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        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          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

          '스콜라' 이용 시 소속기관이 구독 중이 아닌 경우, 오후 4시부터 익일 오전 7시까지 원문보기가 가능합니다.

          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.

        • KCI등재

          공학급 국방 모델의 시뮬레이션 성능 향상을 위한 다중 충실도 M&S 기법 연구

          최선한,서경민,권세중,김탁곤,Choi,,Seon,Han,Seo,,Kyung-Min,Kwon,,Se,Jung,Kim,,Tag,Gon 한국시뮬레이션학회 2013 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.22 No.4

          본 논문은 공학급 국방 모델의 시뮬레이션 성능 향상을 위해 다중 충실도(Multi-fidelity) 모델링 시뮬레이션(M&S: Modeling and Simulation) 기법을 제안한다. 제안하는 기법은 다양한 충실도를 지닌 모델을 활용하여 고 충실도 모델의 시뮬레이션과 비교하여 유사한 수준의 시스템 분석 결과를 얻음과 동시에 시뮬레이션 성능 측면에서 이득을 가져오는 방안이다. 다중 충실도 원리를 적용하기 위해 본 논문은 충실도를 모델 동작과 실행 측면으로 세분화하고, 충실도 변환 지점을 FCP (Fidelity Change Point)로 정의한다. 이러한 원리를 바탕으로 본 논문은 다음의 세 가지 쟁점을 다룬다. 먼저, 모델 동작과 실행 측면의 충실도 변환을 위한 모델 구조와 제안하는 모델에 대한 수학적 형식론, 마지막으로 모델 실행을 위한 시뮬레이션 알고리즘을 제안한다. 사례 연구로 어뢰의 표적 추적 시나리오에 대한 기초 실험을 수행하였고, 실험 결과 제안하는 기법을 사용한 경우 기존의 시뮬레이션과 비교하여 최대 4.24배의 시뮬레이션 성능 향상을 보임을 확인하였다. 본 논문에서 제안하는 기법은 M&S 기반의 시스템 분석을 하는 다양한 분야에서 활용될 수 있음을 기대한다. This paper presents multi-fidelity modeling and simulation (M&S) methodology to enhance simulation performance of engineering-level defense models. In this approach, a set of models with varying degrees of fidelity is exercised to reduce computational expense maintaining a similar level of system effectiveness. For multi-fidelity M&S principles, this paper defines model fidelity from two perspectives (i.e., model behavior and execution), and suggests the Fidelity Change Point (FCP) to specify the fidelity conversion. With these concepts, this paper centers on three ideas: 1) two models' structure which are the Behavioral-Fidelity Interchangeable Model (B-FIM) and the Executional-Fidelity Interchangeable Model (E-FIM), 2) modeling formalism, and 3) a simulation algorithm to support them. From an abstract case study regarding a target tracking scenario with the utilization of the proposed method, we can gain interesting experimental results regarding the enhancement of simulation performance. Finally, we expect that this work will serve various M&S-based analysis areas for enhancing simulation performance.

        • KCI등재

          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.

        • KCI등재

          토픽 모델링을 이용한 시뮬레이션 연구 동향 분석

          나상태,김자희,정민호,안주언,Na,,Sang-Tae,Kim,,Ja-Hee,Jung,,Min-Ho,Ahn,,Joo-Eon 한국시뮬레이션학회 2016 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.25 No.3

