Vessel and Navigation Modeling and Simulation based on DEVS Formalism : Design for Navigation Simulation Architecture with Modeling for Critical Systems and Agents of Vessel

Recently, various systems have been developed to support ship navigation safety. In order to verify the usefulness of such a system, it is most ideal to try it on a real vessel, but there are many difficulties. As an alternative, usability verification methods applied with modelling and simulation (M&S) techniques are required such as FMSS, which is closest to reality, is very expansive to construct, and there needs the specialized operator. For this reason, this paper proposes a method to verify the navigation safety support system by modeling and simulation techniques based on the Discrete Event System Specification (DEVS) formalism. As a first step, we designed the navigation simulation architecture based on the SES/MB framework, and details on modelling ship core equipment and navigator agents based on the DEVS. Through this, we are able to implement the navigation simulation system for vessels, and evaluate the effectiveness of navigation safety support elements such as collision avoidance, etc. using developed scenarios.

DEVS 형식론 기반의 선박 항해 모델링 및 시뮬레이션 (I) : 항해 시뮬레이션 아키텍처 설계와 선박 핵심 장비 및 에이전트 모델링

최근, 선박의 항해 안전을 지원하기 위한 다양한 시스템이 개발되고 있다. 이러한 시스템의 유용성을 검증하기 위해서는 실제 선박에 탑재하여 운용해보는 것이 가장 이상적이나 현실적으로는 많은 어려움이 존재한다. 그 대안으로 모델링 및 시뮬레이션(M&S) 기법을 적용한 유용성 검증 방법이 요구된다. 현실과 가장 가까운 선박 조종 시뮬레이터(FMSS)는 구축비용이 수억에서 수십억에 달하는 등 매우 고가이고, 운용을 위한 전문 인력이 필요하다는 한계가 존재한다. 이러한 이유로, 본 논문에서는 이산사건 시스템 명세(DEVS) 형식론 기반의 선박 항해 모델링 및 시뮬레이션을 통한 항해 안전 지원 시스템을 검증하기 위한 방법을 제안한다. 그 첫 단계로 SES/MB 프레임워크를 기반으로 항해 시뮬레이션 아키텍처를 설계하고, DEVS 형식론을 기반으로 선박 핵심 장비 및 항해사 에이전트를 모델링하는 것에 관한 내용을 기술한다. 이러한 내용을 바탕으로 선박 항해 시뮬레이션 시스템을 구현하고, 다양한 시나리오를 통해 충돌회피 시뮬레이션 등과 같은 항해 안전 지원 요소의 효과도 평가가 가능할 것으로 판단된다.