[논문]항공무기체계 LVC 시뮬레이션을 위한 통합연동시스템 V&V

오지현; 장영찬; 김천영; 지철규; 홍영석

doi:10.9766/kimst.2015.18.3.326

항공무기체계 LVC 시뮬레이션을 위한 통합연동시스템 V&V
V&V of Integrated Interoperability System for LVC Simulation on Aircraft Weapon System 원문보기

韓國軍事科學技術學會誌 = Journal of the KIMST, v.18 no.3, 2015년, pp.326 - 334

오지현 (국방과학연구소 제7기술연구본부) , 장영찬 (국방과학연구소 제7기술연구본부) , 김천영 (국방과학연구소 제7기술연구본부) , 지철규 (국방과학연구소 제7기술연구본부) , 홍영석 (국방과학연구소 제7기술연구본부)

Abstract ▼ AI-Helper

This paper describes the verification and the validation about the development of the integrated interoperability system for live, virtual, and constructive simulations on the aircraft weapon system. The proposed integrated interoperability system provides the framework and application softwares for implementing a synthetic environment emulating real-world environment among distributed simulation models, which are a mission model and an air combat model of a constructive level, an tactical simulator of a virtual level, and simulated ACMI of a live level. In this paper, we verify requested functions through an developmental test and evaluation, and validate operability and usability through conducing integrated LVC scenarios on the integrated interoperability system.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 논문에서는 기존의 LVC 체계들을 상호 연동함으로써 통합 시뮬레이션 환경을 제공하는 LVC 통합연동시스템의 개발과 V&V에 대하여 기술하였다.
본 절에서는 LC 공대공 1대 1 교전, LVC 공대지 임무, LVC 무인기 정찰 임무에 대한 운용 결과를 기술한다.

