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DEVS 기반 DIRCM 효과도 분석 시뮬레이터 개발
A Development of the DIRCM Effectiveness Analysis Simulator based on DEVS 원문보기

한국시뮬레이션학회논문지 = Journal of the Korea Society for Simulation, v.27 no.2, 2018년, pp.115 - 123  

신백천 ,  허장욱 (금오공과대학교 기계시스템공학과) ,  김탁곤 (KAIST 전기전자공학부) ,  김미정 (국방과학연구소)

초록
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헬기에 DIRCM을 1개 또는 2개 탑재한 경우의 시뮬레이션을 위한 효과도 분석 기법을 정립하였다. 기만율 70% 이상 및 탐지율 100%일 때 DIRCM을 1개 장착시 10~30% 수준의 생존율을 보였고, 2개 장착시 70~80% 수준의 생존율을 나타내었으며, DIRCM의 기만율 증가에 따라 헬기 생존율이 증가하였다. 탐지율 70% 및 기만율 100% 이상일 때 DIRCM을 1개 장착시 10~30% 수준의 생존율을 보였고, 2개 장착시 70~80% 수준의 생존율을 나타내었으며, DIRCM의 탐지율 증가에 따라 헬기 생존율이 증가하였다. 기만율과 탐지율이 100%일 때 DIRCM을 1개 장착시 20~30%의 생존률을 보였고, 2개 장착한 경우 70~90% 수준의 생존율을 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

we analyzed simulation of the effectiveness for one or two DIRCM on a helicopter. The survival rate of helicopter followed increase of the deception rate of DIRCM. When the deception rate was over 70% at 100% detection rate, the survival rate was 10~30% when one DIRCM was installed and the survival ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • 시뮬레이터는 시뮬레이션 엔진과 모델로 구성되며, 모델의 어떤 입력에 대해 시뮬레이션 엔진 동작의 결과를 나타내는 과정으로 표현된다. 본 시뮬레이터는 C++ 및 C#으로 구성된 다기종 모델의 통합에 용이한 DEVS 형식론 기반의 PlugSim 시뮬레이션 엔진을 적용하였으며, 공학급 모델들이 연동되는 방식으로 교전급 시뮬레이터를 구현하였다.
  • 이를 위해 M&S(Modeling & Simulation) 기법 중 집합론에 근거하여 시스템을 계층적이고, 모듈러하게 표현할 수 있는 모델링 이론인 이산사건 명세 형식론(DEVS, Discrete Event System Specification)을 통해 교전급 DIRCM 효과도 분석 시뮬레이터를 개발하였다.
  • 이와 같은 운동 방정식을 이용하여 미사일을 기만하고자 하는 방향으로 DIRCM을 정렬하는데 소요되는 시간을 산출하였다.
  • 헬기에 DIRCM을 1개 또는 2개 탑재한 경우를 대상으로 운용효과도 분석을 수행하였고, 시뮬레이션을 위해 각 모델이 요구하는 기능에 대한 파라미터 도출과 운용효과도 분석 기법을 정립하였으며, 얻어진 결과는 다음과 같다.

대상 데이터

  • 시뮬레이션을 수행하기 위해서는 대상 시스템의 적절한 운용 시나리오 도출이 필수적이며, 기동헬기의 가장 수행 빈도가 높은 공중강습작전을 대상으로 시나리오를 설계하였다. 공중강습 작전은 기동헬기의 병력탑재 – 공중회랑기동 – 병력하차 – 복귀의 형태로 수행되며, 작전의 전 과정 중 발생하는 교전에 대해 Fig.
  • 헬기의 운용 시나리오는 공중강습작전 교범을 기준으로 작성하였으며, 헬기 기동은 Fig. 10[10]에 나타낸 바와 같이 대나무 좌치중 및 우치중의 대형을 대상으로 하였고, 환경은 최대고도 700m 협곡을 갖는 산악지형을 대상으로 하였다[17].
  • 헬기의 중앙하부에 1대의 DIRCM을 장착하는 경우와 헬기의 좌우측방의 하부에 2대의 DIRCM을 장착하는 경우에 대해 DIRCM의 기만율 변화(10~100%)를 대상으로 총 100회(우치중 대형 50회, 좌치중 대형 50회)의 시뮬레이션을 수행하였다[18].
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
지향성 적외선 방해장비란 무엇인가? 지향성 적외선 방해장비(DIRCM, Dirctional Infrared Counter-Measures)는 헬기가 적의 미사일로부터 공격을 받았을 때, 기만광원을 미사일의 탐색기에 지향하여 미사일을 기만하는 장비로 미국, 러시아 등 주요 선진국을 중심으로 활발히 연구되어 헬기 등에 적용되고 있다[1].
DEVS 형식론의 종류는? DEVS 형식론은 이산사건 시스템을 객체단위로 모듈화하여 계층적으로 결합해 표현하는 집합론에 근거한 수학적인 도구이다. DEVS 형식론에는 시스템의 기본적인 구성 요소를 나타내는 원자모델(Atomic Model)과 여러 원자모델을 합쳐서 새로운 모델을 구성하는 결합모델(Coupled Model)이 있다.
헬기에 DIRCM을 1개 또는 2개 탑재한 경우를 대상으로 운용효과도 분석을 수행한 결과는? (1) DIRCM의 기만율 증가에 따라 헬기 생존율이 증가하였으며, 기만율이 70% 이상 및 탐지율 100% 일 때 DIRCM을 1개 장착시 10~30% 수준의 생존율을 보였고, 2개 장착시 70~80% 수준의 생존율을 나타내었다. (2) DIRCM의 탐지율 증가에 따라 헬기 생존율이 증가하였으며, 탐지율이 70% 이상 및 기만율 100% 일 때 DIRCM을 1개 장착시 10~30% 수준의 생존율을 보였고, 2개 장착시 70~80% 수준의 생존율을 나타내었다. (3) 기만율과 탐지율이 100%일 때 DIRCM을 1개 장착시 20~30%의 생존률을 보였고, 2개 장착한 경우 70~90% 수준의 생존율을 나타내었다.
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참고문헌 (18)

