자가 진화(Self-Evolving) 에이전트 기반 시뮬레이션 프레임워크

배장원,백의현,강동오,정준영,이천희 대한산업공학회 2018 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2018 No.4

에이전트 기반 시뮬레이션은 사회, 경제, 국방과 같은 복잡시스템의 분석 및 예측에 널리 활용되고 있다. 이러한 활용과는 별개로, 시뮬레이션 모델에 내포되어 있는 오차가 시뮬레이션이 진행됨에 따라 누적되는 단점이 있다. 이러한 오차 누적은 장기적인 시뮬레이션의 정확성에 대한 의심으로 이어질 수 있다. 본 논문에서는 에이전트 기반 시뮬레이션 모델에서 발생할 수 있는 오차 누적 현상을 완화하여, 시뮬레이션을 통한 분석 및 예측에 대한 신빙성을 높이는 시뮬레이션 프레임워크를 제안한다. 제안한 프레임워크에서는 변화인지, 모델 진화, 모델 재구성의 과정을 통해, 시뮬레이션 모델의 구조 및 파라미터를 진화 시킨다. 진화된 모델은 진화 전 모델에 비하여 향상된 정확도를 나타내고, 이를 통해 분석 및 예측의 정확성을 높인다. 본 논문에서는 제안한 프레임워크의 성능을 정량적으로 분석하기 위해 진화 전, 후의 부동산 시장 모델의 정확도를 비교한다. 본 논문의 기술은 시뮬레이션 모델의 오차 누적이라는 단점을 보완하는 기술로 다른 시뮬레이션 기술과 도메인 문제에 활용이 가능할 것으로 기대한다.

미시적 수준의 인구 동역학 모델링 방법

배장원,백의현,김기호,카렌디프 한국경영과학회 2016 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2016 No.4

인구 동역학(Population dynamics)은 인구의 규모와 나이 구조의 시간에 따른 변화를 설명한다. 모델링 및 시뮬레이션 기술은 이러한 인구 동역학을 모의하는데 사용되었으며, 이렇게 개발된 모델들은 공공 정책의 설계, 분석 등에 활용되었다. 마이크로 시뮬레이션(Microsimulaton)은 오래전부터 인구 동역학 분석에 적용되었던 기술이다. 마이크로 시뮬레이션 방법은 추계적 모델을 이용하여 개인의 행동을 모의한다. 에이전트 기반 모델링 방법은 최근 인구 동역학 모의에 사용되는 기술로 개인의 상호작용을 기술한다. 두 모델링 방법은 공통점과 차이점이 모두 존재하기 때문에, 공통점을 기반으로 두 방법을 혼용하여 차이점을 상호 보완함으로써 인구 동역학 분석에 공헌할 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 방법을 활용한 인구 동역학 모델링 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 마이크로 시뮬레이션 모델링을 통해서 개인의 행동 모델을 추계적 모델로 표현하고, 에이전트 기반 모델링을 이용하여 개인 간의 상호 작용을 규칙 기반 방법으로 기술한다. 제안하는 모델링 방법을 한구의 인구 모델을 개발하는데 적용하고, 결과를 통해 개인의 행동 및 상호 작용의 동시 고려가 필요하다는 것을 보인다.

자가 진화(Self-Evolving) 에이전트 기반 시뮬레이션 프레임워크

배장원,백의현,강동오,정준영,이천희 한국경영과학회 2018 한국경영과학회 학술대회논문집 Vol.2018 No.04

에이전트 기반 시뮬레이션은 사회, 경제, 국방과 같은 복잡시스템의 분석 및 예측에 널리 활용되고 있다. 이러한 활용과는 별개로, 시뮬레이션 모델에 내포되어 있는 오차가 시뮬레이션이 진행됨에 따라 누적되는 단점이 있다. 이러한 오차 누적은 장기적인 시뮬레이션의 정확성에 대한 의심으로 이어질 수 있다. 본 논문에서는 에이전트 기반 시뮬레이션 모델에서 발생할 수 있는 오차 누적 현상을 완화하여, 시뮬레이션을 통한 분석 및 예측에 대한 신빙성을 높이는 시뮬레이션 프레임워크를 제안한다. 제안한 프레임워크에서는 변화인지, 모델 진화, 모델 재구성의 과정을 통해, 시뮬레이션 모델의 구조 및 파라미터를 진화 시킨다. 진화된 모델은 진화 전 모델에 비하여 향상된 정확도를 나타내고, 이를 통해 분석 및 예측의 정확성을 높인다. 본 논문에서는 제안한 프레임워크의 성능을 정량적으로 분석하기 위해 진화 전, 후의 부동산 시장 모델의 정확도를 비교한다. 본 논문의 기술은 시뮬레이션 모델의 오차 누적이라는 단점을 보완하는 기술로 다른 시뮬레이션 기술과 도메인 문제에 활용이 가능할 것으로 기대한다.

