동적 시스템 분류 및 모델링 시뮬레이션 기법 조사 연구

송해상 서원대학교 미래창조연구소 2012 과학과 문화 Vol.9 No.1

Complex systems, such as weapon systems, robot systems, and electro-mechanical systems, may consist of subsystems of heterogeneous types in their representation of dynamic behavior. Accordingly, mathematical models of such systems are a mixture of different types four of which are continuous, discrete time, digital and discrete event models. This paper, first, surveys the modeling and simulation methodologies of four types of dynamic systems classified in terms of continuous and/or discrete time and state. It then reviews modeling simulation methodologies of a hybrid system with a proposal of taxonomy of the system. Finally, modeling and simulation of a hybrid system is exemplified using a simplified ship-to-surface missile system.

대공제압(SEAD) 임무에서의 전자전 효과도 분석을 위한 DEVS기반 시뮬레이터 개발

송해상,구정,김탁곤,최영훈,박경태,신동조 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.4

The purpose of Electronic warfare is to disturbe, neutralize, attack, and destroy the opponent’s electronic warfare weapon system or equipment. Suppression of Enemy Air Defense (SEAD) mission is aimed at incapacitating, destroying, or temporarily deteriorating air defense networks such as enemy surface-to-air missiles (SAMs), which is a representative mission supported by electronic warfare. This paper develops a simulator for analyzing the effectiveness of SEAD missions under electronic warfare support using C++ language based on the DEVS (Discrete Event Systems Specification) model, the usefulness of which has been proved through case analysis with examples. The SEAD mission of the friendly forces is carried out in parallel with SSJ (Self Screening Jamming) electronic warfare under the support of SOJ (Stand Off Jamming) electronic warfare. The mission is assumed to be done after penetrating into the enemy area and firing HARM (High Speed Anti Radiation Missile). SAM response is assumed to comply mission under the degraded performance due to the electronic interference of the friendly SSJ and SOJ. The developed simulator allows various combinations of electronic warfare equipment specifications (parameters) and operational tactics (parameters or algorithms) to be input for the purpose of analysis of the effect of these combinations on the mission effectiveness. 전자전은 상대방 전자전 무기체계나 장비에 대한 교란, 무력화, 공격 및 파괴를 목적으로 한다. 대공제압(SEAD: Suppression of Enemy Air Defense) 임무는 적의 방공망에 대한 무력화, 파괴, 혹은 일시적 기능 저하를 목적으로 하며, 전자전을 수행하는 대표적인 임무이다. 본 연구는 SEAD 임무의 효과도 분석을 위하여 DEVS(Discrete Event Systems Specification) 기반의 시뮬레이터를 개발하고 사례 분석을 통해 유용성을 입증한다. SEAD 임무는 SSJ(Self Screening Jamming), SOJ (Stand Off Jamming) 상황 하에서 적 지역으로 침투하여 HARM(High Speed Anti Radiation Missile)을 발사하는 단계까지로 한다. SAM의 대응은 SSJ, SOJ에 의해 성능의 저하가 초래되는 상태에서 임무를 수행하는 것으로 가정한다. 시뮬레이터는 전자전 장비의 제원(파라미터)과 운용전술(파리미터 혹은 알고리즘)의 조합이 임무효과도에 미치는 영향을 분석하는 것을 목적으로 하였다.

C-DEVS형식론을 이용한 실시간 이산사건 제어시스템의 논리 해석 기법

송해상,김탁곤,Song, Hae Sang,Kim, Tag Gon 한국시뮬레이션학회 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.4