  1. B. P. Zeigler, T. G. Kim, and H. Praehofer, Theory of Modeling and Simulation, Orlando, FL: Academic, 2000 

  2. Sang-Sup park, "Development of Engagement Simulation Program between ASM with IIR Seeker and Ship Defense System", In-ha university, pp7-9, 2013. 2 

  3. Cornelius J. Willers, Maria S. Willers, "Simulating the DIRCM engagement: component and system level performance,Technologies for Optical Countermeasures", IX, edited by David H. Titterton, Mark A. Richardson, Proc. of SPIE Vol. 8543, 2012. 12. 19 

  4. Jong-Hun Choi, "Second Order and Fast Terminal Sliding Mode Control with Switching for 2-axis Yaw-Pitch System", Han-Yang university, pp7-9, 2015. 2 

  5. Jang Won Bae and Tag Gon Kim, "DEVS Based Plug-in Framework," Spring Simulation Multiconference 2010. Orlando, FL, USA, pp. 147-153, Apr, 2010. 

  6. Jang Won Bae, Kyung-Min Seo, and Tag Gon Kim, "Data Management and Time Synchronization in PlugSim: A DEVS-Based Framework for Interoperation of Simulations," AsisSim '2011, Seoul, Korea, Nov., 2011 

  7. 김탁곤, 홍기정, 홍정희, "합동분석모델 개발을 위한 devs 적용방안연구", 한국과학기술원, 2005. 

  8. 송해상, "Structured_DEVS_Formalism : 이산사건 시스템의 구조적 모델링 기법", 한국시뮬레이션학회논문지, vol 21 No. 2, pp.19-30, 2012. 8. 

  9. 서동수, 명세의 정제와 시뮬레이션 이론", 정보처리학회지 vol. 14 No 6, pp.31-38, 2007. 11. 

  10. Kyung Min Seo . Chang Ho Sung .Tag Gon Kim, "Simulation Environment of DEVS Models using MATLAB/Simulink", Korea Society for Simulation, Vol. 17, No. 4, pp. 219-227 (2008. 12) 

  11. Jang Won Bae, Kyung-Min Seo, and Tag Gon Kim, "Data Management and Time Synchronization in PlugSim: A DEVS-Based Framework for Interoperation of Simulations", Advanced Methods, Techniques, and Applications in Modeling and Simulation, pp 403-412, November 2011 

  12. Ki Jung Hong, Tag Gone Kim, "DEVSpecL: DEVS specification language for modeling, simulation and analysis of discrete event system," Transaction on Information and Software Technology, Vol. 48, No. 4, pp. 221-234, April, 2006. 

  13. Kyung Min Seo, Chang beom Choi, Tag Gon Kim, "Combat Entity Based Modeling Methodology to Enable JointAnalysis of Performance/Engagement Effectiveness-Part 2 : Detailed Model Design & Model Implementation", Journal of the KIMST, Vol. 17, No. 2, pp. 235-247, 2014 

  14. 이완복, 김재현, 김탁곤, "파라미터 행위 모델링 기법을 이용한 전쟁게임 시뮬레이션", 한국컨텐츠학회논문지, vol 6, No. 11, 2006. 

  15. "FM3-90 Appendix C Airborne and Air Assault Operations", Headquarter, Department Of The Army, 2001 

  16. "TM 1-1520-237-10 UH-60 Technical Manual", Department Of The Army, 1996. 10 . 01 

  17. "FM 1-113 utility and cargo helicopter operations", Department Of The Army, 2003. 10 

  18. 김도형, 김탁곤, "DEVS 모델과 사용자 요구사항의 일관성 검증 방법론 및 환경 구현", 한국시뮬레이션학회 2006 춘계학술대회 논문집, pp.100-105, 2006. 

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