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    ๋ฌด์ธ๊ธฐ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ ์šด์šฉ์„ ์œ„ํ•œ CBBA ๊ธฐ๋ฐ˜ ๋ถ„์‚ฐํ˜• ์ž„๋ฌดํ• ๋‹น

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    ํ•™์œ„๋…ผ๋ฌธ (์„์‚ฌ) -- ์„œ์šธ๋Œ€ํ•™๊ต ๋Œ€ํ•™์› : ๊ณต๊ณผ๋Œ€ํ•™ ํ•ญ๊ณต์šฐ์ฃผ๊ณตํ•™๊ณผ, 2021. 2. ๊น€์œ ๋‹จ.In this thesis, a distributed task assignment algorithm is proposed for the air strike package mission of heterogeneous unmanned areal vehicles(UAVs) based on the consensus-based bundle algorithm(CBBA). Air Strike Package mission can be modeled as a task assignment problem that multiple UAVs perform various actions by their respective roles. The UAVs participating in the operation consist of strike force for the destruction of enemys ground targets, SEAD(Suppression of Enemy Air Defense) for the neutralization of enemy's air defense system, and counter-air for the protection of UAV from the enemys air-to-air threat. In this study, a distributed task assignment algorithm considering path-planning in presence of SAM(Surface-to-Air Missile) and terrain obstacle is proposed, which is applied to complex air strike package mission based on the characteristics of the ground target and various operational functions of the UAVs. Numerical simulations are performed to demonstrate the effectiveness and applicability of the proposed method.๊ตญ๋‚ดใ†์™ธ์—์„œ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ž„๋ฌดํ• ๋‹น ์—ฐ๊ตฌ๊ฐ€ ์ง„ํ–‰ ์ค‘์ด๋‚˜ ์‹ค์ œ ๊ณต์ค‘์ž‘์ „์— ํ•ต์‹ฌ์ „๋ ฅ์ธ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ์˜ ์ž‘์ „ํ™˜๊ฒฝ์„ ๊ณ ๋ คํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋Š” ๋งค์šฐ ์ œํ•œ์ ์ด๋‹ค. ๋ฌด์ธ๊ธฐ ๊ธฐ์ˆ ์ด ๊ณ ๋„ํ™”๋˜์–ด ๊ตฐ์‚ฌ์  ์šด์šฉ์ด ํ˜„์‹คํ™”๋œ ์˜ค๋Š˜๋‚ , ์„ธ๊ณ„ ์ตœ๊ณ ์˜ ๊ตฐ์‚ฌ ๊ฐ•๊ตญ์ธ ๋ฏธ๊ตญ์€ 2025 ~ 30๋…„์„ ๋ชฉํ‘œ๋กœ ๋ฌด์ธ๊ธฐ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ์„ ๊ฐœ๋ฐœํ•˜ ๋ ค๋Š” ๋…ธ๋ ฅ์„ ๊ฒฝ์ฃผํ•˜๊ณ  ์žˆ๋‹ค. ๋ณธ ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ๋Š” CBBA(Consensus Based Bundle Algorithm)์„ ๊ธฐ๋ฐ˜ ์œผ๋กœ ๋ฌด์ธ๊ธฐ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ์˜ ์ž„๋ฌด์ˆ˜ํ–‰์„ ์œ„ํ•œ ๋ถ„์‚ฐํ˜• ์ž„๋ฌดํ• ๋‹น ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ๋“ฌ์„ ์ œ์‹œํ•œ๋‹ค. ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ ์ž„๋ฌด๋Š” ์ด์ข…์˜ ๋ฌด์ธ๊ธฐ์— ๊ฐ์ž์˜ ์—ญํ• ์— ๋ถ€ํ•ฉํ•˜๋„ ๋ก ์ž„๋ฌด๋ฅผ ๋ถ€์—ฌํ•˜๋Š” ์ž„๋ฌดํ• ๋‹น ๋ฌธ์ œ๋กœ ์ •์˜ํ•  ์ˆ˜ ์žˆ๋‹ค. ์ž‘์ „์— ์ฐธ๊ฐ€ํ•˜๋Š” ๋ฌด์ธ๊ธฐ๋Š” ์ ์˜ ์ง€์ƒํ‘œ์ ์„ ํƒ€๊ฒฉํ•˜๋Š” Strike์™€ ๋Œ€๊ณต ๋ฐฉ์–ด๋ง์ธ SAM (Surface-to-Air Missile)์„ ํŒŒ๊ดดํ•˜๋Š” SEAD(Suppression of Enemy Air Defense), ๊ทธ๋ฆฌ๊ณ  ์ ๊ธฐ์˜ ๊ณต๋Œ€๊ณต ์œ„ํ˜‘์œผ๋กœ๋ถ€ํ„ฐ ์•„๊ตฐ์„ ๋ณดํ˜ธํ•˜๋Š” Counter-Air ์ „๋ ฅ์œผ๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋œ๋‹ค. ๋ณธ ๋…ผ๋ฌธ์—์„œ๋Š” ์ตœ๋‹จ๊ฒฝ๋กœ์ƒ์„ฑ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ๋“ฌ ๊ณผ CBBA ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ๋“ฌ์„ ์ด์šฉํ•˜์—ฌ SAM ์œ„ํ˜‘๊ณผ ์ง€ํ˜•์žฅ์• ๋ฌผ์ด ์กด์žฌํ•˜๋Š” ์ƒ ํ™ฉ์—์„œ ๊ณต๊ฒฉํ•ด์•ผ ํ•  ์ง€์ƒํ‘œ์ ์˜ ํŠน์„ฑ๊ณผ ์•„๊ตฐ ๋ฌด์ธ๊ธฐ์˜ ๋‹ค์–‘ํ•œ ์ž‘์ „์„ฑ๋Šฅ ์„ ๊ณ ๋ คํ•œ ํ‘œ์ ๊ตฐ ๊ธฐ๋ฐ˜์˜ ๋ถ„์‚ฐํ˜• ์ž„๋ฌดํ• ๋‹น ๊ธฐ๋ฒ•์„ ์ œ์•ˆํ•œ๋‹ค. ๋˜ํ•œ, ๋‹ค์–‘ ํ•œ ์œ„ํ˜‘์ด ๋™์‹œ์— ์ ์šฉ๋œ ๋ณตํ•ฉ ์ƒํ™ฉ์—์„œ์˜ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ ์ž„๋ฌด์— ์ œ์•ˆํ•œ ์•Œ ๊ณ ๋ฆฌ๋“ฌ์„ ์ ์šฉํ•˜๊ณ , ์ˆ˜์น˜ ์‹œ๋ฎฌ๋ ˆ์ด์…˜์„ ํ†ตํ•˜์—ฌ ์ ์šฉ๋œ ๊ธฐ๋ฒ•์˜ ์„ฑ๋Šฅ๊ณผ ์šด ์šฉ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์— ๋Œ€ํ•ด ๊ฒ€ํ† ํ•œ๋‹ค. ๋ณธ ์—ฐ๊ตฌ์—์„œ๋Š” ๋ฌด์ธ๊ธฐ๋กœ ๊ตฌ์„ฑ๋œ ๊ณต๊ฒฉํŽธ๋Œ€๊ตฐ์„ ๊ฐ€์ •ํ•˜์—ฌ ๋‹ค์–‘ํ•œ ๋ณตํ•ฉ ํ™˜๊ฒฝ์—์„œ์˜ ์ž„๋ฌด์ˆ˜ํ–‰ ๊ฐ€๋Šฅ์„ฑ์„ ์•Œ๊ณ ๋ฆฌ๋“ฌ์„ ํ†ตํ•ด ๊ฒ€์ฆํ•˜๋Š”๋ฐ ์ค‘์ ์„ ๋‘์—ˆ ๋‹ค. ํ–ฅํ›„ ๋ฌด์ธ๊ธฐ๋ฅผ ํ™œ์šฉํ•œ ๊ตฐ์‚ฌ์ž‘์ „๊ณผ ์‹ค์ œ์ ์ธ ์ „์žฅํ™˜๊ฒฝ์„ ๊ณ ๋ คํ•œ ์—ฐ๊ตฌ ๊ฐ€ ๋”์šฑ ํ™•๋Œ€๋  ๊ฒƒ์ด๋‹ค. ์ด๋Ÿฌํ•œ ์—ฐ๊ตฌ๋“ค์„ ํ†ตํ•ด, ์˜ค๋Š˜๋‚  ๊ตญ์™ธ ๊ธฐ์ˆ ์— ๊ธฐ๋ฐ˜ํ•œ ์ „ํˆฌ๊ธฐ ยท ์ •๋ฐ€๋ฌด์žฅ ์ค‘์‹ฌ์˜ ๊ณต์ค‘์ž‘์ „์ด ๋Œ€ํ•œ๋ฏผ๊ตญ์˜ ๊ณผํ•™๊ธฐ์ˆ ๊ณผ ๋ฌด์ธ๊ธฐ์— ๊ธฐ๋ฐ˜ํ•œ ์ƒˆ๋กœ์šด ๋ฌด๊ธฐ์ฒด๊ณ„ ์ค‘์‹ฌ์œผ๋กœ ์ „ํ™˜ํ•˜๋Š” ๊ณ„๊ธฐ๊ฐ€ ๋  ๊ฒƒ์œผ๋กœ ๊ธฐ๋Œ€๋œ๋‹ค.Table of Contents Abstract ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท i Table of Contents ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท iii List of Tables ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท v List of Figures ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท vi List of Abbreviations ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท vii CHAPTER 1. INTRODUCTION 1 1.1 Background ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 1 1.2 Related Research ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 4 1.3 Contributions ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 6 1.4 Thesis Organization ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 7 CHAPTER 2. Problem Statement 8 2.1 Employment of the Air Strike Package ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 8 2.1.1 ATO cycle ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 9 2.1.2 Limitations of the preplanned air strike package ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 10 2.1.3 Real-time applicable UAV air strike package ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 11 2.2 Mission Environment of the Air Strike Package ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 13 2.3 Task Assignment Problem ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 15 2.4 CBBA Method ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 17 2.5 Distributed Task Assignment Algorithm Considering Selective Strike ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 20 CHAPTER 3. Three Staged UAV Air Strike Package Task Assignment Model 3.1 Model of Target Group-Based Air Strike Package in Offline Environments (Stage 1) ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 24 3.1.1 Assumptions ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 24 3.1.2 Target group-based CBBA algorithm ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 26 3.2 Model of Air Strike Package with Additional SEAD and Counter-Air in an Online Environment (Stage 2) ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 27 3.2.1 Assumptions ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 27 3.2.2 Online algorithm for a complete-form of air strike package combination ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 28 3.3 Model of Comprehensive Air Strike Package mission in Complex Threat Situations (Stage 3) ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 31 CHAPTER 4. Numerical Simulation 32 4.1 Battlefield Environment ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 32 4.2 Simulation results ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 35 4.2.1 Stage 1 simulation result ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 35 4.2.2 Stage 2 simulation result ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 38 4.2.3 Stage 3 simulation result ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 41 CHAPTER 5. Conclusions 45 5.1 Concluding Remarks ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 45 5.2 Future Work ยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยทยท 46 Reference 48 ๊ตญ๋ฌธ์ดˆ๋ก 52 ๊ฐ์‚ฌ์˜ ๊ธ€ 54Maste

    Swarm UAVs Task and Resource Dynamic Assignment Algorithm Based on Task Sequence Mechanism

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