근사적 동적계획을 활용한 요격통제 및 동시교전 효과분석
Approximate Dynamic Programming Based Interceptor Fire Control and Effectiveness Analysis for M-To-M Engagement
이창석(한남대학교); 김주현(한화시스템); 최봉완(한남대학교); 김경택(한남대학교)
50권 4호, 287~295쪽
초록
저고도 궤적의 장사정포 위협이 대두됨에 따라 이를 방어할 요격 시스템의 개발이 시작될 예정이다. 이러한 장사정포의 공격을 방어하는 문제는 전형적인 동적 무기 표적 할당 문제다. 동적 무기 표적 할당 문제에서는 한 시점에서의 의사결정 결과가 이후 시점의 의사결정 과정에 영향을 주며, 이는 마코브 의사결정 모형의 특징이기도 하다. 장사정포의 공격을 방어하기 위한 의사결정 과정에 허용되는 시간은 공격자와 방어자의 거리를 고려할 때 저고도 궤적의 동시 다발성 발사체에 대한 대응은 수 초 이내에 결정되어야 하나, 짧은 시간 내에 마코브 의사결정 과정으로 최적해를 구하는 것은 불가능하다. 본 논문에서는 장사정포 공격을 방어하는 동적 무기 표적 할당 문제를 마코브 의사결정 문제로 나타내고, 3가지 시나리오를 작성한 후 근사적 동적계획 방법을 적용하여 요격이 가능 시간 안에 해의 도출이 가능한지를 시뮬레이션을 통하여 확인하였다. 도출된 해의 품질을 검증하기 위하여 각 시나리오에 대하여 근사적 동적계획을 적용한 결과와 Shoot-Shoot-Look 방법을 적용한 결과를 비교하였다. 시뮬레이션 결과, 장사정포의 방어 시나리오에 대하여 근사적 동적계획의 결과가 Shoot-Shoot-Look 방법을 이용한 결과보다 우수함을 보였다.
Abstract
As low altitude long-range artillery threat has been strengthened, the development of anti-artillery interception system to protect assets against its attacks will be kicked off. We view the defense of long-range artillery attacks as a typical dynamic weapon target assignment (DWTA) problem. DWTA is a sequential decision process in which decision making under future uncertain attacks affects the subsequent decision processes and its results. These are typical characteristics of Markov decision process (MDP) model. We formulate the problem as a MDP model to examine the assignment policy for the defender. The proximity of the capital of South Korea to North Korea border limits the computation time for its solution to a few second. Within the allowed time interval, it is impossible to compute the exact optimal solution. We apply approximate dynamic programming (ADP) approach to check if ADP approach solve the MDP model within processing time limit. We employ Shoot-Shoot-Look policy as a baseline strategy and compare it with ADP approach for three scenarios. Simulation results show that ADP approach provide better solution than the baseline strategy.
- 발행기관:
- 한국항공우주학회
- 분류:
- 항공우주공학