미시적 수준의 인구 동역학 모델링 방법

배장원,백의현,김기호,카렌디프 대한산업공학회 2016 대한산업공학회 춘계학술대회논문집 Vol.2016 No.4

인구 동역학(Population dynamics)은 인구의 규모와 나이 구조의 시간에 따른 변화를 설명한다. 모델링 및 시뮬레이션 기술은 이러한 인구 동역학을 모의하는데 사용되었으며, 이렇게 개발된 모델들은 공공 정책의 설계, 분석 등에 활용되었다. 마이크로 시뮬레이션(Microsimulaton)은 오래전부터 인구 동역학 분석에 적용되었던 기술이다. 마이크로 시뮬레이션 방법은 추계적 모델을 이용하여 개인의 행동을 모의한다. 에이전트 기반 모델링 방법은 최근 인구 동역학 모의에 사용되는 기술로 개인의 상호작용을 기술한다. 두 모델링 방법은 공통점과 차이점이 모두 존재하기 때문에, 공통점을 기반으로 두 방법을 혼용하여 차이점을 상호 보완함으로써 인구 동역학 분석에 공헌할 수 있다. 본 논문에서는 두 가지 방법을 활용한 인구 동역학 모델링 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 마이크로 시뮬레이션 모델링을 통해서 개인의 행동 모델을 추계적 모델로 표현하고, 에이전트 기반 모델링을 이용하여 개인 간의 상호 작용을 규칙 기반 방법으로 기술한다. 제안하는 모델링 방법을 한구의 인구 모델을 개발하는데 적용하고, 결과를 통해 개인의 행동 및 상호 작용의 동시 고려가 필요하다는 것을 보인다.

통신 효과를 반영한 네트워크 중심전의 전투 효과도 분석 방법

배장원,강봉구,김병수,성창호,김탁곤,안명길,이상일,Bae, Jang-Won,Kang, Bong-Gu,Kim, Byeong-Soo,Sung, Chang-Ho,Kim, Tag-Gon,Ahn, Myung-Kil,Lee, Sang-Il 한국시뮬레이션학회 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.3

네트워크 중심전(NCW)이 미래 전쟁의 양상으로 발전 하면서, 네트워크 통신 효과에 의한 전투 효과도를 분석하는 연구의 중요성이 증가하고 있다. 기존의 전투 효과도 분석은 워게임 시뮬레이터를 이용한 시뮬레이션을 통하여 이루어졌고, 통신 효과의 분석은 통신 네트워크 시뮬레이터를 이용했다. 그러나 통신 효과에 의한 전투 효과도를 파악하는 연구는 이루어지지 않았다. 통신 효과를 반영한 전투 효과도 분석은 통신 모델의 파라미터와 전투 효과도의 관계를 파악하는 것을 통해 이루어질 수 있다. 본 논문에서는 통신 효과와 NCW 전투 효과도의 관계를 분석하는 방법을 기술한다. 특히, 본 방법론에서는 통신 모델의 파라미터와 NCW 전투 효과도의 관계를 분석하기 위해 계층적인 OAI 매트릭스를 개발 하고, 그 결과를 NCW 시뮬레이터와 통신 시뮬레이터의 연동 시뮬레이션으로 검증한다. 또한, 연동 시뮬레이션의 실험 결과를 통해 통신 모델 파라미터와 NCW 전투 효과도의 관계를 메타모델(meta-model)로 표현한다. 이 과정에서 통신 시뮬레이터와 NCW 전투 시뮬레이터의 추상화 수준 차이를 보정해주기 위한 인터페이스 모델을 제안한다. 본 논문의 방법론을 통해, NCW 전투 효과도와 통신 모델 파라미터의 직접적인 관계를 파악할 수 있고, 이 관계를 이용해서 NCW 상황에서 부대 교리나 통신 운용과 통신 시스템의 장비 설계 등에 영향을 줄 것으로 기대한다. As a future warfare is changed to network-centric warfare (NCW), importance of research on the relation between combat effectiveness and communication effect has increased. The combat effectiveness has been analyzed using war game simulator and the communication effect has been analyzed using communication simulator. However, the relation of them has not been researched so far. In this paper, we describe a methodology of analyzing the measure of effectiveness reflecting communication effects in NCW. In the methodology, firstly, simulation interoperation environment between the war game simulator and the communication simulator is developed. Especially, we propose an interface model and interoperation interface to support the simulators for simulation interoperation. Then, we statistically analyze the output data of the simulation interoperation environment and develop a meta-model which illustrates the relation between war game and communication simulator directly. With this methodology, we can figure out the relation between the war game and communication simulator directly. Moreover, we expect that this relation effects on developing doctrines, communication operation and communication devices.

