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실험계획법을 적용한 주요 항만 방어 전술 시뮬레이션 기반 최적화
vp-korea  2013-04-29 09:07:48, 조회 : 1,963
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주요 항만 방어(the defense of a major seaport against enemy forces)에 대한 전술 시뮬레이션은 일반적으로 NAVSEA에서 개발된 NABEM(Naval Battle Engagement Model)에 Monte Carlo 시뮬레이션을 적용하여 시행착오적으로 진행해왔습니다. 하지만 수상함의 성능 지표를 어떻게 선정하느냐에 따라 전술 시뮬레이션의 결과는 변할 수 밖에 없으며 따라서 이러한 시행착오에 의하여 지속적으로 반복되는 수상함 설계의 문제점을 극복하기 위한 합리적인 방법이 필요합니다. 브이피코리아에서는 실험계획법을 적용하여 신경망모델을 구축한 후에 주어진 성능 지표를 최대화하여 최적해를 찾는 최적화 항만 방어 전술 시뮬레이션에 적용하였습니다.

항만 방어 시뮬레이션을 위한 조건은 주요 항만인 샌프란시스코항만의 방어를 가정하였으며 항만을 침투하는 적군과 아군의 규모 및 무장을 아래 그림과 같이 정의하였습니다. 특히 아군 수상함의 최대속도(kts), 가속도(ft/sec), 선회반경(ft)의 3가지를 설계변수로 정의하였으며 성능 지표는 적군의 침투 척수, 아군의 격침 척수, 아군의 손상 척수의 3가지로 정의하였습니다.

실험계획법을 통하여 구축된 적군의 침투 척수, 아군의 격침 척수, 아군의 손상 척수에 대한 신경망모델의 주효과 및 3차원도는 아래 그림과 같으며 적군의 침투를 최소화하고 아군의 격침 및 손상을 최소화하는 최적해는 아군의 최대속도(kts), 가속도(ft/sec), 선회반경(ft)이 각각 25, 0.2, 2477인 경우로 나타났습니다. 특히 최대속도가 일반적인 경향과는 상반되는 경향을 나타낸 이유는 아군의 최대속도가 빠를수록 적군과 교전하는 횟수가 많아지기 때문인 것으로 판명되었습니다. 따라서 추후 항만 방어를 위한 시뮬레이션에서는 최대속도를 주어진 범위로 고정을 하고 가속도와 선회반경을 결정하는 방법을 적용하는 것이 바람직합니다.