침투 경로를 고려한 일반전초 감시센서 배치 최적화

Abstract

본 논문에서는 미래 일반전초 과학화 경계시스템을 위한 침투 경로를 고려한 감시센서의 배치 최적화 방법을 제안한다. 먼저, 최전방 지역인 강원도 철원지역을 감시 지역으로 설정하고, 해당 지역을 경계 중요도 및 침투 가능성에 따라 분류한다. 침투 가능성에 따른 지역 분류와 A* 알고리즘을 이용해 최적 침투 경로를 생성한다. 감시센서는 카메라, 레이다, 라이다로 구성된 복합센서를 사용하고, 각각의 센서를 같은 위치에 독립적으로 배치한다. 복합센서 모델링은 지형의 높낮이를 고려한 실제 탐지 영역을 기반으로 한다. 이후 경계 중요도에 따른 가중치 탐지 영역 최대화와 침투 탐지율 최대화를 각각 목적함수로 두고 유전 알고리즘을 이용해 센서 배치 최적화를 수행한다. 추가로 각 센서의 비용을 고려하여 다목적 최적화를 수행한다. 센서 배치 최적화 결과를 통해 침투 탐지율 배치 최적화 결과에서 탐지 영역 최대화에 비해 약 16%p의 탐지율 향상을 확인할 수 있고, 비용을 고려한 최적화 결과를 통해 각 센서의 수를 효율적으로 선택할 수 있음을 확인하였다. 추가로 상황의 악화나 정보 유출을 고려해 최적화를 수행한 결과, 복합센서 개수의 추가를 통해 다양한 상황에도 강건한 탐지를 수행하는 경계시스템 구축이 가능한 것을 확인하였다.