수중 교전 모의를 위한 HLA/RTI 기반 시뮬레이션의 모니터링 시스템 구축 연구

함원경,정용호,최종엽,박상철,Hwam, Won K.,Chung, Yongho,Choi, Jong-Yeob,Park, Sang C. 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.2

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. This paper presents design and implementation of the monitoring system for the distributed simulation of underwater warfare. As importance of defense modeling and simulation(M&S) has raised, Simulation-Based Acquisition(SBA) was authorized for an obligatory process in the development process of weapon systems. Yet, it requires tremendous resources to develop a large-scale simulation system that describes complex and broad battlefields. Therefore, an approach of the distributed system was devised to develop a new simulation system combining legacy simulators that were developed for confined purpose and sole operations. High-Level Architecture(HLA) of distributed systems is a standardized protocol by IEEE for the distributed simulation system and Run-Time Infrastructure(RTI) is an implementation of HLA to structure efficient distributed systems. The main objective of this paper is to derive appropriate monitoring factors for underwater warfare simulation, design and implementation of the monitoring system to analyze the factors based on HLA/RTI.

지상무기체계 교전 모의를 위한 에이전트 기반 시뮬레이션 시스템 아키텍처 설계 연구

함원경,정용호,나재호,박상철,Hwam, Won K.,Chung, Yongho,Na, Jaeho,Park, Sang C. 한국시뮬레이션학회 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.4

본 논문은 지상무기체계 교전을 모의하기 위한 시뮬레이션 시스템 구축에 관한 연구이다. 본 논문에서는 에이전트 시뮬레이션 설계 방법론에 기반하여 시뮬레이션 시스템 아키텍처를 제안한다. 제안된 아키텍처의 각 개체는 에이전트 기반으로 모듈화된 컴포넌트들을 조합하여 구성된다. 이와 같은 개체 구성 방법은 개체의 재사용성과 조합성을 향상시키고, 결과적으로 시뮬레이션 시스템의 개발에 투입되는 시간, 비용, 및 노력을 감소시킨다. 지상무기체계 교전의 모의는 환경의 영향을 반영하는 것이 매우 중요하다. 제안된 아키텍처의 합성전장환경은 전장의 환경 데이터를 가지며 시뮬레이션 시스템의 전투개체와 계속적으로 상호작용한다. 이러한 아키텍처를 기반으로 구축된 시뮬레이션 시스템은 목적에 따라 다양한 지상무기체계 교전 시나리오의 신속한 모의가 가능하고, 개체들의 행위 수행에 환경 영향이 반영되어 신뢰성 있는 시뮬레이션 결과를 도출할 수 있다. 본 논문은 제안된 아키텍처를 기반으로 예제 시스템을 구축하여 그 효용성을 증명하였다. Presented in this paper is a study for construction of a simulation system for the engagement of ground weapon systems. This paper proposes architecture for the simulation system based on agent simulation design methodology. Every entity of the proposed architecture is developed by assembling modularized agent components, and it enhances the reusability and composability of the entity. Consequently, time, costs, and efforts that are required to develop a new simulation system is able to be reduced by the enhancement. In the case of ground engagement simulation, it is very important to reflect environmental effects. Synthetic battlefield of the proposed architecture has environmental data of the battlefield and interacts with entities in the simulation system. The proposed architecture based simulation system can build swiftly various simulation models by the objectives and derive reasonable results from behaviors of entities that include environmental effects. This paper contains the construction of an example system based on the proposed architecture to verify the advantages of the architecture.

Cougaar Architecture 활용 다중 에이전트 기반 소규모 교전 시뮬레이션 Framework

함원경,정용호,박상철,Hwam, Won-K.,Chung, Yong-Ho,Park, Sang-C. 한국시뮬레이션학회 2011 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.20 No.3

M&S in the field of national defense is a battle system has been highly spotlighted for obtaining weapon systems, analyzing and experimentation of battle effects to reduce costs, time, and risks. It is classified as Campaign, Mission, Engagement, and Engineering levels by detail of description. In engagements, many situations on the battle field which are really unpredictable are required to be considered on the view of diverse tactics. Thus, engagement simulation is in demand to use for forecasting real-world battle situations by inserting various components which consists of real engaging situations into virtual local battle field. While developing the engagement simulation, adopting the concept of agent-based simulation gives it benefits which are improved autonomy, composability, and reusability of entities. It means reducing the time, cost and effort to develop the simulations. This paper concentrates on the framework of multi-agent based engagement simulation using Cougaar Architecture. 국방 분야에서의 M&S는 무기 체계 획득 및 개발에 투입되는 비용, 시간, 노력 및 위험을 감소하기 위한 전투 효과 실험 등에 사용되며 그 중요성이 높아지고 있다. 국방 M&S에서 시뮬레이션 모델은 묘사수준에 따라 전구급, 임무급, 교전급, 공학급 모델로 분류할 수 있는데, 그 중 교전급 모델은 다양한 자원들을 가상의 전장환경에 투입하여 시뮬레이션을 수행하며, 이것을 통하여 사용자들이 예측 불가능한 국지 전장에서의 많은 상황들에 대하여 다각적인 시야로 전술을 고려할 수 있게 하는 역할을 한다. 이런 교전급 시뮬레이션을 개발할 때, 에이전트 기반 시뮬레이션 개념을 도입하면 개체의 향상된 자율성, 조합성 및 재사용성을 가질 수 있다. 그것은 시뮬레이션 모델의 개발에 소요되는 시간, 비용 및 노력을 절감할 수 있음을 의미한다. 본 논문은 쿠가 아키텍처를 활용하여 다중 에이전트 기반의 교전급 시뮬레이션 프레임워크를 설계하는데 그 목적을 둔다.

