제임스-스타인 추정량을 이용한 부대 사격 명중률의 추정 방법

Estimation Method for Accuracy of Fire Using James-Stein Estimator

군인에게 요구되어지는 가장 기본적인 전투기술은 사격이며, 각급 부대는 부대의 사격수준을 향상시키기 위하여 많은 시간을 사격훈련에 할당하고 있다. 사격술의 중요성과 더불어 지휘관이 부대의 사격 수준을 올바르게 파악하고 앞으로의 수준을 제대로 예측할 수 있다면 부대 운영에 큰 도움이 될 것이다. 이러한 관점에서 본 논문에서는 부대의 사격수준을 올바르게 추정하기 위한 평가방법에 대하여 연구하였다. 현재 각급 부대에서는 사수 개인의 사격 수준을 평가하기 위하여 최대우도 추정량(maximum likelihood estimator)인 표본평균(sample mean)을 사용하고 있으며, 표본평균은 각 개인의 사격 수준을 평가하는 데에는 좋은 측정 도구로 사용될 수 있다. 그러나 사격은 개인이 아닌 부대 전체의 수준에 대한 평가가 필수적이므로 부대 전체의 사격 수준을 추정하기 위한 새로운 평가방법이 필요하다. 본 논문에서는 부대의 사격수준을 평가하는데 있어 표본평균보다 더 효율적인 제임스-스타인 추정량(James-Stein estimator)을 이용한 평가방법을 제안하였으며, 모의실험 및 실제 사격자료의 분석을 통하여 제임스-스타인 추정량의 우수한 성능과 활용 가능성을 확인하였다.

To make firing exercise efficient and improve unit’s shooting capability, the military commander has to know his unit’s level for accuracy of fire exactly. By this time, the sample mean, which is maximum likelihood estimator, has been used to estimate accuracy of fire for each rifle soldier. The sample mean has been widely used in point estimation and one of the most effective methods for the estimation of personal record. When estimating several rifle soldier’s accuracy of fire simultaneously, however, James-Stein estimator is more efficient than maximum likelihood estimator in terms of the mean squared error. Therefore, we suggest using James-Stein estimator in estimating military unit’s level for accuracy of fire as an alternative of the maximum likelihood estimator. In this study, we demonstrated the effectiveness of the proposed method through a simulation study and a real data analysis in terms of mean squared error.