• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.1-9
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• 2013

국방과학연구소는 해군 전투실험을 위한 시뮬레이션 통합개발환경(QUEST)을 개발하였으며 본 논문은 QUEST의 수중교전 시뮬레이션을 응용을 위한 해군무기체계 모델 라이브러리 개발에 대하여 기술한다. 모델은 기본적으로 함정 및 무장체계 간의 수중교전 효과도 및 전술 개발 목적으로 개발되었다. 수중교전 임무공간과 기존 운용모델 기능 분석을 통하여 표준 모델구조를 정립하고 구성 컴포넌트를 개발하였다. 각각의 컴포넌트는 무기체계 구성부의 기능을 잘 정의한 표준화된 체계, 부체계, 알고리듬 모델이며 모델간 표준 인터페이스를 정의하였다. 모델 라이브러리를 이용하여 사용자는 최소한의 도메인지식으로 기존 모델을 재사용하고 새로운 모델을 효율적으로 조립가능하며 사용자간에 모델을 공유하고 협업할 수 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.1-12
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• 2007

본 논문에서는 미래의 수중 교전 시뮬레이션에서 공통적으로 사용될 수 있도록 재사용성 및 상호운용성과 공학 시뮬레이션 등 앞으로의 확장성을 고려하여 수중 교전에 사용되는 잠수함 체계에 대한 표준모델을 어떠한 개념에서 어떠한 형태로 정립할 것인가에 대해 기술하였다. 본 연구를 통해 교전 수준 잠수함 체계 표준모델에 대한 모델아키텍쳐를 정립하고 개별 구성요소에 대한 모델링 방안을 개발하였으며 모델의 입출력 자료 및 정보 흐름도를 도출하였다. 본 연구에서는 비음향 탐지 모델 및 비음향 스텔스 모델 등 수중 교전에 해당하지 않는 분야는 제외하였으므로 향후 이에 대한 추가 연구가 필요하다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.19-28
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• 2007

무기체계의 개념설계 단계에서부터 체계 사양 도출 및 관 요구분석의 효과적인 수행을 위한 교전수준(Engagement Level)의 M&S(Modeling & Simulation) 적용을 위해 수중무기체계인 어뢰체계의 표준모델을 구성하였다. 추후 수중 교전 시뮬레이션에 공통적으로 사용될 수 있도록 재사용성(Reusability)과 상호운용성(Interoperability) 및 공학 모델로의 확장성을 고려하였다. 어뢰체계의 표준에 대하여 모델의 WBS(Work Breakdown Structure)를 정의하고 각 하부 모델들 사이의 정보 흐름을 구체화하여 모델간의 입력 및 출력 파라미터를 정의하였다. 어뢰 모델링은 WBS의 하부 모델 중에서 초기입력 장치, 수중운동, 전투탄두, 음향탐지, 유도제어, 추진동력에 대해서 모델링 하였으며, 중어뢰와 경어뢰의 운용상의 차이점을 구분하여 모델링하였다. 표준모델은 가능한 공학 수준 M&S와 동일한 구조를 갖도록 하였으며 앞으로 정립될 V&V(Verification & Validation) 절차에 따라 교전 시뮬레이션에 사용될 다른 체계들과 검증될 것이다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.73-83
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• 2013