          시뮬레이션의 활용범위와 기법이 나날이 다양해지면서 시뮬레이션의 최신 연구 동향을 분석하고 이를 대학 교육과 연구에 적용하는 노력이 요구된다. 기존에는 트렌드 분석을 위해 문헌조사 또는 전문가 평가와 같은 정성적인 연구방법이 주로 사용되었으나 이런 방법들은 많은 시간과 비용이 소요될 뿐만 아니라 전문가의 주관적인 관점이 반영될 가능성이 있다. 본 연구에서는 객관적 분석을 위해 국내 학술 논문에 대하여 토픽분석을 포함한 정량적 분석을 실시하였다. 그 결과 국내에서는 시뮬레이션이 전기전자 분야에서 가장 활발하게 활용된다는 사실을 발견하였다. 또한 사회 과학에서는 교육 및 오락의 목적으로도 활용됨을 알 수 있었다. 이 연구 결과는 국내 시뮬레이션 연구와 한국 시뮬레이션 학회가 어떤 방향으로 발전할지를 예측하는 데 도움이 된다. 본 연구결과는 시뮬레이션 활용 연구 분야의 핵심 토픽을 도출하기 위하여 텍스트마이닝 기반의 트렌드분석에 대한 활용 가능성을 제시하고, 텍스트마이닝이 미래예측 키워드를 도출하는 유용한 방법임을 증명하였으며, 전문가들의 정성적인 자료를 보조하는 정량적인 자료분석 방법으로 유용할 것으로 기대된다. The recent diversification in terms of the scope and techniques used for simulations has highlighted the importance of analyzing state of the art trends and applying these for educational and study purposes. While qualitative methods such as literature research or experts' assessments have previously been used, such methods are in fact likely to reflect the subjective viewpoint of experts, and to involve too much time and money for the results obtained. For the purpose of an objective analysis, a quantitative analysis that included the examination of topics found in domestic academic journal articles was conducted in the present study. In this regard, simulation was found to be most actively used domestically in the electrical and electronic fields. In addition, simulation was also found to be employed for the purpose of education and entertainment in the social sciences. The results of this study are expected to help to facilitate the prediction of the direction of the development of not only the Korea Society for Simulation, but also domestic simulation studies. This study also raises the possibility of applying text mining to trend analysis, and proves that it can be a useful method for deriving future key topics and helping experts' decisions regarding quantitative data.

        • KCI등재

          Virtual-Constructive 시뮬레이션 연동을 활용한 공중전 전투 실험

          김동준,신용진,안경수,김영곤,문일철,배장원 한국시뮬레이션학회 2021 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.30 No.1

          Simulations enable virtually experiencing rare events as well as analytically analyzing such events. Defense modeling and simulation research and develops the virtual and the constructive simulations to support these utilizations. These virtual and constructive(VC) simulations can interoperate to simultaneously virtual combat experience as well as evaluations on tactics and intelligence of combat entities. Moreover, recently, for artificial intelligence researches, it is necessary to retrieve human behavior data to proceed the imitation learning and the inverse reinforcement learning. The presented work illustrates a case study of VC interoperations in the aircombat scenario, and the work analyze the collected human behavior data from the VC interoperations. Through this case study, we discuss how to build the VC simulation in the aircombat area and how to utilize the collected human behavior data. 시뮬레이션을 통하여 경험하기 어려운 사건을 가상적으로 체험할 수도 있으며, 분석을 수행할 수도 있다. 국방시뮬레이션 분야에서 이런 체험을 기반으로 Virtual 시뮬레이션이 연구 개발되고 있으며, 분석을 위하여 Constructive 시뮬레이션이 연구 개발되고 있다. 이런 시뮬레이션을 연동하여, VC(Virtual-Constructive) 시뮬레이션 환경을 구성할 수 있고, VC 시뮬레이션 환경은 전투 환경의 가상적인 경험과 교전개체의 지능적인 전술을 동시에 시험할 수 있는 환경이다. 또한, 최근의 인공지능 연구를 위해, 사람의 행동을 학습하는 이미테이션 학습 혹은 역강화학습 분야는 VC 환경에서 수집된 인간 행동 데이터를 필요로 한다. 제시된 연구는 공중전 분야에 VC 시뮬레이션 환경의 사례를 보여주며, 이를 통해 수집된 인간 행동 데이터의 특징을 분석하고 있다. 본 논문을 통하여, 공중전 분야 VC 시뮬레이션 환경이 어떻게 구축될 수 있으며, 인공지능 학습을 위하여 어떻게 활용될 수 있는지 보여준다.

