본 논문에서는 과거 절차 지향적으로 개발 된 함정 전투체계을 표준화 된 새로운 전투체계 소프트웨어로 변화 시키는 방안을 제안한다. 최근 전투체계 소프트웨어는 새로운 장비의 추가와 기능 변경으로 수정이 빈번이 일어나고 있다. 이러한 확장성관련문제를 해결하기 위해 본 논문에서는 객체 지향 프로그래밍 및 디자인 패턴을 사용하여 전투체계 소프트웨어를 확장성과 유지보유성이 우수한 소프트웨어로 변경하는 방법을 연구하고 실제로 전투체계 소프트웨어 중 교전 모듈에 적용하는 과정을 보여준다. 그리고 함정전투체계에 이러한 표준화를 적용할 경우 어떠한 효용성이 있는지에 대하여 알아본다.
본 논문에서는 보안성과 안정성을 유지하면서 함정 전투관리체계의 생존성을 향상시키는 체계접근통제 소프트웨어를 제안한다. 함정 전투관리체계를 구성하는 체계접근통제 소프트웨어의 운용 환경 구성 및 사용자 인증 프로세스 개선, 함정 전투관리체계 운용 환경 분류 정의, 부하율을 고려한 소프트웨어 병렬 실행 프로세스를 적용하여 체계접근통제 소프트웨어를 개선하였다. 이를 통해, 환경 구성에 필요한 대기시간을 단축하여 운용자에게 신속한 운용을 제공하고, 긴급한 상황 속에서도 환경 구성이 완료되지 않으면 함정 전투관리체계를 운용할 수 없는 점을 개선하고자 한다. 그리고 성능을 시험하기 위해 기존 함정전투관리체계를 모의하여 시험환경을 구성하였으며, 운용 분류 별 실행시간을 측정하여 비교하였다. 기존 함정 전투관리체계 대비 기본 전투관리체계 실행시간은 약 69.3% 감소하였으며, 교전 전투관리체계 실행시간은 약 54.9% 감소하였으며, 통합 전투관리체계 실행시간은 약 8.4% 감소하였음을 확인하였다.
본 논문은 함정 전투체계의 아키텍처를 설계하고 세부 기능을 분석 및 구현하기 위한 방안 연구를 위해 작성되었다. 함정 전투체계와 같이 복잡도 높은 대규모 시스템에서 문서 산출물에 근거한 개발은 산출물 간 유기적인 연결이 어렵고 요구조건의 변화에 따른 영향 요소 식별 및 반영이 어렵다는 단점을 갖는다. 이에 대한 대안으로 제시된 모델 기반 개발 방법론을 함정 전투체계에 적용하기 위해 미 국방 분야 표준 아키텍처인 DoDAF와 이를 지원하는 UPDM, 시스템 엔지니어링과 소프트웨어 엔지니어링 분야의 모델링을 지원하는 SYSML/UML을 살펴보고 함정 전투체계에 적합한 모델 구성 및 각 개발 단계 별 모델링을 수행하는 절차에 대한 가이드라인을 제시한다.
Cheol-Hoon Kim;Dong-Han Jung;Young-San Kim;Hyo-Jo Lee
한국컴퓨터정보학회논문지
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제29권2호
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pp.119-126
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2024
정보저장 소프트웨어는 함정전투체계의 연동 분석을 위해 전투 관리체계의 전술 도메인 메시지를 분석 컴퓨터로 전달하는 기능을 수행하며, 전투 관리체계와 분석 컴퓨터 간의 중간 매개체 역할을 한다. 정보저장 소프트웨어는 전투 관리체계에서 사용하는 대부분의 메시지를 처리하기 때문에 소스 코드의 양이 상대적으로 많고, 연동 장비 및 메시지의 변경 사항에 의해 수정 사항이 빈번하게 발생한다. 이에 따라 개발 과정에서 추가적인 공수가 소요되게 되고, 결국 개발 비용의 증가로 이어지게 된다. 본 논문에서는 재사용성을 향상하기 위하여 정보저장 소프트웨어 구조에 대한 표준화에 관한 연구를 수행하였다. 휘처 모델을 통해 정보저장 소프트웨어의 구성 요소를 기능별로 나누어 수정 요소를 분리하고, 디자인 패턴을 적용하여 정보저장 소프트웨어의 구조를 개선하였다. 그로 인해 연동 장비와 메시지의 변화에도 정보저장 소프트웨어의 수정 사항을 최소화할 수 있게 되어 개발 비용의 절감 효과가 기대된다.
