복합시스템 운용 지원을 위한 빅데이터 분석 방법론 연구

Abstract

함정은 다양한 체계들로 구성된 복합 시스템 중 하나이며, 작전을 실시하는 동안 각각의 체계에서 데이터를 획득한다. 현대전에서 함정의 지휘관인 함장은 함을 구성하는 개별 시스템에서 발생한 데이터를 바탕으로 의사결정을 내린다. 세계적으로 교전의 수준이 높아지고, 대함․대공․대잠․전자전 및 정보전이 포함된 형태의 입체전을 수행하므로 함장은 각 체계에서 발생한 데이터를 통해 고도화된 전술 결정이 필요하다. 이와 더불어, 최근 해군 내에서도 빅데이터 분석에 대한 관심이 높아지고, 기존의 개별 시스템을 독립적으로 관리하던 체계에서 함을 통합하여 관리하는 것으로 함 통제 개념이 변화하고 있어, 체계 통합관리에 대한 필요성이 높아지고 있다. 본 연구에서는 함을 구성하는 이기종 체계를 통합한 형태의 모니터링 플랫폼을 제안한다. 제안 플랫폼은 실제 함에서 수집한 데이터를 바탕으로 개발된다. 제안 플랫폼은 군함에서 수집한 빅데이터를 실시간으로 시각화하고 데이터 분석을 모니터링할 수 있는 지휘관 의사결정 지원 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템에서 제공하는 기능은 크게 5가지 항목이다; 1) 함정 운항정보 전시, 2) 탐지체계 성능 분석 및 가시화, 3) 함정 경비 취약 구간 및 추천 경로 가시화, 4) 추진체계 성능평가 분석 결과 전시, 및 5) 장비별 전력 사용 현황 전시 분석 및 가시화 플랫폼과 더불어 데이터를 생성하는 DEVS 형식론 기반의 시뮬레이터를 제안한다. 실 데이터 확보가 가능함에도 불구하고 별도의 데이터 생성 시뮬레이터가 필요한 이유는 크게 두 가지이다. 첫째, 보안상의 이유로 작전상 발생한 데이터의 획득에 제약이 있을 수 있다. 둘째, 추후 경로예측 및 탐지성능 예측 등 알고리즘 개발을 위함이다. 모델 학습을 위해서 충분한 양과 조건의 데이터 확보가 필요한데, 실제 작전을 통해 획득할 수 있는 데이터의 조건이 한정적이기 때문이다. 시뮬레이터는 실 함의 탐지방식과 기동방식을 대상으로 모델링하였다. 발생 데이터의 타당성을 위해 탐색체계와 항해체계의 스펙을 파라미터화하여 입력시나리오로 적용하였다. 플랫폼은 실 함정 체계에 적용하여 데이터 수집, 통신 그리고 적합성에 대한 검증을 실시하였다. 제안 분석 및 가시화 플랫폼은 함으로부터 획득한 실 데이터, 함과 동일하게 모델링한 시뮬레이터를 통해 획득한 데이터를 모두 활용한 형태로 고도화될 예정이다. 추후 플랫폼이 함에 탐재되어 함장의 의사결정을 지원하고, 주요 장비의 운용현황을 효율적으로 파악하는데 활용될 수 있을 것으로 기대한다.| In modern warfare, warship commanders use data generated from component systems to make combat decisions. In this study, we propose a decision support system for commanders that can visualize big data collected from warships in real time and monitor data analysis. The proposed system is largely divided into; 1)Display of vessel operation information, 2)Analysis and visualization of detection system performance, 3)Visualization of vulnerable areas and recommended routes for vessel guards, 4)Display of propulsion system performance evaluation analysis results, and 5)Power consumption by equipment exhibition. Even within the Navy, the concept of ship control is changing to integrate and manage ships with interest in big data analysis. We propose a monitoring platform that integrates the heterogeneous systems constituting the ship. The platform is developed based on data collected from actual ships. As a result, it is expected that it will be used to support the decision-making of the captain and efficiently grasp the operational status of major equipment.