제안 방법

LVC 무인기 정찰 임무는 무인 정찰기가 미확인 Ship을 확인하고, KF-16이 Ship 타겟을 파괴하는 시나리오이다. ACMI 모의기를 무인정찰기로 모의함으로써 실제 운용 정보를 통합연동시스템으로 전송한다. Table 5, Fig.
ACMI 모의기의 지상점검 형태로 수행된 연동시험에서는 통합 시나리오를 작성하고 시뮬레이션 운용 및 사후분석에 해당하는 전체적인 내용을 시험하였다. 연동시험의 미충족 사항으로는 시스템의 불안정한 측면과 데이터의 정확도 측면에서 확인되었다.
이것은 MAK과 DMSO 동시 사용이 되지 않는 문제로써, 시스템 path의 동일한 변수를 사용하는 것으로 분석되었다. EADSIM 모델의 경우 DMSO RTI 및 DIS 방식 모두 사용가능하기 때문에 DIS를 이용한 연동으로 시험 수행을 계속하였다. 또한 가변형 비행 시뮬레이터에서 ACMI 모의기가 모의하는 객체가 표시 되지 않고, EADSIM의 무장 모의피해평가 결과가 다른 모델에 반영되지 않는 문제가 발생하였다.
통합연동 응용 S/W에서의 미충족 사항으로는 FLAMES에서 제공하는 API 접근의 어려움으로 FLAMES를 포함한 통합 시나리오 작성이 불가능하였다. FLAMES 제작사의 협조를 통해 외부에서 FLAMES API를 접근할 수 있도록 함으로써 미충족 문제를 해결하였다. 통합연동응용 S/W에서의 보완요구사항으로는 사용자 인터페이스 및 편의성 측면에서의 기능들이 주로 추가 되었다.
LVC 통합연동시스템은 구성급(Constructive)의 임무 모델인 FLAMES과 EADSIM, 교전모델인 가상공중교전모델, 가상급(Virtual)의 다양한 전투기를 모의할 수 있는 가변형 비행 시뮬레이터와 실기동급(Live)의 ACMI 훈련체계를 연동하기 위한 목적으로 LVC 통합 아키텍처를 설계하고, LVC 통합연동시스템을 개발하였다^[6,7].
또한 가변형 비행 시뮬레이터에서 ACMI 모의기가 모의하는 객체가 표시 되지 않고, EADSIM의 무장 모의피해평가 결과가 다른 모델에 반영되지 않는 문제가 발생하였다. 가변형 비행 시뮬레이터에 ACMI 모의 객체의 ID 매핑 문제를 확인하여 수정하였으며, EADSIM의 무장 모의 중 ACMI 모의 객체를 타겟으로 한 정보가 전달되지 않는 문제를 확인하고 해당 문제를 분석하여 수정하였다. 통합연동 응용 S/W에서의 미충족 사항으로는 FLAMES에서 제공하는 API 접근의 어려움으로 FLAMES를 포함한 통합 시나리오 작성이 불가능하였다.
가변형 비행 시뮬레이터는 독립적인 가상모의 훈련뿐만 아니라 구성급 모델인 가상공중교전모델과의 연동을 통한 시뮬레이션 운용 환경을 제공한다. 가변형 비행 시뮬레이터와 가상공중교전모델의 연동을 위하여 MAK RTI 기반의 데이터 교환을 위한 브릿지를 개발하여 VC 연동을 수행할 수 있다.
ACMI 모의기의 미충족 사항으로는 ACMI 모의기가 모의하는 객체의 무장 궤적에 대한 도시 정보가 없고, 비행 후 디브리핑에서 무인비행체에서 저장된 시뮬레이션 데이터를 이용한 재생에 문제가 발생하였다. 각 조종환경 모의기와 DDS 모의기의 해당 문제를 분석하여 미충족 문제를 해결하였다.
실 체계에서 사용되는 AIS POD의 데이터 링크에는 하향 링크(Down Link)만 가능하였지만, 무인비행체에는 상향 링크(Up Link)기능을 추가하여 타 체계에서 모의되는 객체 및 이벤트 정보를 조종환경모의기로 전달할 수 있다. 또한 실 ACMI 체계와 유사하도록 GRS(Ground Relay Station) 모의기, CCR(Central Control Room) 모의기, DDS(Debrief Display Station) 모의기를 개발하였다. 조종환경모의기로 조종되는 무인비행체의 정보를 GRS 모의기를 통해 CCR 모의기로 전송하며, CCR 모의기는 통합연동시스템과 네트워크로 연결되어 무인비행체의 모의 정보를 타 체계로 전달하며, 타 체계의 정보 역시 CCR 모의기와 GRS 모의기를 통해 조종환경모의기로 전달된다.
ACMI 모의기의 무인비행체는 유콘시스템에서 개발한 Remoeye-002B를 사용하였다. 무인비행체의 특성상 전투기 모의 시에는 고도 및 속도 값에 스케일을 반영하여 전투기를 모의하였고, AN2 및 무인정찰기 모의 시에는 무인비행체의 실제 값을 적용하여 연동을 수행하였다. 무인기 정찰 임무 시나리오 수행 시에는 Remoeye-002B에 장착된 카메라를 이용하여 지정된 위치의 타겟 영상을 통합연동시스템으로 송신하도록 하였다.
LVC 통합연동시스템의 연동 대상 모델들은 Table 1과 같은 연동 환경을 지원한다. 이러한 연동 환경은 동일한 모델끼리의 연동을 위해 사용되었지만, 본 논문에서 기술하는 통합연동시스템은 각 모델의 연동 환경에 독립적으로 다양한 모델을 통합 연동할 수 있도록 한다.
에 상세히 기술하고 있다. 전투기의 기동 정보 및 무장 발사 정보 등을 수집하고 지상센터로 전송하는 역할을 수행하는 AIS POD의 기능을 무인비행체와 조종환경모의기로 구현하였다. 실 체계에서 사용되는 AIS POD의 데이터 링크에는 하향 링크(Down Link)만 가능하였지만, 무인비행체에는 상향 링크(Up Link)기능을 추가하여 타 체계에서 모의되는 객체 및 이벤트 정보를 조종환경모의기로 전달할 수 있다.
통합연동시스템은 통합시험, 연동시험 및 비행시험을 수행하였다. 통합시험은 CSCI 단위로 각 모듈 단위를 통합하여 검증하고, 연동시험은 ACMI 모의기의 지상점검 형태로 통합연동시스템을 운용하고, 비행시험은 ACMI 모의기의 실제 비행을 통해 통합연동시스템을 통한 LVC 통합 시뮬레이션의 수행 및 운용이 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다.
통합연동시스템의 운용성을 검증 및 확인하기 위하여 총 10개의 LVC 통합 시나리오를 작성하였다. 본 논문에서는 Table 2와 같이 3개의 시나리오에 대한 운용 결과를 기술한다.
안흥 시험장에서는 실기동급의 ACMI 모의기 운용을 위해 조종환경모의기, GRS 모의기를 배치하였고, 무인비행체의 실제 비행을 수행하였다. 해미 시험장에는 가상급의 가변형 비행 시뮬레이터가 설치되어 있고, ACMI 모의기의 운용 구성품인 CCR 모의기와 DDS 모의기, 구성급의 연동 모델인 FLAMES, EADSIM, 가상공중교전모델을 운용하기 위한 각 운용 PC, 통합연동시스템을 운용하기 위한 서버와 응용 S/W들을 운용하기 위한 PC를 설치하여 시험을 수행하였다. 안흥과 해미 시험장은 시험 전용망으로 연결되어 있으며, 시험 전용망을 통해 LVC 연동 모델들의 데이터 교환이 원활히 수행될 수 있도록 하였다.