실시간 시스템의 복잡도가 증가함에 따라 임시방편적 시스템 해석 방법은 시스템 동작 영역 전체를 완전하게 분석하는 데는 한계가 있다. 모델링을 기반으로 한 정형 기법은 그러한 한계점을 극복 할 수 있다. 본 논문은 모델 기반 정형 기법을 이용하여 실시간 시스템의 안전성 및 필연성 등과 같은 논리적 타당성을 이산 사건 모델 수준에서 분석하는 방법을 제안한다. 먼저, 분석 대상 실시간 시스템은 이산사건 수준에서 계층적으로 모듈화하여 모델을 명세하는 수학적 형식론인 DEVS (Discrete Event Systems Specification) 형식론으로 기술된다. 다음으로, 기술된 DEVS 모델은 시간 명세가 포함된 전역 상태 공간을 표현하는 C-DEVS (Communicating DEVS) 형식론으로 표현한 후 C-DEVS 형식론의 해석 알고리즘을 통해 시스템 동작을 분석된다. 제안된 C-DEVS 형식론 및 해석 알고리즘은 주어진 시스템의 동작 특성을 분석하는 과정에서 시스템의 상태 공간을 완전하게 빠짐없이 탐색하는 것을 보장한다. 간단한 건널목 제어 시스템의 안전성 분석 사례 연구를 통하여 제안된 모델 기반 해석 기법의 효율성을 예시 하였다. As complexity of real-time systems is being increased ad hoc approaches to analysis of such systems would have limitations in completeness and coverability for states space search. Formal means using a model-based approach would solve such limitations. This paper proposes a model-based formal method for logical analysis, such as safety and liveness, of real-time systems at a discrete event system level. A discrete event model for real-time systems to be analyzed is specified by DEVS(Discrete Event Systems Specification) formalism, which specifies a discrete event system in hierarchical, modular manner. Analysis of such DEVS models is performed by Communicating DEVS (C-DEVS) formalism of a timed global state transition specification and an associated analysis algorithm. The C-DEVS formalism and an associated analysis algorithm guarantees that all possible states for a given system are visited in an analysis phase. A case study of a safety analysis for a rail road crossing system illustrates the effectiveness of the proposed method of the model-based approach.

링구조 광통신 액세스 망에서의 요구 대역폭에 따른 버퍼 크기 분석

송해상 서원대학교 미래창조연구소 2004 과학과 문화 Vol.1 No.1

In this paper, we present an active optical network(AON). The AON uses the dense wavelength division multiplexing(DWDM) from optical communication access network of ring type, and will be able to provide the smoothly service in the Bandwidth on Demand by using DWDM. It supports the connection of the multiple wavelength and the Sub-carrier from the optical gigabit ethemet switch. The wavelength add drop multiplexer(WADM) extracts a specific wavelength, and composes a node of the ring network. The specific wavelength becomes demultiplexing in the Sub-Carrier and it is distributed in the user. The active connection of optical gigabit ethemet switch where the distribution of access network is started and access terminal connection equipment is possible. By the BoD from the AON it compares the buffer size which changes, and it analyzes.

DSP를 적용한 디지털전력량계의 위상보상 기법

송해상 서원대학교 미래창조연구소 2004 과학과 문화 Vol.1 No.1

This paper deals with a mathematical framework for design and implementation of a digital electricity meter that compensates by digital signal processing the phase error due to the unique characteristics of each electricity meter, which gives us more precise measurement of electricity energy. We use a kind of delayed power technique to recognize the phase error which is then compensated by a FIR (finite impulse response) filter. Then we calibrate the scale with two methods: amount based and instant value based. As the whole calibration process is conducted under single unity power factor of standard meter, calibration time can be considerably reduced with better result. It illustrates a simulation result using simple I-tab FIR filter based on the proposed framework.

이산사건 시스템의 계층적 검증방법론

송해상,이완복,Song, Hae-Sang,Lee, Wan-Bok 한국정보통신학회 2007 한국정보통신학회논문지 Vol.11 No.5

상태폭발문제는 이산사건 시스템 검증과정에서 피하기 어려운 문제로 알려져 있으며, 큰 시스템 해석을 어렵게 만드는 본질적인 요인이다. 본 논문에서는 이산사건 시스템의 무시간 DEVS/DEVS 명세에 대한 계층적인 설계/검증 방법을 제안하여 상태폭발문제를 회피할 수 있는 방법을 보인다. 제안한 방법은 DEVS 상위모델과 DEVS 하위 모델간의 설계/검증 과정을 계층적이면서도 반복적인 방식을 채택하여 검증에 필요한 요소 이외에는 정제 과정을 통하여 없애는 방안이다. 간단한 예제를 통하여 제안된 방법론을 소개하고 있다. State explosion is a well-known problem that impedes analysis md testing of discrete event systems, thus making the verification of large systems intrinsically difficult job. This paper suggests a hierarchical verification methodology of untimed DEVS model which can alleviate the state explosion problem. The method is a repetitive procedure of designing and verifying between the upper level and the lower level models abstracting away the unnecessary information with respect to a given verification task. A small example was employed to show our suggested method in detail.