본 연구에서는 수중 환경에서의 교전급 모의를 위한 분산 시뮬레이션 시스템에서 모니터링 시스템을 설계 및 구축한다. 국방 분야에서 모델링 및 시뮬레이션(M&S)을 통한 검증은 비용, 시간, 및 노력의 측면에서 효율적인 접근 방법으로 주목되어 왔으며, 무기체계의 도입의 각 단계에서 시뮬레이션 기반의 획득(Simulation-Based Acquistion : SBA)이 필수 프로세스로 지정되었다. 그러나 복잡한 전장 환경을 전반적으로 묘사하는 방대한 시뮬레이션 시스템의 개발은 많은 자원을 요구한다. 따라서 이미 개발된 한정적인 목적을 갖는 시뮬레이터들을 조합하여 새로운 시뮬레이션 시스템을 구축하는 분산 시뮬레이션 시스템을 통해 시스템의 개발에 투입되는 비용 및 시간의 절약이 가능하다. 분산 시뮬레이션 시스템 중 High-Level Architecture(HLA)는 미국 표준으로 지정되었고, 이것을 구현한 Run-Time Infrastructure(RTI)는 미들웨어로서 효율적인 분산 시뮬레이션 시스템의 구축을 도와준다. 본 연구의 핵심 목적은 HLA/RTI 기반의 수중 교전 모의 시뮬레이션 시스템에서 수행 목적에 적합한 모니터링 요소를 도출하고, 그 체계 및 표현 방안을 설계하여 시뮬레이션을 분석하는 시스템의 구현에 있다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제16권3호
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• pp.11-18
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• 2007

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.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제28권2호
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• pp.89-95
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• 2019

본 연구에서는 수중 무기체계의 효과도 예측을 위하여 개발한 교전 수준 시뮬레이터에 대해서 표적탐지 여부의 확률적 접근 방법을 적용한 개념 및 그 예시를 소개하고 있다. 소나 방정식에 의해서 산출되는 SE(Signal excess)을 이용하여 표적의 존재 여부($H_0$ 혹은 $H_1$)에 따른 확률 분포 함수(PDF, Probability density function)을 유도하였다. 이후 Neyman-Pearson 탐지기에 따라 $P_{FA}$(Probability of false alarm)을 만족하는 $P_D$(Probablity of detection)을 구하고 탐지 여부를 확률적으로 판단하도록 설계하였다. 표적의 탐지와 관련된 현실적인 접근방법을 도입함으로써 시뮬레이터의 충실도를 높일 수 있었으며, 실험 결과는 전술 구상의 보조 정보로 활용할 수 있을 것이라 예상한다.

• 정보화연구
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• 제9권3호
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• pp.253-263
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• 2012

본 논문은 분산 시스템에서의 표준합성환경 기반 수중 교전 시뮬레이션을 위한 방법론이다. 수중 교전 시뮬레이션의 경우 염분과 수온 등의 수중 환경 데이터를 시뮬레이션에 반영하는 것이 중요하다. 분산 시뮬레이션 시스템에서 이러한 환경 데이터의 재사용성과 상호운용성 향상을 위해 합성 환경 표현 및 교환 표준(Synthetic Environmental Data Representation and Interchange Specification, SEDRIS(ISO standard for environmental data))이 개발되었고, 본 논문에서는 SEDRIS를 활용하여 수중 합성환경을 구축한다. 본 논문을 통해 SEDRIS가 합성환경 데이터의 국제 표준이지만 그 방대함과 복잡함으로 인하여 사용이 저해된 문제점을 대기/해양 환경에 대해 효율적인 SEDRIS 기술 활용 방법을 제시하여 해결한다. 본 논문의 최종 목적은 대기/해양 환경 표현을 위한 다차원 격자 기반의 SEDRIS 구조를 구축하고, High Level Architecture (HLA)/Run-Time Infrastructure (RTI) 기반의 분산 시스템에서 대기/해양 합성전장환경 구축에 SEDRIS 적용 방법을 제시한다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.11-19
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• 2013

