예측 불가능한 미래 전략 환경에 부합하고, 보다 경제적이며 과학적인 수단으로 무기체계개발을 수행하기 위해 모델링 및 시뮬레이션 기술의 적용이 확대되고 있다. 본 연구는 모델링 및 시뮬레이션 표준연동구조인 HLA(High Level Architecture)및 TCP/IP를 지원하고, 실시간 분산 시뮬레이션을 지원하는 소프트웨어 프레임워크인 ADSF(Air Defense Simulation Framework)를 개발한 경험을 기술하고 있다. 개발된 ADSF는 대공유도무기 M-SAM(Medium Range Surface to Air Missile) 체계시뮬레이터에 적용하였으며, 위성항법장치(GPS : Global Positioning System) 시계를 사용하여 요구조건에 만족하는 시험결과를 산출하였다. 그 결과 ADSF는 HLA를 지원하고 실무기 체계의 통신 프로토콜인 TCP/IP를 지원하는 통신미들웨어가 만들어지고, 실시간 분산 시뮬레이션의 핵심 기술인 정밀모사를 지원하는 시뮬레이션 엔진도 갖추게 되었다. 대공유도무기 체계시뮬레이터는 다수의 구성요소로 이루어진 실시간 분산 시뮬레이션 시스템이므로 실시간 분산 시뮬레이션을 지원해 주는 시뮬레이션 엔진 개발이 요구되었다.
분산/병렬처리기법은 중앙집중식 또는 순차적 처리기법에 비해 장비의 신뢰성 및 신속성이 매우 증대되기 때문에, 군사적으로 사용되고있는 각종 통신.전자무기체계에서의 적용 필요성은 두말할 필요도 없다. 따라서 이러한 요구에 대비해서 분산/병럴처리기법의 중요성을 이해하고 각종 군사용 시스템을 선정 및 설계할 때에 이 글의 제안이 참조가 되기를 기대한다
국방무기체계 분야 중 단일 센터에 대규모 분산시스템을 구성하는 경우 신속한 데이터 처리를 위해 통신 미들웨어로 사용되는 DDS의 패킷을 튜닝하여 사용하고 있다. 하지만 향후 국방무기체계는 생존성 보장을 위해 분산시스템의 장소를 주/예비 센터로 이원화하면서 센터간에도 신속한 데이터 동기화 및 비상시 OO초 내 센터 임무전환까지 함께 요구하고 있다. 따라서 단일 센터에서 적용한 DDS 패킷 전송 방식을 WAN 환경에 적용 시 데이터 송수신간 패킷의 순서가 바뀌는 현상이 발생하여 데이터 공유가 제한될 수 있다. 본 연구에서는 이와같은 제한사항을 극복하기 위해 DDS를 적용한 LAN 구간의 기존 성능을 유지하면서 WAN 구간 데이터의 신뢰성 보장을 위한 TCP/IP 기반의 WAN Sync 설계를 제시하였다.
본 논문에서는 대규모 무기체계에서 정보 모델 기반의 통합 관리 및 모니터링 시스템을 위한 결함허용 방법을 제시한다. 정보 모델 기반의 통합 관리 및 모니터링 시스템은 이기종 분산 환경으로 이루어지는 대규모 무기체계의 하드웨어 및 애플리케이션을 추상화된 정보 모델을 이용하여 관리할 수 있는 중앙 관리 및 통제 시스템이다. 대규모 무기체계에서는 하나의 시스템에서 오류가 발생하게 되면 시스템 전체에 영향을 줄 수 있기 때문에 중앙 관리 및 통제 시스템에서의 결함허용 방법이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해 정보 모델을 관리하기 위한 결함허용 그룹을 정의하고, 결함허용 그룹마다 서로 다른 결함허용 방법을 설정하여 애플리케이션의 중요도에 따라 다양한 방법을 이용하여 결함허용을 수행한다.
최근 무기체계는 성능이 다양하고 복잡해지고 있으며 에 따라 개발 위험 요소가 증대하고 있다. 이에 따라 무기체계 회득 비용의 감소 및 획득 기간의 감소 요구가 증대되고 있다. 이와 같은 획득 환경 아래에서 무기체계를 보다 효율적으로 개발하기 위하여 무기체계 소요제기에서부터 국방 M&S 기법을 적용할 필요성이 대두되면서 M&S 체계를 개발하여 적용하고 있다. 분산 환경하에서 모델링 및 시뮬레이션에 대한 중요성이 강조되면서 시뮬레이션 모델들의 상호운용성, 재사용성 및 확장성을 향상시키고 데이터 교환 및 시간 진행을 조절하는 등의 장점을 지닌 HLA, SEDRIS 등의 M&S 표준이 개발되었고 상호운용성을 개선시킬 수 있도록 체계공학적인 절차인 FEDEP(Federation Development & Execution Process)을 개발하고 이 절차의 사용을 권장하고 있다. 본 논문에서는 5단계의 표현을 기준으로 사용하여 해양무기체계 시뮬레이션 기반 설계 기술 구축 연구의 해양무기체계 Test Bed를 개발하기 위한 Prototype으로 수중 교전 시뮬레이터(Underwater Engagement Simulation:UNES)를 구성함에 있어 통합 아키텍처로 HLA를 채택하고 있다. 따라서, 미래의 확장성을 위하여 FEDEP에 따라 시뮬레이터를 개발하였으며 UNES 개발에 FEDEP를 적용하는 과정을 기술하고 그 과정 동안에 확인하여야 할 사항에 대하여 정리하였다.