함정의 대탄도탄전 효과도 분석을 위한 모델링 및 시뮬레이션

배장원,이근호,나형호,문일철 한국시뮬레이션학회 2023 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.32 No.3

최근 해군 함정은 다양한 최첨단 장비와 ICT 기술이 탑재되어 다종의 임무를 수행할 수 있도록 개발되고 있다. 우리나라 해군 함정의 주요 임무 중 하나는 급증하고 있는 탄도탄의 위협으로부터 아군의 주요 유닛과 지역을 방어하는 대탄도탄전이다. 대탄도탄전의 경우 탐지에서 요격까지 이루어지는 과정이 복잡한 반면 실패에 대한 피해가 크기 때문에, 대탄도탄전을 효과적으로 수행하기 위한 많은 준비가 필요하다. 본 논문에서는 미래 해군 함정에 탑재될 전투체계 및 장비를 활용한 대탄도탄전 시뮬레이션 모델을 제안한다. 특히, 대탄도탄전에 필요한 특성을 반영하여 향후 효과도 분석에 활용될 수 있는 시뮬레이션 모델을 제안하고자 한다. 이를 위하여, 시뮬레이션 모델 개발에 DEVS 형식론을 적용하여 모듈러하고 계층적인 모델을 개발하였으며, 다양한 대탄도탄전 상황을 효율적으로 표현할 수 있게 하였다. 제시된 사례 연구 결과에서는 함정의 탐지 체계의 성능 및 의사 결정으로 발생할 수 있는 대탄도탄전의 문제 상황을 시뮬레이션 내용과 그 의미를 설명하였다. 향후 본 연구의 결과가 함정의 대탄도탄전 효과도 분석은 물론 함정의 대탄도탄전의 효과적인 수행을 위한 최적의 전투자원 배치 및 제원 그리고 운용 전술 등을 개발하는데 활용되기를 기대한다. In recent years, naval vessels have been developed to fulfill a variety of missions by being equipped with various cutting-edge equipment and ICT technologies. One of the main missions of Korean naval vessels is anti- ballistic missile warfare to defend key units and areas against the growing threat of ballistic missiles. Because the process of detection and interception is too complex and the cost of failure is much high, a lot of preparation is required to effectively conduct anti-ballistic missile warfare. This paper describes the development of a simulation model of anti-ballistic missile warfare with combat systems and equipment to be installed on future naval vessels. In particular, the DEVS formalism providing a modular and hierarchical modeling manner was applied to the simulation model, which can be utilized to efficiently represent various anti-ballistic missile warfare situations. In the simulation results presented, experiments were conducted to analyze the effectiveness of the model for effective detection resource management in anti-ballistic missile warfare. This study is expected to be utilized as a variety of analysis tools necessary to determine the optimal deployment and configuration of combat resources and operational tactics required for effective anti-ballistic missile warfare of ships in the future.

