Earticle

초록

영어

Coastal surveillance radar operator training is constrained by limited access to operational equipment, high costs, and difficulties in reproducing severe weather conditions and unexpected events, which restrict opportunities for repeated training. To address these limitations, this study designed and implemented a PC-based operational software architecture for a training simulator intended for land-based maritime surveillance missions. The proposed architecture consists of a control layer, a signal synthesis and fusion layer, and a display and interaction layer. The system generates virtual targets and Automatic Identification System(AIS) data and produces Plan Position Indicator(PPI) display data using the distance attenuation characteristics of the radar equation and a simplified sea-clutter model based on a normal distribution. In addition, an After-Action Review (AAR) function was implemented to calculate target detection delay, track retention rate, and the number of false alarms based on user operation logs. Performance testing showed that, under a condition involving 500 targets, the network transmission latency was 9.5 ms and the display rendering performance was 58 frames per second(FPS). A preliminary user study involving ten participants showed a tendency toward reduced target detection time and fewer false alarms, as well as an increased target reacquisition success rate, after repeated training. However, further validation involving professional radar operators and calibration of the clutter model using actual radar-received data are required. The results of this study can serve as a foundation for improving the operational effectiveness of future maritime surveillance and control training simulators.

한국어

해안감시레이다 운용 교육은 실제 장비의 가용성, 높은 비용 및 악천후·돌발상황 재현의 제약으로 인해 반복훈련에 한계가 있다. 본 연구에서는 육상 기반 해양감시 임무를 대상으로 통제계층, 신호 합성·융합계층 및 전시·조작계층으로 구성된 PC 기반 교육훈련용 시뮬레이터 운용 소프트웨어 아키텍처를 설계하고 구현하였다. 제안 시스템은 가상 표적과 선박자동식별장치(AIS) 데이터를 생성하고, 레이더 방정식의 거리 감쇠 특성과 정규분포 기반의 단순화된 해면 클러터 모델을 이용하여 PPI 전시자료를 생성한다. 또한 사용자 조작 로그를 기반으로 탐지 지연시간, 추적 유지율 및 오탐지 횟수를 산출하는 사후강평(AAR) 기능을 구현하였다. 성능시험 결과, 500개 표적 조건에서 네트워크 송신 지연은 9.5 ms, 전시부 렌더링 성능은 58 FPS로 측정되었다. 10명을 대상으로 실시한 예비 사용자 실험에서는 반복훈련 후 표적 탐지시간과 오탐지 횟수가 감소하고 재탐지 성공률이 증가하는 경향을 확인하였다. 다만 전문 운용자를 대상으로 한 확대 검증과 실제 레이더 수신자료를 활용한 클러터 모델의 보정이 추가로 필요하다. 본 연구의 결과는 향후 해양감시 및 관제 훈련 시뮬레이터의 운용성 향상을 위한 기초자료로 활용될 수 있다.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련 연구 및 요구사항 분석
2.1 해상 및 해안감시 시뮬레이터 동향
2.2 시뮬레이터 운용 SW 요구사항 분석
3. 시뮬레이터 운용 SW 아키텍처 설계
3.1 시스템 통합 아키텍처
3.2 시나리오 생성기 및 제어반 설계
4. 핵심 알고리즘 구현 및 시스템 동작 방식
4.1 통제 시스템 제어반 및 시나리오 생성기 구현
4.2 레이더 신호 합성 및 정규분포 기반 해면 클러터 모델링
4.3 사후강평(AAR) 및 훈련 평가 모듈 구현 방식
5. 시스템 통합 검증 및 결과 분석
5.1 시스템 소프트웨어 성능 평가
5.2 예비 사용자 실험 및 결과 분석
6. 결론
참고문헌

키워드

저자

• 허진우 [ Jinwoo Heo | 국립한밭대학교 정보통신공학과 ]
• 최동걸 [ Dong-Geol Choi | 국립한밭대학교 정보통신공학과 ] 교신저자

참고문헌

발행기관

간행물

표지보기 관심저널 등록

• 간행물명

  한국차세대컴퓨팅학회 논문지 [THE JOURNAL OF KOREAN INSTITUTE OF NEXT GENERATION COMPUTING]

• 간기

  격월간

• pISSN

  1975-681X

• 수록기간

  2005~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 566 DDC 004