        • KCI등재

          시뮬레이션과 메타 모델을 이용한 한국군 성과기반군수 연구

          원봉연,이상진 한국시뮬레이션학회 2019 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.28 No.1

          The ROK military uses Performance Based Logistics(PBL) as one of the ways to utilize civilian resources and advanced techniques. However, the Korean PBL is mainly focused on purchasing and repairing parts, which is not contributing to the improvement of the availability of overall system. The objective of this study is to suggest the methodology to evaluate the PBL metrics using the simulation and meta model. A meta model is a regression model to analyze the effect of the PBL through simulating various scenarios with performance metrics. As a result, if the PBL is limited to the part level, the performance has little influence on the availability of overall system. In addition, analysis using the meta model shows that it cannot achieve the performance targets when the same metrics are applied to various items without considering the characteristics of the applied items. Therefore, in order to improve availability, PBL coverage should be extended to a system level that includes key components that have a large impact on availability. If multiple items are included in the PBL coverage, the metrics should be applied differently, taking into account the characteristics of each item. 한국군은 민간 자원과 선진 기법을 도입하는 방안의 하나로 PBL을 적용하고 있다. 그러나 한국군의 PBL은 수리부속구매와 정비를 중심으로 시행하고 있어 PBL 적용 목적인 장비가동률 향상에 기여하지 못하고 있다. 본 연구는 한국군의PBL이 장비가동률에 미치는 영향 요소를 분석하는 방법론을 제시하고자 한다. 이를 위해 한국군의 PBL 상황을 시뮬레이션모델로 설계하고, 시뮬레이션 결과를 회귀분석하여 PBL 성과가 장비가동률에 미치는 영향을 분석할 수 있는 메타 모델을제안한다. 연구 결과 수리부속 수준에만 제한적으로 PBL을 적용하면 성과가 장비가동률에 미치는 영향력은 크지 않았다. 또한, 메타 모델을 이용해 분석해 보면 적용품목 특성을 고려하지 않고 여러 품목에 동일한 성과지표를 설정할 경우 성과목표를 달성할 수 없었다. 따라서 장비가동률을 향상시키기 위해서는 장비가동률에 영향력이 큰 핵심구성품을 포함하는 체계 수준으로 PBL 적용범위를 확대해야 하며, PBL 적용범위에 다수 품목이 포함될 경우 품목별 특성을 고려해 성과지표를 차등적용해야 한다.

        • KCI등재

          시뮬레이션 모델기반 국방체계 설계를 위한 역방향 시뮬레이션

          최선한,김탁곤,진기병,박경태,신동조 한국시뮬레이션학회 2020 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.29 No.3

          When analyzing the effectiveness of a defense system in a virtual battlefield with a simulation model is referred to as forward simulation, reverse simulation is required to design a good defense system with high effectiveness. That is, using the simulation model, it is necessary to find the engineering factors, measures of performance, and operational tactics that are demanded to achieve high effectiveness of the system. However, the efficiency of reverse simulation is still a concern since many replications of forward simulation are required for conducting reverse simulation. In this paper, we introduce various efficient algorithms to reduce the number of replications and a reverse simulation tool for utilizing these algorithms easily. The tool allows practitioners to easily and efficiently conduct reverse simulation for design a good defense system based on simulation models. This is demonstrated with the case studies on the design of warship's defense system and the design of military network system. 시뮬레이션 모델을 통해 가상 전장에서 국방체계의 효과도를 분석하는 것을 순방향 시뮬레이션이라고 할 때, 높은 효과도를 가지는 국방체계를 설계하기 위해서는 역방향 시뮬레이션이 요구된다. 즉 효과도 분석 모델을 바탕으로 높은 효과도를 달성하기 위한 군사 장비들의 제원 및 성능, 그리고 운용 전술을 역으로 도출해야 한다. 하지만 역모델을 도출할 수 없는 시뮬레이션 모델의 특성상 역방향 시뮬레이션은 많은 순방향 시뮬레이션 반복을 요구하므로 효율성의 문제를 초래한다. 본 논문에서는 반복 횟수를 줄임으로 역방향 시뮬레이션을 효율적으로 수행하기 위한 다양한 알고리즘을 제시하고, 실무자가 이들을 손쉽게 활용하기 위한 역방향 시뮬레이션 도구를 소개한다. 실무자는 본 도구를 바탕으로 다양한 역방향 시뮬레이션 알고리즘을 활용하여 국방체계 설계를 위한 역방향 시뮬레이션을 손쉽게, 또 효율적으로 수행할 수 있다. 전함의 방어 시스템 설계와 군사 네트워크 시스템 설계에 대한 사례 연구는 이를 입증한다.