무기체계 기술의 국산화 과정에서 경험과 기술이 부족한 상태로 개발 중인 체계에 대한 테스트 기술의 성숙도는 매우 중요하다. 테스트에서 발견하지 못한 결함은 시스템 운용 중 막대한 영향을 미친다. 잠수함에서 실시간 정보공유 체계는 신속한 지휘결심과 임무능력으로 이어진다. 데이터 분산 시스템은 매우 중요한 정보 공유체계이며 제조사나 데이터 형태가 다른 체계들 간에 이루어진다. 본 논문에서는 데이터 분산 시스템의 데이터 분산 특성을 분석하여 데이터별 체계를 그룹핑하고, 경로 테스트 기법에 트리순회 방법인 후위트리순회, 전위트리순회를 이용하여 테스트케이스 생성기법을 제시한다. 제시한 기법은 기존기법들에 비해 73.7% 테스팅 리소스를 감소시킬 수 있다.
무기체계 효과도 분석을 위한 통합 시뮬레이션 엔진은 모델의 개발부터 시뮬레이션 수행 및 분석에 이르는 모델링 및 시뮬레이션 전 단계에 걸쳐 도구와 서비스 및 인터페이스를 제공해야 한다. 다양한 국방 통합 시뮬레이션 엔진을 제공하고 있는 국외와는 달리, 국내에서는 자체적인 분산 실시간 모의체계 엔진에 대한 연구 및 개발이 미흡하여 무기체계 M&S(Modeling and Simulation) 활동 시 유사 업무가 반복되고 있는 실정이다. 본 논문에서는 국외의 기 개발된 국방 M&S 모의엔진의 서비스를 비교 분석하여 무기체계 효과도 분석을 지원하기 위한 통합 시뮬레이션 엔진인 OpenSIM(Open Simulation Engine for Interoperable Model)을 소개하고, OpenSIM에서 제공하는 서비스의 범위 및 내용을 정의한다. 정의된 서비스는 모델링 실행 분석에서 공통적으로 많이 사용되는 클래스, 함수 및 데이터 등을 구현하여 프로그래밍의 복잡도를 감소시킬 수 있다.
과학 기술의 발전과 함께 함정에 탑재되는 무기와 각종 장비들은 컴퓨터 시스템에 의해 통제, 조작되는 형태로 변하고 있다. 다수의 장비들에 대한 모니터링 정보를 비롯한 다수의 메시지와 이를 조작하는 다양한 프로세스들을 관리해야 할 필요성이 증가하고 있다. 대규모의 실시간 메시지와 분산 환경의 감시의 일관성을 위해 해외에서는 기술표준화 작업이 진행되고 있으며, 이는 DDS(Data Distribution Service)를 기반으로 구성되고 있다. 본 논문에서는 컴퓨터 시스템에 대한 통제를 위해 OMG의 DDS(Data Distribution Service) 통신 미들웨어와 공개 프로젝트인 Fuse를 이용하여 분산 환경의 모니터링 및 파일 복제 서비스를 제공하는 전투 체계 관리 소프트웨어인 CSIMS를 설계, 구현한다.
다련장 로켓과 같이 무유도로서 대량 발사하는 탄을 설계함에 있어서 탄의 성능을 예측하기 위해서는 사거리와 고도 해석을 통해 체계 성능을 분석하고 탄의 특성 및 외부요소의 변화 가능성을 고려하여 탄착 정확도에 대한 해석을 수행하여야 한다. 탄착 정확도는 설계하고자하는 무기체계의 신뢰성을 평가하는 최종단계이므로 매우 중요한 factor이다. 다련장 로켓과 같은 무유도 로켓의 탄착 정확도를 평가하는 가장 좋은 방법은 많은 발수의 시료를 발사하여 획득한 데이터를 바탕으로 평가하는 것이다. 그러나 이 방법은 예비 설계시에는 적용할 수 없으며 제작이 되었다 하더라도 비용이 많이 들기 때문에 적용하기 무척 어렵다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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