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시뮬레이션 기반 전투실험을 위한 DEVS 통합 개발 환경
황근철,이민규,한승진,윤재문,유용준,김선범,나영인,김정훈,이동훈,Hwang, Kun-Chul,Lee, Min-Gyu,Han, Seung-Jin,Yoon, Jae-Moon,You, Yong-Jun,Kim, Sun-Bum,Kim, Jung-Hoon,Nah, Young-In,Lee, Dong-Hoon 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.4
시뮬레이션 기반 전투실험은 시뮬레이션 기술을 이용하여 전투태세를 점검하는 것이다. 이는 무기체계의 모델링 및 시뮬레이션에 깊이 연관되어 있다. 전투실험에서 무기체계의 특성과 복잡도를 분석하기 위해서는 모델링 및 시뮬레이션 환경이 복합체계로 구성되는 무기체계를 컴포넌트 단위로 분해할 수 있도록 해야 하며, 실제 하드웨어와 같이 충실도가 높은 컴포넌트를 시뮬레이션 상에서 활용할 수 있도록 해야 한다. 이러한 관점에서 모듈화 및 계층화 구조의 DEVS 프레임워크는 전투실험도구의 요구사항을 만족시킬 수 있는 가능성을 제공한다. 본 논문은 시뮬레이션 기반 전투실험을 수행하기 위한 DEVS 통합개발환경의 개발과정을 소개하고 있다. 편리하고, 유연하며, 신속한 전투 시뮬레이션 수행의 설계 원칙으로 새롭게 개발된 전투실험도구는 다이어그램을 이용하여 DEVS 모델을 개발하고 이를 외부 시뮬레이터와 편리하게 연동할 수 있는 모델 기반의 그래픽 설계도구, 신속한 통계 분석 수행을 위한 실험 설계 도구, 레고방식으로 무기체계를 조립하기 위한 표준 컴포넌트 모델 라이브러리의 세 부분으로 구성된다. 이러한 새로운 시뮬레이션 환경은 다양한 수준의 모델이 혼재된 복잡한 시뮬레이션 기반 실험분석을 보다 단순하고 효율적으로 수행할 수 있도록 한다. Simulation based Battle Experimentation is to examine the readiness for a battle using simulation technology. It heavily relies on the weapon systems modeling and simulation. To analyze the characteristics and complexity of the weapon systems in the experiment, the modeling & simulation environment has to be able to break down the system of systems into components and make the use of high fidelity components such as real hardware in simulation. In that sense, the modular and hierarchical structure of DEVS (Discrete EVent System Specification) framework provides potentials to meet the requirements of the battle experimentation environment. This paper describes the development of the DEVS integrated development environment for Simulation based Battle Experimentation. With the design principles of easy, flexible, and fast battle simulation, the newly developed battle experimentation tool mainly consists of 3 parts - model based graphical design tool for making DEVS models and linking them with external simulators easily through diagrams, the experiment plan tool for speeding up a statistic analysis, the standard components model libraries for lego-like building up a weapon system. This noble simulation environment is to provide a means to analyze complex simulation based experiments with different levels of models mixed in a simpler and more efficient way.
