The robust scientific method for generating reliable combat attrition estimations is of vital importance since it not only enables an effective preparation for combat attrition that can affect the successful outcome of war but also helps reduce the requirement of peacetime national defense expenditures (e.g., mobilization training of the army reserve, procurement and maintenance of equipment and ammunition, etc.). Realistic estimation of close-combat attrition, which constitutes a major portion of the wartime attrition, is especially important in generating a reliable estimate of the overall wartime combat attrition.
The close-combat battlefield has evolved from linear front-line engagement of the fire-power warfare to nonlinear engagements of the modern warfare due to the development of high-tech weapon systems and the growth of the combat command/ control/ communication systems. The equation-based modeling methodology currently employed by the Korean army for estimating close-combat attrition is severely limited in its capabilities for simulating and analyzing in the real-time nonlinear close-combat battlefield that involves interactions among various units’ activities and command decisions.
The primary goal of this dissertation research is to establish a reliable and robust agent-based methodology for close-combat attrition estimation that addresses the shortcomings of existing attrition estimation models. This research also aims to contribute in minimizing our forces’ combat attrition under real close-combat battlefield situation by analyzing relevant aspects of battlefield doctrines in relation to the estimated result of combat attrition. Furthermore, the dissertation will present an application of its agent-based modeling methodology to the National Defense Modeling & Simulation (NDMS) framework, thus providing an autonomous behavior simulation methodology as the core NDMS technology for the Korean Army.
The simulation experiments in the dissertation research was conducted on a side view of duration time of an engagement, combat attrition change ratio of the initial/end engagement, and average combat attrition increase/decrease rate. The results of simulation experiments show the attrition estimates of the proposed agent-based model to be more realistic and reliable than the existing models such as equation-based Lanchester type model and agent-based German DNS model.
The proposed agent-based model enabled the design of complex simulation experiments involving such core factors as adjustment of friend & foe unit disposition, upper and lower echelon communication on-off adjustment, and terrain classification, thus facilitating the fact analysis of battlefield doctrine to reveal some meaningful insights on combat attrition. One such finding based on the analysis of friend & foe combat power difference is that some non-combat equipments (e.g., communication radio) has much more impact on close-combat attrition than some combat equipments (e.g., tank) in the network-centric environment of modern warfare.
전시 전투손실 (인원/장비/탄약 손실 등)에 대비하는 것은 전쟁 승리를 거두고, 평시 국방비 소요절감 (예비군 동원훈련, 장비 확보 및 탄약 비축 소요 등)에 직접적으로 영향을 미치므로 과학적으로 신뢰성 있는 전투손실을 예측하는 것은 매우 중요하다. 전시 전투손실 중 가장 치열하고 전투손실 피해가 많은 근접전투 간 실전적이고 신뢰성 있는 전투손실을 예측하는 것은 특히 필요하다. 근접전투 전장상황의 변화는 무기체계의 발달과 전투지휘체계 (지휘/ 통제/통신체계 등)의 발전으로 선형 전선의 화력 전 양상에서 비 선형화된 전장상황으로 변화되고 있다. 근접전투 손실예측을 위한 현존 한국군의 방정식 기반 모델링 방법론은 비선형화된 다 정면 전투공간에서 실시간 부대간의 전투행위 상호작용과 상이한 지휘결심에 의한 근접전투 모의 및 손실결과 분석이 제한된다. 본 논문의 연구목표 및 연구절차는 먼저 현존 방정식/에이전트 기반 모델의 제한사항을 해결할 수 있는 에이전트 기반 모델을 활용하여 신뢰성 있는 근접전투 손실을 예측하고, 다음으로 예측된 손실 결과 값과 관련하여 전장교리 상 의미 있는 사실 분석으로 실제 근접전투 전장상황 하에서 아군의 전투손실 최소화에 기여를 하며, 마지막으로 확장 연구로서 본 연구에 적용된 에이전트 기반 모델링 방법론의 국방 M&S 분야에 적용개념 제시로 한국군 국방 M&S 분야의 핵심기술로서 가상 군 자율행위 모의 방법론을 제공 하는데 있다. 현존 방정식 기반 모델 (Lanchester형 모델) 및 에이전트 기반 모델 (독일의 DNS 모델) 대비 본 연구 적용 에이전트 기반 모델에 의한 근접전투 손실예측 모의실험결과 교전 지속시간 측면과 교전 초기/말기 전투손실 변화 비율 측면 및 평균 전투손실 증감비율 측면에서 보다 실제적이고 신뢰성이 있는 것으로 나타났다. 본 연구 적용 에이전트 기반 모델을 사용하여 근접전투 손실에 영향을 주는 핵심요소 (피아 부대배치 조정, 상하 제대 통신소통여부 및 지형구분)에 의한 복합 모의실험을 하여 전장교리상 의미 있는 사실 분석을 하였다. 피아 전투력 차이에 의한 사실 분석결과 현대의 망 중심체계 전쟁에서 비 전투장비인 통신 장비가 전투장비인 전차보다도 근접전투 손실에 더 많이 영향을 미칠 수 있다는 등의 전장교리상 새로운 사실을 도출할 수 있었다.
