전술 기뢰원 시뮬레이션 기반 해군 작전 위험도 분석

임, 원균¹^{, *} ; 이, 윤섭²

1해군 소령/고려대학교 국방기술경영학 박사과정
2해군 소령/서울대학교 데이터사이언스학 석사

Risk Analysis of Naval Operations Based on a Tactical Naval Minefield Simulation

Wonkyun Yim¹^{, *} ; YoonSeop Lee²

1LCDR, ROK Navy/Ph.D. student in Management of Defense Technology, Korea University
2LCDR, ROK Navy/M.S. in Data Science, Seoul National University

Correspondence to: ^*Wonkyun Yim Korea University Graduate School of MOT, 145, Anam-ro, Seongbuk-gu, Seoul, 02841, Republic of Korea E-mail: yimwk88@korea.ac.kr

초록

본 연구는 기뢰 위협 하에서 해군 함정의 작전 위험도를 정량적으로 분석하기 위해 전술 기뢰원 시뮬레이션 모델을 설계·구현하고, 시나리오 기반 분석 결과를 제시한다. 기뢰전은 비대칭 전력으로서 높은 위협성을 지니지만, 실제 해역에서의 실험적 검증이 어렵고 기뢰 배치의 불확실성으로 인해 정량적 위험 평가에 한계가 존재한다. 이에 본 연구는 Python 기반 전술 기뢰원 시뮬레이터를 구축하고, 기뢰 유형, 배치 밀도, 함정 기동 경로를 변수로 설정하여 몬테카를로 시뮬레이션을 수행하였다. 분석 결과, 동일한 기뢰 밀도 조건에서도 경로 선택에 따라 피격 확률과 생존율이 비선형적으로 변화함을 확인하였다. 특히 위험도 히트맵을 반영한 경로 선택은 이동 거리 증가에도 불구하고 예상 피해를 유의미하게 감소시켰다. 본 연구는 기뢰전 상황에서 전술적 의사결정을 지원하기 위한 정량적 분석 틀을 제시한다는 점에서 의의를 가진다.

Abstract

This study developed a tactical minefield simulation model to quantitatively assess operational risk to naval vessels in mine-threatened waters. Although naval mines pose a significant asymmetric threat, experimental validation is impractical, and uncertainty in mine deployment limits quantitative evaluation. A Python-based tactical minefield simulator was developed, and Monte Carlo simulations were conducted by varying mine types, deployment densities, and vessel routes. The results showed that, even under identical mine density conditions, survivability and engagement probability vary nonlinearly with route selection. Risk-based routing using heatmaps significantly reduced expected damage despite moderate increases in transit distance. This paper provides a quantitative, scenario-based framework to support tactical decision-making in naval mine warfare.

Keywords:

Mine, Tactical Minefield, Naval Operations, Risk Quantification, Simulation, Monte Carlo Method, Route Analysis

키워드:

기뢰, 전술 기뢰원, 해군 작전, 위험 평가, 시뮬레이션, 몬테카를로 기법, 항로 분석

References

Milan N. Vego, Operational Warfare, Naval Institute Press, 2009.
Chris Martin & Ben Tamsett (Eds.), Maritime Warfare: Naval Operations and Technology, Routledge, 2013.
Huiseong Park, ‘Mine Warfare of the North Korean People's Navy and UN Navy During the Early State of the Korean War,’ The Yeoksa and Silhak, NO. 72, 2020, pp. 393–432. [https://doi.org/10.31335/HPTS.2020.08.72.393]
Trevor Hastie, Robert Tibshirani, & Jerome H. Friedman, The Elements of Statistical Learning: Data Mining, Inference, and Prediction (2nd ed.), Springer, 2009. [https://doi.org/10.1007/978-0-387-84858-7]
Jerry Banks, John S. Carson II, Barry L. Nelson, & David M. Nicol, Discrete-Event System Simulation (5th ed.), Pearson, 2010.