본 논문은 함정 전투체계에서 신뢰성 시험 효율화를 위한 표준 아키텍처 및 무장-센서 시뮬레이터의 설계 방법을 제안한다. 제안된 표준화 아키텍처는 함정 전투체계 소프트웨어의 수정 공수 및 신뢰성 시험 수행 시간 단축을 위한 방법으로 함정 전투체계 소프트웨어에서 타 모듈의 의존도가 높은 응용을 선별하여 FORM 기법을 적용하였다. 이를 기반으로 공통요소와 가변요소를 추출, 추상화하였으며, 디자인 패턴 및 S.O.L.I.D 원칙을 고려한 아키텍처 디자인을 설계하였다. 제안된 무장-센서 시뮬레이터는 타 모듈의 의존성이 높은 요소를 식별하여 필수 기능을 구현하였고 통신 미들웨어에 기반 하여 장비의 정보를 가공 없이 직접 수신 받을 수 있도록 처리하였다. 그 결과 실제 함정 탑재장비를 대체하는 효과를 가진다. 또한 신뢰성 시험 수행 효율을 높이고 수정 사항 발생 시 수정시간을 단축할 수 있다.
1993년 이후 국산화에 성공한 해군 전투체계는 다양한 국내외 함정에 탑재되어 다방면에서 꾸준한 발전을 이루어왔다. 반면 함정 통합기관제어체계(Engineering Control System, ECS) 소프트웨어는 아직도 해외 업체에 의존적임으로 해군 방위산업에서도 ECS의 국산화에 많은 관심과 연구들이 진행되고 있다. 다양한 연구 중 하나로 해군 함정에 공통적으로 적용 가능한 국산 ECS 소프트웨어 선행연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 함정 전투체계(Combat Management System, CMS)의 국산화를 하면서 개선하고 발전하였던 객체지향 프로그래밍과 표준화를 ECS의 함상훈련계통(On-Board Training System, OBTS) 소프트웨어에 적용하여 ECS OBTS 소프트웨어의 표준 아키텍쳐로 Ecs Obts Scalable Platform Architecture(EOSPA)를 제시하고 각 컴포넌트의 구조와 기능 및 특징을 소개한다. 더 나아가 다양한 함정에서 EOSPA를 적용한 ECS OBTS 소프트웨어 개발에 있어 높은 재사용성, 유지보수성을 기대한다.
함정 전투체계에는 레이더 장비, 수중센서 장비, 함포 및 미사일 제어용 무장통제 장비들과 같이 체계를 운용하기 위해 필요한 여러 장비들과 이를 통제하기 위한 다기능콘솔이 구성되어 있다. 다기능 콘솔에는 장비들의 상태정보 전시 및 장비들을 통제하기 위한 HCI 기반의 소프트웨어가 탑재되어 있고, 운용자는 탑재된 소프트웨어를 활용하여 함정 전투체계를 운용한다. 하지만 함정 전투체계를 장시간 운용함에 있어 다기능콘솔 전시기의 구조로 인한 신체적 불편함, 다양하고 복잡한 HCI 구성으로 인한 운용자의 피로도 증가 등 문제점들이 발생하고 있다. 이러한 문제점들은 함정 전투체계 운용성을 저하시키는 중요한 요인이 된다. 이를 해결하기 위해, 본 논문에서는 함정 전투체계 개발자들을 대상으로 한 설문조사를 바탕으로 신체적 불편함을 줄일 수 있는 다기능콘솔 전시기 구조 설계와 운용자의 피로도를 줄일 수 있는 직관적인 HCI 설계 방안을 제안한다. 이로 인해, 향후 함정 전투체계 운용자들에게 편의성을 제공하여 기존 함정 전투체계보다 운용성을 향상 시킬 수 있는 장점을 가진다.