DEVS 다이어그램 기반 이산사건 시뮬레이션 소프트웨어 구현 및 정적 검증기법: 실용적 접근방법

송해상,Song, Hae Sang 한국시뮬레이션학회 2018 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.27 No.3

Discrete Event System Specification (DEVS) has been used for decades as it provides sound semantics for hierarchical modular specification of discrete event systems. Instead of the mathematical specification, the DEVS diagram, based on the structured DEVS formalism, has provided more intuitive and convenient representation of complex DEVS models. This paper proposes a clean room process for implementation and verification of a DEVS diagram model specification into a simulation software source code. Specifically, it underlies a sequence of transformation steps from conformance and integrity checking of a given diagram model, translation into a corresponding tabular model, and finally conversion to a simulation source code, with each step being inversely verifiable for traceability. A simple example helps developers to understand the proposed process with associated transformation methods; a case study shows that the proposed process is effective for and adaptable to practical simulation software development. 이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하고 있어 이산사건시스템 모델링 시뮬레이션 (M&S)에 많이 사용되어 왔다. 이러한 수학적 표현 대신에 DEVS 다이어그램은 복잡한 시스템을 보다 직관적이며 편리한 표현력을 제공한다. 본 논문은 DEVS 다이어그램을 이용하여 표현된 모델을 시뮬레이션 코드로 체계적으로 구현하며 검증하는 DEVS 클린룸 프로세스를 제안하였다. 구체적으로, 주어진 다이어그램 모델의 적합성 검사, 테이블 DEVS 모델로의 변환, 마지막으로 시뮬레이션 소스코드로 변환하는 방법과 역으로 추적성을 기반으로 한 검사기법을 통해 정적 검증하는 구체적인 방법을 제시하였다. 간단한 예제를 통해 제안된 프로세스를 적용하는 구체적인 방법을 설명하였으며, 적용사례 통해 제안된 기법이 실용적으로 적용 가능한 효과적인 프로세스임을 확인하였다.

Structured DEVS Formalism: A Structural Modelling Method of Discrete Event Systems

송해상,Song, Hae-Sang The Korea Society for Simulation 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.2

최근 몇 십년간 이산사건시스템명세(DEVS) 형식론은 이산사건시스템을 모듈러하고 계층적으로 모델링할 수 있는 잘 정의된 의미론을 제공하여 왔다. 그럼에도 불구하고 실용 엔지니어들은 실세계의 시스템을 모델링에 적용하는데 어려움을 겪기도 하는데 이는 DEVS가 많은 상태와 사건들을 구조화되지 않은 형태로 명세해야 하는 것 때문이다. 본 논문은 집합 이론을 바탕으로 그러한 사건 및 상태집합들을 구조화된 형태로 표현하는 Structured DEVS 형식론과 이와 연관된 DEVS 다이어그램을 제안하고자 한다. 위상, 변수, 포트 등의 개념을 사용하여 집합들을 명세한 구조적 DEVS 형식론은 원래의 DEVS 형식론과 동등함을 증명하였다. DEVS 다이어그램을 이용하여 구조적 DEVS 형식론으로 표현된 예시 모델이 쉽게 객체지향 시뮬레이션 환경에서 구현될 수 있음을 보임으로써 제안된 형식론이 효과적임을 보였다. In recent decades, it has been known that the Discrete Event System Specification, or DEVS, formalism provides sound semantics to design a modular and hierarchical model of a discrete event system. In spite of this benefit, practitioners have difficulties in applying the semantics to real-world systems modeling because DEVS needs to specify a large size of sets of events and/or states in an unstructured form. To resolve the difficulties, this paper proposes an extension of the DEVS formalism, called the Structured DEVS formalism, with an associated graphical representation, called the DEVS diagram, by means of structural representation of such sets based on closure property of set theory. The proposed formalism is proved to be equivalent to the original DEVS formalism in their model specification, yet the new formalism specifies sets in a structured form with a concept of phases, variables and ports. A simplified example of the structured DEVS with the DEVS diagram shows the effectiveness of the proposed formalism which can be easily implemented in an objected-oriented simulation environment.

동시성 제어의 제어이론적 접근방법 ( A Control-theoretical Approach to Concurrency Control )

송해상,김탁곤 대한전자공학회 1993 대한전자공학회 학술대회 Vol.1993 No.11

역 DEVS의 개념과 이산사건 시스템의 감시제어 ( Concept of Inverse DEVS and Supervisory Control of DEDS )

송해상,김탁곤 대한전자공학회 1994 대한전자공학회 학술대회 Vol.1994 No.01