대상 데이터

본 논문에서는 Table 2와 같이 3개의 시나리오에 대한 운용 결과를 기술한다. ACMI 모의기의 무인비행체는 유콘시스템에서 개발한 Remoeye-002B를 사용하였다. 무인비행체의 특성상 전투기 모의 시에는 고도 및 속도 값에 스케일을 반영하여 전투기를 모의하였고, AN2 및 무인정찰기 모의 시에는 무인비행체의 실제 값을 적용하여 연동을 수행하였다.
또한, HLA/RTI, DIS, TENA, ICD 등의 상이한 운용환경을 갖는 각 모델의 통합 연동이 가능하다. 본 연구는 2012년에 시작하여 2014년까지 개발 완료 예정인 항공무기체계 임무/가상/ACMI 시뮬레이션 연동 기술의 핵심 기술로서 응용연구 단계로 수행되었다. 향후 실 ACMI 체계에 적용, 다양한 전투실험 및 무기체계 효과를 분석하기 위한 핵심 기술로 활용될 수 있도록 기능 및 성능을 지속적으로 발전시켜나갈 것이다.

성능/효과

ACMI 모의기가 모의하는 KF-16-ACMI가 EADSIM이 모의하는 MiG-29 두 대를 파괴하고, 가상공중교전모델이 모의하는 SCUD 1대를 파괴하였으며, 가변형 비행시뮬레이터로 모의되는 KF-16-RFS는 SCUD를 향해 2번 miss, 1번 hit하여 SCUD 1대를 파괴하였다. 그리고 가상공중교전모델이 모의하는 KF-16 6대는 SCUD를 각 1대씩 파괴하였다.
통합시험은 CSCI 단위로 각 모듈 단위를 통합하여 검증하고, 연동시험은 ACMI 모의기의 지상점검 형태로 통합연동시스템을 운용하고, 비행시험은 ACMI 모의기의 실제 비행을 통해 통합연동시스템을 통한 LVC 통합 시뮬레이션의 수행 및 운용이 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 각 시험을 통해 초기 요구 기능 대비 시험 수행 결과를 확인하고, 실제 운용을 통해 발생한 보완 요구 사항을 도출하였다. 대표적인 미충족 사항 및 보완 요구 사항은 다음과 같다.
통합시험, 연동시험 및 비행시험을 통하여, 통합연동 시스템의 운용성 검증 및 확인을 수행할 수 있었다. 특히, 실기동급의 ACMI 모의기를 기반으로 LVC 통합시뮬레이션 운용을 수행함으로써 실제 공군 훈련에서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.
통합연동시스템은 통합시험, 연동시험 및 비행시험을 수행하였다. 통합시험은 CSCI 단위로 각 모듈 단위를 통합하여 검증하고, 연동시험은 ACMI 모의기의 지상점검 형태로 통합연동시스템을 운용하고, 비행시험은 ACMI 모의기의 실제 비행을 통해 통합연동시스템을 통한 LVC 통합 시뮬레이션의 수행 및 운용이 정상적으로 작동하는 것을 확인하였다. 각 시험을 통해 초기 요구 기능 대비 시험 수행 결과를 확인하고, 실제 운용을 통해 발생한 보완 요구 사항을 도출하였다.
통합시험, 연동시험 및 비행시험을 통하여, 통합연동 시스템의 운용성 검증 및 확인을 수행할 수 있었다. 특히, 실기동급의 ACMI 모의기를 기반으로 LVC 통합시뮬레이션 운용을 수행함으로써 실제 공군 훈련에서의 활용 가능성을 확인할 수 있었다.