공공 자전거 시스템의 효율적 운용을 위한 모델링 및 시뮬레이션 : 세종시 사례 중심

배장원(Jang Won Bae),최선한(Seon Han Choi),이천희(Chun-Hee Lee),백의현(Euihyun Paik) 한국시뮬레이션학회 2021 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.30 No.1

최근 정보통신기술의 발달에 따른 공공 자전거 시스템 운영 사례가 증가하고 있다. 대도시의 공공 자전거 시스템은 시민에 대한 공공성과 편리성을 모두 확보해야하기 때문에, 도입부터 운영까지 다양한 이슈에 대한 분석이 필요하다. 또한, 최근 라스트 마일 수단으로 각광받고 있는 개인 모빌리티 사업과의 공존을 위한 다양한 시나리오 역시 대비할 필요가 있다. 본 논문은 공공 자전거 시스템의 효율적 운영 관리를 위한 시뮬레이션 모델을 제안한다. 특히, 제안한 방법은 공공 자전거 시스템의 일반적인 구조와 행태를 모델링 하여 다른 도시에 쉽게 활용할 수 있는 형태로 개발하였고, 컴포넌트 기반의 모델 구성으로 향후 모델의 수정 및 확장이 용이하도록 개발하였다. 본 논문에서는 제안된 방법의 사례로 세종시 공공 자전거 시뮬레이션을 수행하였다. 세종시 공공 자전거 시스템의 데이터를 적용하여 시뮬레이션 결과를 도출하고, 도출된 결과를 세종시 실데이터와 비교하여 검증하였다. 검증된 모델을 이용하여, 세종시에 적합한 공공 자전거 서비스를 설계하고 분석할 수 있는 도구로 활용될 수 있을 것으로 기대한다. In recent years, public bicycle systems are widely spread over the world according to the development of ICT technology. Since the public bicycle systems in large cities need to secure both publicity and convenience for citizens, analysis of various their issues from introduction to operation is required. In addition, it is also necessary to prepare for various scenarios for coexistence with the PM business, which is recently in the spotlight as a last mile means and normally managed privately. This paper introduces modeling and simulation for efficient operations of public bicycle systems. In particular, the proposed method was developed in a form that can be easily used in other cities by modeling the general structure and behavior of the public bicycle system, and it was developed to facilitate modification and expansion of the future model with a component-based model configuration. This paper provides a case study of the propose method, which is the public bicycle simulation in Sejong City. The simulation results were derived by applying the data from the public bicycle system of Sejong City, and they were verified with the associated real data of Sejong City. Using the verified model, it is expected that it can be used as a tool to design and analyze various services on the public bicycle systems, which were especially suitable for Sejong City.

컴포넌트 모델 재구성 기술을 이용한 에이전트 시뮬레이션 자가 진화 방법

배장원(Jang Won Bae),이천희(Chun-Hee Lee),백의현(Euihyun Paik) 대한전자공학회 2017 대한전자공학회 학술대회 Vol.2017 No.11

POMDP-DEVS를 활용한 전투 개체 모델링

배장원(Jang Won Bae),이강훈(Kanghoon Lee),김현은(Hyeoneun Kim),이준석(Jun Seok Lee),고봉석(Bongseok Goh),남보원(Bowon Nam),문일철(Il-Chul Moon),김기응(Kee-Eung Kim),박재현(Jaehyun Park) 대한산업공학회 2013 대한산업공학회지 Vol.39 No.6

4차 산업 벤처기업의 기술사업화 성공 요인 분석 : 스마트팜 기업 중심으로

김대유,배장원 한국디지털정책학회 2022 디지털융복합연구 Vol.20 No.3

The purpose of this study was to analyze how innovative facility investment and innovative research manpower capabilities of venture companies related to the 4th industrial smart farm affect the technological performance of patents and design registrations, and the financial performance of sales and operating profit. As a research method, a total of 47 venture companies were selected as a sample and regression analysis was performed. Research Results This study analyzes the technological commercialization factors of venture companies related to the 4th industrial smart farm and proposes to expand the budget for R&D government tasks for financial and technological success. In the future research direction, I believe that more discussion is needed on the contribution of companies to quantitative and qualitative growth. 본 연구의 목적은 4차 산업 스마트팜 관련 벤처기업의 혁신 설비 투자, 혁신 연구인력 역량이 특허, 디자인등록의 기술성과와 매출 영업이익 재무성과에 어떤 영향을 미치는지 분석하였다. 연구 방법으로 총 47개 벤처업체를 표본으로 선정하여 회귀분석을 수행하였다. 연구 결과 본 연구는 4차 산업 스마트팜 관련 벤처기업의 기술사업화 요인을 분석하여 재무적 기술적 성공 기업성과를 위해서 R&D 정부 과제 예산편성 확대를 제안한다. 향후 연구 방향은 기업의 양적인 성장 기여와 질적인 성장 기여에 대한 논의가 더욱 필요할 것이라고 본다.