Ogre3D 가시화 엔진 기반의 교전 시뮬레이션 시스템 구축 및 HLA / RTI 연동

함원경(Won K. Hwam),정용호(Yong Ho Chung),박상철(Sang Chul Park) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.1

This paper presents the design and construction of the Ogre3D(Object-oriented Graphic Rendering Engine 3D) visualization engine based engagement simulation model and the HLA(High Level Architecture)/RTI(Run-Time Infrastructure) connection for the simulation model. Ogre3D is free visualization engine based on C++ developed for the development of computer games, and it is able to improve the performance of the engine by using additional plug-ins. This paper applies Ogre3D visualization engine to the engagement model for the simulation system of the user-define engagement scenario, the userin-the-loop engagement simulation, and 3D visualization of the engagement scenario. In this paper, the HLA/RTI connection module is also designed and constructed to connect the engagement simulation system with the distributed system for embedding mathematical models into the simulation. The 3D visualization, simulation execution of various scenarios, and HLA/RTI connection of the engagement simulation system is demonstrated by the example system in this paper.

SEDRIS 기반의 대기/해양 합성 환경 생성 및 표현을 위한 UI 설계 및 구현

함원경(Won. K. Hwam),정용호(Yongho Chung),안의국(Euigook Ahn),박상철(Sang. C. Park),권용진(Yong-jin Kwon) (사)한국CDE학회 2012 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2012 No.2

As the distributed interactive simulation system has been developed in military modeling and simulation, the interchange environmental data among heterogeneous simulators is essential to achieve interoperability. Each simulator has its own environmental data format, and that makes interferences to interchange and represent synthetic environment among simulators. Therefore, the result of the simulation is not enough reliable by errors from incorrect representation of synthetic environment. SEDRIS(Synthetic Environmental Data Representation and Interchange Specification) were initiated to solve the problem of interoperability, which is caused of interchange environmental data. SEDRIS provide a standard mechanism to promote data interchange and reusability, and they were developed to represent all environmental things, such as ocean, land, atmosphere, and space. This research is focused on design of User-Interface to allow users are able to apply SEDRIS to generation and representation of standard synthetic environment of Ocean and Atmosphere.

항공 전투 시뮬레이션의 합성전장환경 구축을 위한 환경 데이터 관리 및 공급 방안

양가람,함원경,박상철,Yang, Ka-Ram,Hwam, Won K.,Park, Sang C. 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.3

본 논문에서는 항공전장 환경의 구축을 통한 항공 무기체계의 가상시험에 환경적 영향을 반영하여 모의할 수 있도록 환경데이터를 제공하기 위한 내용을 수행하였다. 항공 전투 시뮬레이션에서 전투 개체들이 모의하는 작전은 환경 영향에 의하여 그 달성 결과가 달라져야 한다. 본 연구에서는 항공 전투 시뮬레이션 시스템에 합성전장환경 구축을 위해, 실제 항공 전장환경을 분석하여 합성전장환경을 설계한다. 설계한 합성전장환경의 구현을 위해 적합한 실제 환경 데이터를 수집하고, 수집된 환경데이터를 기반으로 합성전장환경 구축을 위해 공간 보간법(GIS, Geographic information system interpolation)을 활용하여 데이터를 가공한다. 본 논문의 최종 목적은 항공 전투 시뮬레이션에 환경 영향을 반영하기 위해 대기 환경 속성의 스펙트럼 중 시뮬레이션에서 요구하는 속성을 도출하여 합성전장환경을 설계하고, 실제 대기 데이터를 기반으로 설계된 합성전장환경을 구현한다. 구현된 합성전장환경을 분산 시뮬레이션 시스템에서 환경 데이터 요구에 대해 전장환경 데이터를 제공하여 시뮬레이션 시스템이 실제 환경 데이터에 기반한 합성전장환경을 시뮬레이션에 반영할 수 있게 한다. In this paper, there is a research for providing environmental data to reflect environmental effects to the simulation for the aviation weapon systems by the construction of the synthetic battlefield. The results of the aviation engagement simulation are able to differ by environmental effect. This paper analyzes the real aviation battlefield and designs the synthetic battlefield based on the analysis. In order to construct the designed synthetic battlefield, we collects the real environmental data for the atmosphere and structures the collected data using GIS (Geographic information system interpolation). The main objective of this paper is to design the synthetic battlefield based on the derived environmental factors from the analysis of the real aviation battlefield, and it constructs the designed synthetic battlefield by the collection of real atmosphere data. The constructed synthetic battlefield provides the environmental data which are requested from the distributed simulation system, and it makes the system reflect environmental effects to the simulation.