본 논문에서는 전장 환경 요소 및 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보를 통합하여 관리하는 전투 공간 모델(Battle Space Model)을 제안한다. 전투 공간 모델은 전장의 지형 정보와 환경 요소를 저장하는 Geographic Information System(GIS) Model, 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보에 전장 환경 요소의 영향을 고려하는 Propagator Model, 플랫폼 모델 간 상호 교환 정보를 저장하는 Logger Model, 그리고 플랫폼 모델 간의 상호 작용(encounter) 시점을 예측하고 상호 작용 시점까지 시간을 건너뛰는 Spatial Encounter Predictor(SEP) Model로 구성된다. 또한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조로 구성되어 있는 플랫폼 모델과 추가 작업 없이 직접 연결하기 위해, 전투 공간 모델 또한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 모델 구조로 구성하였다. 본 연구에서는 전투 공간 모델을 적용하여 수중운동체 교전 시뮬레이션을 수행하였다. 이를 통해 플랫폼 모델 각자가 반영하던 전장 환경 요소를 전투 공간 모델이 일괄적으로 반영함으로써 플랫폼 모델 개발을 단순화 할 수 있었다. 또한 각 플랫폼 모델은 다른 플랫폼 모델과의 정보 교환을 고려하지 않고 전투 공간 모델과의 정보 교환만을 고려하면 되므로, 플랫폼 모델을 중립적으로 구성할 수 있었다.

• 한국시뮬레이션학회논문지
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• 제19권4호
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• pp.291-299
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• 2010

최근 과학기술의 발전에 따라 국방 M&S에서의 무기체계 기술 및 분석을 위한 요구사항이 매우 다양화되고 복잡해졌으며, 무기체계에 요구되는 성능 또한 엄격해지고 있다. 따라서 미래의 무기체계는 와치-독 시스템, 지휘 통제 시스템, C4I 시스템과 같이 서로 다른 시스템들과의 연동기술이 필수적이다. 그러나 급속도로 발전하고 있는 M&S 기술과 비교하였을 때, 새로운 무기체계 획득 시 소요되는 시간, 비용 및 위험성은 감소되지 않고 있다. 이러한 애로사항을 극복하고자 국방 M&S 기술이 그 대안으로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 수중대잠전 교전모델의 무기체계 효과도를 검증하기 위한 도구로써, 합성환경기반의 가상시험 프레임워크를 설계하고자 한다. 이를 위해, 오픈 소스 소프트웨어 중 하나인 Delta3D 시뮬레이션 엔진을 이용하여 가상시험 테스트베드를 구축하였으며, 다른 시뮬레이터들과의 상호연동성을 위해 HLA/RTI을 만족하는 페더레이션을 설계하였다. 본 연구의 중요성은 한국전장에 적합한 효율적인 시뮬레이션 도구를 개발하고, 보다 현실적인 시뮬레이션을 위한 전투객체의 운동방정식 및 환경 객체의 페더레이션을 설계하는데 있다.

• 대한조선학회논문집
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• 제47권4호
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• pp.628-645
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• 2010

To perform the engagement level simulation between the underwater vehicle model and the surface model those are constituted with various systems/ sub-systems, we implemented four different federates as a federation according to the IEEE 1516 HLA (High Level Architecture) protocol that is the international standard in the distributed simulation. Those are CFCS (Command and Fire Control System) federate, motion federate, external entities (torpedos, countermeasure and surfaceship) federate, and visualization federate that interacts with OSG (Open Scene Graph)-based visualization rendering module. In this paper, we present the detailed method about the model constitution for discrete event simulation in the distributed environment. For the sake of this purpose, we introduce the DEVS (Discrete Event System Specification)-HLA-based modeling method of the CFCS federate that reflects not only the interations between models, but also commands from user and tactics manager that is separated from the model. The CFCS federate makes decisions in various missions such as the normal diving, the barrier misision, the target motion analysis, the torpedo launch, and the torpedo evasion. In the perspective of DEVS modeling, the CFCS federate is the coupled model that has the tactical data process model, command model and fire control model as an atomic model. The message passing and time synchronization with other three federates are settled by the $m\ddot{a}k$ RTI (Runtime Infrastructure) that supports IEEE 1516. In this paper, we provides the detailed modeling method of the complicated model that has hierarchical relationship such as the CFCS system in the submarine and that satisfies both of DEVS modeling method for the discrete event simulation and HLA modeling method for the distributed simulation.