭하여 ‘전투 개체(Combat Entity)’라고 정의한다. 제안하는 방법론의 궁극적인 목적은 해당 전투 개체의 전장 기능 요소와 이를 운용하는 전투 논리 요소를 융합한 상호 분석적인 전투 평가(효과도)를 도출하는 것이다. 이를 위해 본 연구는 제안 방법의 내용과 범위에 따라 1부와 2부로 나누어 설명한다.

가설 설정

  • 이러한 공통 요소는 전투 개체에 주어지는 임무(예: 대잠전, 대함전, 특수전 등)에 따라 다르게 구체화된다. 3장에서 언급하였듯이 본 연구의 범위를 국방 시스템 모델 중 교전/공학 모델로 제한하였기 때문에 전투 개체의 임무는 미리 식별된다고 가정하고 전투 논리의 의미론 중 전술에 초점을 맞추어 전투 논리 요소를 분류한다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
차기 전투 플랫폼/무기 체계의 M&S 적용 목적은? 차기 전투 플랫폼/무기 체계의 M&S 적용은 전장에서 활용되는 체계의 공학적 성능 측면인 전장 기능 (Battlefield Function)과 이를 운용하는 전술/교리와 같은 전투 논리(Combat Logic)를 융합한 상호 분석(Joint Analysis)적인 효과도(Effectiveness)를 측정하는 것에 그목적(Objective)이 있다[5]. 이러한 성능/교전(Performance/ Engagement) 효과도의 상호 분석은 체계 개발 전(前)단계부터 수행되어야 하기 때문에 반복/점진적인 (Iterative & Incremental) M&S를 통해 기존의 전투 논리의 예상치 못한 문제점을 발견하고 개선하거나 제안된 전장 기능 요구사항이 적절한 지를 검토/수정해야 한다.
차기 전투 플랫폼에서 개발 초기 부터 체계의 성능 분석을 통한군 요구의 적절성 검토 등이 필요한 이유는? 차기 전투기/잠수함, 자항식(Mobile) 기만기, 선유도(Wire-guided) 어뢰와 같은 새로운 개념의 차기(Nextgeneration) 전투 플랫폼/무기 체계(혹은 시스템으로 본연구에서는 문맥에 따라 체계와 시스템을 혼용하여 사용한다)는 개발에 막대한 예산과 기간이 소요된다. 이에 따라 개발 초기 단계부터 체계의 성능 분석을 통한군 요구의 적절성 검토와 함께 이들을 효과적으로 운용할 수 있는 전술/교리를 개발하는 과정이 지속적으로 요구된다[1].
성능 분석과 전술/교리의 시험 평가의 좋은 대안은? 이에 따라 개발 초기 단계부터 체계의 성능 분석을 통한군 요구의 적절성 검토와 함께 이들을 효과적으로 운용할 수 있는 전술/교리를 개발하는 과정이 지속적으로 요구된다[1]. 모델링 시뮬레이션(M&S : Modeling and Simulation)은 이러한 성능 분석과 전술/교리의 시험 평가에 좋은 대안이 될 수 있는데[2], 예를 들어 고속정 전투 체계의 함포 성능 분석[3] 이과 수상함 대잠 탐색 전술 분석[4] 등에 M&S의 활용이 가능하다.
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참고문헌 (16)

  1. 유병주, 이종호, 권오정, "국방 M&S를 활용한 훈련체계 혁신 방안," 국방정책연구, pp. 67-68, 2005. 

  2. Andreas Tolk, "Engineering Principles of Combat Modeling and Distributed Simulation," Wiley, 2012. 

  3. 황근철, "고속정 전투체계의 함포 중심 대공전 성능 분석," 한국군사과학기술학회지, 제10권, 제4호, pp. 62-72, 2007. 

  4. 이민규, "어뢰대항전술 영향을 고려한 수상함의 대잠탐색패턴 연구," 한국군사과학기술학회지, 제13 권, 제2호, pp. 204-210, 2010. 

  5. 김탁곤, 김덕수, 성창호, "워게임 모델과 통신 모델의 연동을 통한 전투력 및 통신시스템 요구," 한국통신학회논문지, 제37권, 제10호, pp. 993-1003, 2010. 

  6. 박정민, 구본화, 이영현, 류동기, 홍우영, 고한석, 임묘택, "표적 회피기동과 어뢰음향대항체계를 고려한 경어뢰의 효과도 분석," 한국시뮬레이션학회논문지, 제20권, 제4호, pp. 1-11, 2011. 

  7. Cao Haiwang, Xue Chaogai, "An Integrated System for Underwater Warfare Simulation," 2009 Chinese Control and Decision Conference(CCDC 2009), pp. 5551-5554, 2009. 

  8. 김명훈, 강경남, 이종근, 지승도, 이상민, "DEVS 기반 가상전장 모델링 및 시뮬레이션," 한국시뮬레이션학회 2002년 춘계학술대회, pp. 52-59, 2002. 

  9. Sang C. Park, Yongjin Kwon, Kilyoung Seong, JaiJeong Pyun, "Simulation Framework for Small Scale Engagement," Computer & Industrial Engineering, Vol. 59, pp. 463-472, 2010. 

  10. Myeing-Jo Son, Doo-Yeoun Cho, Tae-wan Kim, Kyu-Yeul Lee, Young-In Nah, "Modeling and Simulation of Target Motion Analysis for a Submarine using a Script-based Tactics Manager," Advances in Engineering Software, Vol. 41, pp. 506-516, 2010. 

  11. 김탁곤, 김정훈, "잠수함 전투체계 교전효과도 분석용 시뮬레이션 구축 기법 연구," 국방과학연구소, 위탁연구최종보고서, 2012. 

  12. 김탁곤, 국방 M&S 이론 및 기술 - 총론편, 2012년 산학협동 공개강좌 교재, 시스템 모델링 시뮬레이션 연구실, KAIST, 2012. 

  13. 대한조선학회 편찬/집필 위원회, 함정, 텍스트북스, 2012. 

  14. Lalit K. Piplani, Joseph G. Mercer and Richard O. Roop, Systems Acquisition Manager's Guide for the use of MODELS AND SIMULATIONS, Report of the DSMC 1993-1994, Defense Systems Management College Press, 1994. 

  15. 김탁곤, 나영인, "대어뢰전 복합운용전술 효과도 분석," 국방과학연구소, ADDR-417-090376, 2012. 

  16. U.S. Naval Research Laboratory, SIMDIS User's Manual, 2006, Available from: https://simdis.nrl.navy.mil 

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