군수지원시스템을 위한 에이전트 기반의 객체 지향 시뮬레이션 모델 아키텍처 설계 방법론

정용호,함원경,박상철,Chung, Yong-H.,Hwam, Won-K.,Park, Sang-C. 한국시뮬레이션학회 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.1

Proposed in the paper is an agent based and object-oriented methodology to create a virtual logistics support system model. The proposed virtual logistics support system model consists of three types of objects: the logistics force agent model(static model), the military supplies transport manager model(function model), the military supplies state manager model(dynamic model). A logistic force agent model consists of two agent: main function agent and function agent. To improve the reusability and composability of a logistics force agent model, the function agent is designed to adapt to different logistics force agent configuration. A military supplies transport manager is agent that get information about supply route, make decisions based on decision variables, which are maintained by the military supplies state manager, and transport military supplies. A military supplies state manager is requested military supplies from logistics force agent, provide decision variables such as the capacity, order of priority. For the implementation of the proposed virtual logistics force agent model, this paper employs Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism. 본 논문의 목적은 복잡한 군수지원시스템의 모델링과 시뮬레이션을 위한 방법론을 제안하는 것이다. 제안하는 군수지원시스템 시뮬레이션 모델을 구성하는 요소들은 세 가지가 있다 : Logistics force agent(static model), Military supplies transport manager(function model), Military supplies state manager(dynamic model). Logistics force agent는 main function agent와function agent로 구성된다. Function agent가 다른 Logistics force agent에도 적용할 수 있도록 설계되었으며, 이는 에이전트의 높은 조합성과 재사용성을 가진다. Military supplies transport manager는 보급로에 대한 정보를 가지며 military supplies state manager로부터 받은 결정변수를 기반으로 보급로를 결정하고 군수품을 수송하는 역할을 하는 에이전트이다. Military supplies state manager는 군수품 보급을 요청받고 보급량, 우선순위 따위의 결정 변수를 military supplies transport manager에게 알려주는 역할을 한다. 본 논문에서는 군수 시뮬레이션 모델의 설계를 위해 Discrete Event Systems Specification(DEVS) formalism을 이용하였다.

충돌 검출을 이용한 지그 키네틱 모델링 방법론

정용호(Yong Ho Chung),함원경(Won K. Hwam),박상철(Sang Chul Park),최정주(Jung Ju Choi) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.1

This paper proposes algorithm for efficient fixture modeling for automotive body assembly line that should be remodeled frequently whenever changes of design occur. A fixture model consists of geometric model and kinetic model. We develop an algorithm extracting kinetic model from geometric model. In automotive body assembly lines, Kinetic models of fixtures mostly follow the same mechanism, the so-called slider-crank mechanism; this is a four-axis system of three revolute and one prismatic joint. It is very important to identify the prismatic axis from a given geometric model to extract the kinetic model of a fixture. We employ the concept of collision detection. The result of collision detection is a Boolean saying whether two or more objects collide.

작업 간 할당 제약 조건이 고려된 조립라인균형문제를 위한 프레임워크 구현

조강훈(Kang H. Cho),함원경(Won K. Hwam),박상철(Sang C. Park) (사)한국CDE학회 2013 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2013 No.8

Line Balancing 을 위한 Graph 기반의 작업관계 모델링 방법론

조강훈(Kang H. Cho),함원경(Won K. Hwam),박상철(Sang C. Park) (사)한국CDE학회 2014 한국 CAD/CAM 학회 학술발표회 논문집 Vol.2014 No.2

Assembly line balancing problem (ALBP) is initially present in the assembly line or off the assembly line in the configuration occurs when relocating . Assembly tasks ALBP workshop is divided into decision-making for the balance of the entire line of questions. Last simple assembly line balancing problem (SALBP) can be solved efficiently and quickly focus on Heuristic research methodology have been conducted . On the other hand, reflecting the realistic conditions of SALBP research work have been introduced in the prior relationship between the relational constraints (Precedence restriction) Heuristic solution is only considered to be limited. In this paper, we propose to introduce a constraint that was allocated that can reflect all of five new assignment constraints and Graph Theory proposed to assign to the workshop on the basis of five tasks can be modeled by assigning constraints methodologies proposed. Defined by the modeling methodology proposed work to address the limitations of the SALBP and further generalized assembly line balancing (GALBP) can solve the problem.