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자율제어시스템의 효과적인 시뮬레이션 모델링 형식론
Effective Simulation Modeling Formalism for Autonomous Control Systems 원문보기

品質經營學會誌 = Journal of Korean society for quality management, v.46 no.4, 2018년, pp.973 - 982  

장대순 (아주대학교 산업공학과) ,  조강훈 (아주대학교 산업공학과) ,  천상욱 (아주대학교 융합시스템공학과) ,  이상진 (국방과학연구소) ,  박상철 (아주대학교 산업공학과)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Purpose: The purpose of this study is to develop an effective simulation modeling formalism for autonomous control systems, such as unmanned aerial vehicles and unmanned surface vehicles. The proposed simulation modeling formalism can be used to evaluate the quality and effectiveness of autonomous c...

주제어

#Autonomous Control System   #Simulation Modeling Formalism   #DEVS Formalism  

표/그림 (5)

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 “외부의 간섭 없이 스스로 상황변화를 인지”하는 자율 제어시스템 효과적 시뮬레이션 모델링을 위해 classic DEVS formalism을 확장하여 C-DEVS formalism을 제안하도록 한다.
  • 이러한 다양한 모델링 방법론 중에서 DEVS formalism은 두 가지 대표적 장점을 가지고 있는데, 첫 번째는 문법적 엄격성이고 두 번째는 모델의 계층적 구조 구축을 가능하게 한다는 것이다 (Zeigler, 1984). 본 연구에서는 DEVS formalism을 자율제어시스템의 모델링에 효율적으로 적용하기 위해 확장하는 방안을 제안하고자 한다.
  • 본 연구의 목표는 자율제어시스템을 효과적으로 모델링 할 수 있도록 classic DEVS formalism을 확장하는 것이다. 확장된 DEVS formalism은 특히 자율제어시스템의 주변상황 혹은 내부적인 조건에 의해 가변성을 포함하는 행위나 작업들을 효과적으로 모델링 할 수 있어야 한다.
  • 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 본 연구에서는 자율적인 논리와 행위를 모델링 할 수 있도록 새로운 형태의 조건분기 상태(CS, Conditional State)와 조건변수(CV, Conditional Variable) 개념을 차용하여 classic DEVS formalism을 확장하였다.
  • 이러한 어려움을 극복하기 위하여, 본 연구에서는 자율적인 논리와 행위를 모델링 할 수 있도록 조건분기 상태 (CS, Conditional State)와 조건변수(CV, Conditional Variable) 개념을 차용하여 classic DEVS formalism을 확장하여 C-DEVS formalism을 개발하였다. 제안된 C-DEVS formalism은 조건변수(CV)를 이용하여 조건분기 상태 (CS)의 상태전이를 정의하고, 이를 통해 자율제어시스템의 자율적인 논리 및 행위를 효과적으로 모델링 할 수 있게 한다.

가설 설정

  • 이러한 classic DEVS formalism을 자율제어시스템인 USV (Unmanned Surface Vehicle)에 적용한다고 가정해 보자. 매우 간단한 시나리오로 USV는 특정 출발지점 P(PX ,PY ,PZ )에서 출발신호를 받으면 목적지인 T(TX ,TY ,TZ)지점 까지 이동한 후에 멈추는 것이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
미래전투체계 개념은 무엇을 골자로 하고 있는가? 최근 국방분야에서는 미래전투체계 (FCS: Future Combat System) 개념이 많은 주목을 받고 있다. 이는 최근 전쟁의 양상이 전면전 보다는 다양한 형태의 국지분쟁의 형태로 일어남에 따라 이에 효과적으로 대응하고자 다양하고도 맞춤형 수단과 능력을 보유한 자율제어시스템(Autonomous Control System)을 운용하는 것을 골자로 하고 있다. 여기에는 무인 수상정 (Unmanned Surface Vehicle), 무인 비행기 (Unmanned Aerial Vehicle), 단거리 포, 그리고 다양한 표적 획득 수단 등이 포함된다 (Figure 1).
DEVS formalism이 두가지 장점은 무엇인가? 단점을 가지고 있지만 서로 다른 형식으로 변환될 수 있으면 그에 관한 연구도 있다 (Choi and Kang, 2013). 이러한 다양한 모델링 방법론 중에서 DEVS formalism은 두 가지 대표적 장점을 가지고 있는데, 첫 번째는 문법적 엄격성이고 두 번째는 모델의 계층적 구조 구축을 가능하게 한다는 것이다 (Zeigler, 1984). 본 연구에서는 DEVS formalism을 자율제어시스템의 모델링에 효율적으로 적용하기 위해 확장하는 방안을 제안하고자 한다.
국방분야에 M&S 기술의 적극적 활용이 불가피한 이유는 무엇인가? 특히 국방분야는 대표적으로 대상시스템이 매우 고가이고 매우 위험하다고 할 수 있으며, 따라서 M&S 기술의 적극적 활용이 불가피하다고 할 수 있다. 최근 국방분야에서는 미래전투체계 (FCS: Future Combat System) 개념이 많은 주목을 받고 있다.
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참고문헌 (18)

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  18. Zeigler, BP., 1984, Multifacetted modeling and discrete event simulation, Academic Press, Orland. 

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