        • KCI등재

          조선 공정 계획의 수립 완성도 향상을 위한 이산 사건 및 이산 시간 혼합형 시뮬레이션 프레임워크

          차주환,노명일,방경운,이규열,Cha,,Ju-Hwan,Roh,,Myung-Il,Bang,,Kyung-Woon,Lee,,Kyu-Yeul 한국시뮬레이션학회 2008 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.17 No.4

          본 연구에서는 조선 공정 계획의 수립 완성도 향상을 위한 다양한 시뮬레이션 시스템의 개발을 지원하는 시뮬레이션 프레임 워크(simulation framework)를 제안하였다. 그리고 제안된 시뮬레이션 프레임워크의 핵심 부분인 시뮬레이션 커널을 구현하였다. 구현된 시뮬레이션 커널은 이산 사건(discrete event)과 이산 시간(discrete time) 시뮬레이션뿐만 아니라 이들이 혼합된 형태의 시뮬레이션도 처리 가능하도록 하였다. 제안된 시뮬레이션 프레임워크의 효율성과 효용성을 평가하기 위해, 이를 조선 분야의 블록 탑재 공정(block erection process)에 적용하였다. 그 결과, 제안된 시뮬레이션 프레임워크가 조선 공정 계획을 위한 다양한 시뮬레이션 시스템을 개발하는데 효과적으로 사용될 수 있음을 확인하였다. In this study, a simulation framework, which can support developing various simulation systems for the improvement of process planning in shipbuilding such as the block erection, the block turn-over, and so on, is proposed. In addition, a simulation kernel, which is a key component of the simulation framework, is implemented according to the concept of the combined discrete event and discrete time simulation. To evaluate the efficiency and applicability of the proposed simulation framework, it is applied to the block erection process in shipbuilding. The result shows that the proposed simulation framework can provide the consistent, integrated development environment for a simulation system, as compared with existing studies and commercial simulation systems.

        • KCI등재

          소부대 교전훈련 Virtual-Constructive 시뮬레이션 연동개념 연구를 위한 테스트베드

          권순걸,최미선,김문수,이태억,Kwon,,Soon-Geol,Choi,,Mi-Seon,Kim,,Mun-Su,Lee,,Tae-Eog 한국시뮬레이션학회 2010 한국시뮬레이션학회 논문지 Vol.19 No.4

          L-V-C 시뮬레이션 연동은 실병력이 실장비를 가지고 참여하는 Live 시뮬레이션 모델, 실병력이 모의된 장비를 가지고 참여하는 Virtual 시뮬레이션 모델, 그리고 모의된 시스템에 모의된 병력이 참여하는 Constructive 시뮬레이션 모델을 연결하여 통합 운용하는 개념으로써, 각각의 모델이 갖고 있는 장점을 취하고, 단점을 보완하며, 보다 실전적인 통합 훈련이 가능하도록 하는데 그 목적이 있다. 본 논문에서는 L-V-C 시뮬레이션 연동을 위한 연구로서, 소부대 교전훈련을 위한 Virtual-Constructive 시뮬레이션 연동개념 연구를 위한 테스트베드를 구축하여, 이를 바탕으로 V-C 시뮬레이션 연동을 위한 요구사항 및 기술을 제안 하고, 기술의 효용성을 검증하였다. 또한 본 논문의 연구 결과는 추후 임무 / 교전급 규모 부대의 L-V-C 연동을 위한 핵심기술 개발에 활용될 수 있을 것이다. The objective of the interoperation of L-V-C Simulation is to enable practical integration training by taking advantages and compensating disadvantages of simulation models, such as Live, Virtual and Constructive models. As a study on the interoperation of L-V-C simulation, this paper suggests effective interoperation method between Virtual and Constructive simulation models and demonstrates small-size intagrated combat training model through V-C Test-Bed.

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