모델 기반의 시뮬레이션 기법을 이용한 차기 고속정(Patrol Killer Experiment)용 전투체계 대공전 기능의 분석 및 설계
황근철,Hwang, Kun-Chul 한국시뮬레이션학회 2007 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.16 No.4
함정 전투체계의 대공전 기능은 전투함의 생존성을 결정짓는 핵심기능이다. 본 논문에서는 차기고속정 전투체계의 대공전 설계에 있어서 효과적인 개발 방법론으로 모델 기반의 시뮬레이션 기법을 적용하고 있다. 적용된 방법론에서는 대공전 기능이 유한상태기계시스템으로 모델링되고 있으며 모델링 결과로 부터 직접 시뮬레이션을 수행하는 모델기반의 시뮬레이션을 통해 모델의 정확성과 운용의 효과성을 평가하여 설계 시스템을 프로토타입핑하였다. 이러한 결과를 토대로 실제 시스템의 특성을 반영하기 위해 HILS 시뮬레이션을 수행하였으며 최종적으로 구현된 시스템을 완성하였다. 모델기반의 시뮬레이션 기법은 단계적이 반복적인 설계과정을 거치게 됨으로써 개발과정에서 발생할 수 있는 위험요소를 최소화 시킬 수 있기 때문에 고비용 및 고신뢰성이 요구되는 국방분야에서 효과적인 개발방법론으로 적용할 수 있다. Anti-Air Warfare(AAW) functionality of the naval combat system is the key functionality to ensure the ship's survivability. We have applied a novel method using model-based-simulation to analyze and design AAW functionality of the Patrol Killer Experimemnt Combat System. In this approach, an AAW functional model is described with the FSM(Finite State Machine) and directly executed for the AAW simulation. After prototyping using model based simulation, Hardware In Loop Simulation(HILS) is conducted as the AAW functionality is interfaced with the other ones of the combat system for completing the integration of the system components. This incremental and iterative development approach based on the model based simulation can minimize the development risks and costs caused by the system complexity for military system, bringing out the merit of the rapid prototyping.
무기체계 교전 시뮬레이션을 위한 매트랩 기반 이산사건시뮬레이션 프레임워크의 개발
황근철,이민규,김정훈,Hwang, Kun-Chul,Lee, Min-Gyu,Kim, Jung-Hoon 한국시뮬레이션학회 2012 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.21 No.2
시뮬레이션 프레임워크는 시뮬레이션 응용 프로그램의 개발을 지원하는 기반 소프트웨어이다. 본 논문은 공학용 프로그래밍 언어로 광범위하게 사용되는 매트랩을 이용하여 개발된 이산사건시뮬레이션 프레임워크의 개발 과정을 기술하고 있다. 매트랩 객체지향프로그래밍을 토대로 새롭게 개발된 프레임워크는 매트랩 언어의 편리성과 이산사건시뮬레이션 형식론(DEVS: Discrete EVent System Specification Formalism)이 가지는 뛰어난 개발 방법론을 결합시킴으로써 무기체계 교전 시뮬레이션 프로그램 개발에서 요구되는 생산성, 유연성, 확장성을 제공한다. 더불어 매트랩의 병렬컴퓨팅 기술을 적용한 배치(Batch) 시뮬레이션 기능을 제공함으로써 몬테카를로 시뮬레이션 수행시 컴퓨터 환경에서 지원되는 CPU 코어의 수에 비례하여 응용 프로그램의 연산성능을 향상시킨다. Simulation Framework is a basic software tool used to develop simulation applications. This paper describes the development of a discrete event simulation framework based on DEVS(Discrete EVent System Specification) formalism, using MATLAB language which is widely used in technical computing and engineering disciplines. The newly developed framework utilizing MATLAB object oriented programming combines the convenience of MATLAB language and the sophisticated architecture of the DEVS formalism. Hence, it supports the productivity, flexibility, extensibility that are required for the simulation application software development of the weapon systems engagement. Moreover, it promises a simulation application the increased the computation speed proportional to the number of CPU of a multi-core processor, providing the batch simulation functionality based on MATLAB parallel computing technology.
황근철,Hwang, Kun-Chul 한국군사과학기술학회 2007 한국군사과학기술학회지 Vol.10 No.4
The Gun-Oreinted Anti-Air Warfare(GOAAW) which is still one of the important weapon systems of the vessel like the patrol killer to confront air threats comprises the components of the combat system - Command & Control(C2), Ballistic Calculation Unit, Sensors and Guns. In this paper, the GOAAW process of the patrol killer combat system is analyzed with probability and simulated to evaluate the effectiveness and capability of the GOAAW. As a result of the simulation, the performance measures of the GOAAW are discussed in the functional and operational aspects of the combat system.