체계지원 소프트웨어는 함정 전투관리체계를 구성하는 소프트웨어 중의 하나로 모든 함정의 전투관리체계에 탑재되지만 기능 변경이 거의 일어나지 않는 특성을 가진다. 하지만, 이러한 특성에도 실제로는 신규함정 적용 시 장비 변경 등으로 인한 소프트웨어 수정이 불가피하게 이루어진다. 이러한 소프트웨어의 수정은 소프트웨어 신뢰성 시험 등의 작업을 초래하며, 개발 비용 증가의 핵심요인으로 작용한다. 본 논문에서는 기존 체계지원 소프트웨어의 구조를 분석하여 이를 보완할 수 있는 체계지원 표준화 아키텍처를 설계하였다. 휘처 모델(Feature Model)을 통해 체계지원 소프트웨어의 공통요소와 가변요소를 도출하고, 화이트 박스 재사용(White-Box Reuse)을 적용하여 소프트웨어 설계를 개선하였다. 또한, 기존 체계지원 소프트웨어와 개발 요소 및 신뢰성 시험 수행 시간을 비교하여 새로운 아키텍처의 효과성을 검증한 결과를 제시하였다.
본 논문에서는 함정 전투관리체계 소프트웨어 중 하나인 TV비디오 소프트웨어의 구조를 분석하고, 함정 하드웨어 단종대체로 인한 소프트웨어 수정을 최소화하는 표준 아키텍처를 제안한다. 하드웨어 변경에 따른 TV비디오 소프트웨어의 가변요소와 공통요소를 휘처 기반 재사용 방법(FORM:Feature-Oriented Reuse Method)을 통해 함정 전투관리체계와 통신하고 TV화면을 전시하는 공통 부분과 운용자와 TV카메라 사이의 통신을 하는 가변부분을 분리하여 함정 하드웨어 단종대체 시 수정되는 클래스가 최소화 되도록 클래스 구조를 새롭게 설계하였다. 또한, Strategy 디자인 패턴을 적용하여 하드웨어 단종대체 시 하드웨어 종속 API를 직접 사용하는 클래스를 효율적으로 추가 및 수정하고, 단종품과 대체품 모두 사용가능한 소프트웨어가 되도록 설계하였다. 마지막으로 기존 TV비디오 소프트웨어와 제안하는 TV비디오 소프트웨어의 신뢰성시험 수행 시간 및 기능시험 수행 시간을 측정하여 비교하였고, 최종적으로 하드웨어 단종대체 비용이 감소된 것을 확인하였다.
본 논문에서는 함정 전투체계 소프트웨어 설치 시 발생 가능한 데이터 이상을 확인하는 설치 방안을 제안한다. 최근 저궤도 위성 통신과 같은 무선 통신을 이용한 정보교환 방법이 대중화되며, 함정 전투체계에서도 무선망을 이용한 여러 활용 방안이 논의되고 있다. 활용 방안 중 하나로서 무선망 통신을 이용한 설치를 함정 전투체계에 적용함으로써 실시간으로 전투체계 성능을 향상시킬 수 있는 방법이 가능해질 것으로 기대한다. 하지만 무선망의 경우 유선망보다 상대적으로 보안상 취약하므로 더 많은 보안 대책이 강구된다. 본 논문에서는 암호화 방식을 통해 다수의 노드에 파일을 전송하고 파일 설치 이후 유효성 검사를 수행함으로써, 전송 도중 위/변조 여부를 판단하여 정상적으로 설치됨을 확인한다. 제안한 방법의 함정 전투체계 적용 가능성을 보이기 위하여 전송 성능 및 보안성, 안정성 등을 평가하였으며, 이를 바탕으로 함정 전투체계에 적용하기 충분한 수준의 결과물을 도출하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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