후속연구

본 연구는 2012년에 시작하여 2014년까지 개발 완료 예정인 항공무기체계 임무/가상/ACMI 시뮬레이션 연동 기술의 핵심 기술로서 응용연구 단계로 수행되었다. 향후 실 ACMI 체계에 적용, 다양한 전투실험 및 무기체계 효과를 분석하기 위한 핵심 기술로 활용될 수 있도록 기능 및 성능을 지속적으로 발전시켜나갈 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	LVC 시뮬레이션 연동 기술이란 무엇인가?	LVC 시뮬레이션 연동 기술은 실기동급(Live), 가상급(Virtual), 구성급(Constructive)의 모델을 상호연동 함으로써 통합된 시뮬레이션 연동 환경을 제공하기 위한 기술을 말한다. Live, Virtual, Constructive 모델은 군사 분야에서 전투 훈련 및 분석 목적에 따라 선택되어 활용되어 왔다.
	LVC 시뮬레이션 연동 환경 구성을 위해 필요한 것은 무엇인가?	LVC 시뮬레이션 연동 환경을 구성하기 위해서는 LVC 각 모델을 상호연동하기 위한 프로토콜 표준과 이에 기반을 둔 아키텍처 모델이 필요하다. 1983년 미국 DARPA(Defence Advanced Research Projects Agency)의 지원으로 개발된 SIMNET(SIMulator NETworking)을 시작으로 DIS의 표준 프로토콜이 개발되었으며, 시간관리, 자료관리 기능 등을 제공할 수 있는 ALSP(Aggregation Level Simulation Protocol)로 확장되었다[2,3].
	본 논문에서 개발한, 통합연동시스템은 어떻게 활용이 가능한가?	통합연동시스템은 항공무기체계에서의 LVC 시뮬레이션 연동을 통한 훈련 환경을 제공하기 위한 목적으로 개발되었다. 이것은 실기동급의 ACMI 모의기, 가상급의 전술 시뮬레이터, 구성급의 EADSIM, FLAMES 및 가상공중교전모델을 연동 대상으로 활용할 수 있다. 또한, HLA/RTI, DIS, TENA, ICD 등의 상이한 운용환경을 갖는 각 모델의 통합 연동이 가능하다. 본 연구는 2012년에 시작하여 2014년까지 개발 완료 예정인 항공무기체계 임무/가상/ACMI 시뮬레이션 연동 기술의 핵심 기술로서 응용연구 단계로 수행되었다.

참고문헌 (8)

Institute for Defense Analyses, Live Virtual Constructive Architecture Road Map(LVCAR), Final Report, September 2008.
IEEE 1278, Standard for Information Technology- Protocols for Distributed Interactive Simulation Application, Mar. 1993.
Pope, A. R., "The SIMNET Network and Protocols," Report 7102, BBN Systems and Technologies, 10 Moulton Street, Cambridge MA, July 1989.
IEEE Std 1516.1, "IEEE Standard for Modeling and Simulation(M&S) High Level Architecture-Federate interface Specification," 2000.
TENA Architecture, TENA Architecture Reference Document, Version 2002, 4 November 2002.
Kim, C. Y., et al., "A Development of an Integrating Architecture for the Interoperability System of Mission/Virtual/ACMI Simulation based on Aircraft Weapon System", KSAS Conference, July, 2013.
Oh, J. H., et al., "A Development of an Interoperability system based on Integrating Architecture for Mission/Virtual/ACMI Simulation on Aircraft Weapon System," KIMST Annual Conference Proceedings, pp. 51-52, 2014.
Jang, Y. C., et al., "Development of an ACMI Simulator for Construction of LVC Distrivuted Simulation Environment," KIMST Annual Conference Proceedings, pp. 30-31, June, 2014.

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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].

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