• 대한원격탐사학회지
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• 제37권6_2호
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• pp.1859-1867
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• 2021

본 연구는 부산지역의 봄철과 여름철 대기 중 미세먼지(particulate matter, PM) 농도 및 빗물 수질을 정량화하고 다변량 통계분석을 이용하여 계절(봄, 여름) 특성에 따른 대기 중 PM 농도가 빗물 수질에 미치는 영향을 평가하였다. 연구기간(2020년 3월-8월)동안 기상청 AWS (automatic weather system)에서 측정된 대기 중 PM 농도와 총 68번의 강우 특성 자료를 이용하였으며, 총 68번의 강우 이벤트 중 13회 강우를 대상으로 부산 부경대학교 캠퍼스에 집수장치를 설치하여 총 216개의 빗물 샘플을 수집하였다. 빗물의 pH와 전기전도도(electrical conductivity, EC)는 실시간 측정되었으며, 빗물 내 양이온(Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, and NH₄⁺) 및 음이온(Cl^-, NO₃^-, and SO₄^2-) 농도를 분석하였다. 또한, 자체 제작한 미세먼지 센서를 이용하여 강우 전후로 대기 중 PM₁₀ 농도를 측정하였으며, 측정된 데이터를 바탕으로 주성분 분석(principal component analysis, PCA)과 피어슨 상관분석(Person correlation analysis)을 실시하여 대기 중 PM₁₀ 농도와 빗물 수질 간 상관관계를 규명하였다. 연구결과, 부산지역의 일평균 대기 중 PM 농도 및 강우 특성은 계절적 차이가 존재하였으며, 대기 중 PM₁₀ 농도와 빗물 수질간 상관성 또한 상이하게 나타났다. 봄철의 경우, 일평균 대기 중 PM₁₀ (34.11 ㎍/m³) 및 PM_2.5 (19.23 ㎍/m³)의 평균 농도는 상대적으로 높게 나타났고 일평균 누적 강우량 및 강우 강도는 상대적으로 낮게 나타났다. 또한, 대기 중 PM₁₀ 농도는 빗물 수질과 유의미한 상관관계를 보였으며 대기 중 PM₁₀ 농도는 pH (r = -0.84)는 감소시키고 EC (r = 0.95) 및 수용성 음이온(r = 0.99) 농도는 증가시키는 요인으로 작용하였다. 여름철의 경우에는 일 평균 PM₁₀ (27.79 ㎍/m³) 및 PM_2.5 (17.41 ㎍/m³)의 평균 농도가 상대적으로 낮은 농도 분포를 보였으며, 최대 일 평균 강우 강도는 81.6 mm/h로 오랜 시간 많은 양의 비를 기록하였다. 상대적으로 낮은 대기 중 PM 농도와 높은 강우 강도로 인해 대기 중 PM₁₀ 농도가 빗물 수질에 미치는 영향을 확인할 수 없었다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제5권1호
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• pp.33-38
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• 2019

화력발전은 국내 발전량 중 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 중 석탄보일러 발전이 가장 높은 비율을 차지하고 있다. 석탄보일러는 석탄 연소 중 유해 물질 및 미세먼지가 발생하여 대기오염에 심각한 영향을 미친다. 이에 친 환경 석탄보일러로 유동층보일러가 도입 되었으며, 이는 유동매체를 활용하여 기존의 석탄보일러보다 약 1/10정도 적은 오염물질을 배출한다. 수냉벽튜브는 이 유동층보일러에서 중요한 역할을 하는 구조물로, 유동층보일러의 특성상 기존의 보일러보다 외벽손상이 심하다. 하지만 아직까지 이에 대한 정량적인 유지보수 기법이 없다. 원격장 와전류 탐상은 튜브형태의 내, 외벽 검사에 많이 사용되는 비파괴평가 기법으로, 비접촉이며 빠른 검사가 장점이다. 하지만 원격장 와전류 탐상은 본래 배관 내부에서 진행하는 검사이며, 수냉벽튜브는 특성상 내부 진입이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 시뮬레이션을 활용해 유동층보일러 수냉벽튜브에 적합한 외부 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 설계를 진행하고, 시뮬레이션을 수행하였으며, 기존 원격장 와전류 탐상과 유사한 신호를 얻음으로써 추후 실제 제작 될 원격장 와전류 탐상 센서에 대한 기준을 제시하였다.

• 전자공학회논문지SC
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• 제48권3호
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• pp.60-66
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• 2011

지하공간에서의 $PM_{10}$ 농도는 지하철 승객의 건강을 위해서 항상 모니터링되어야 한다. 서울메트로와 서울도시철도공사는 몇몇 공기 오염물질을 주기적으로 측정하고 있다. 본 논문에서는 지하철 역사의 $PM_{10}$ 농도를 연속해서 측정하기 위해, 선형회귀분석법을 이용하여 광산란식 미세먼지측정기의 성능을 향상시키고자 하였다. 이와 더불어, $PM_{10}$, CO/$CO_2$. 습도, 온도 등을 화면에 표시하고 기록하기 위해 USN 모니터링 시스템을 구축하였다. 이들 측정된 센서 데이터를 전송하고 받기 위해 2.4GHz 지그비, 424MHz 무선통신, 그리고 CDMA M2M 기법 등을 적용하여 그 성능을 평가하고 지하철에 가장 적합한 무선통신 방식이 무엇인지 실험을 통해 확인하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.157-163
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• 2020

최근 국내에서 미세먼지로 인해 심혈관계 질환이 유발되는 것으로 알려져 운전자들은 대기오염을 일으키는 자동차의 연료를 효율적으로 사용하여 배출 가스를 감소시키는 방안에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라, 연비운전으로 연료를 절약시키고 운전자의 잘못된 운전습관을 개선하는 운전 보조 시스템을 개발했다. 개발한 시스템은 라즈베리파이, 아두이노와 안드로이드를 사용했다. OBD-II에서 얻어지는 차량의 RPM, 속도, 연료 분사량 정보들과 자이로센서의 값들을 이용하여 사용자로 하여금 Fuel-Cut을 유도하여 최적의 관성주행 환경을 유도한다. 뿐만 아니라 GUI와 음성인식기능을 통해 날씨, 주행환경, 졸음운전 방지 등 여러 가지 인포테이먼트 시스템을 제공한다. 안드로이드 애플리케이션을 이용하여 주행 기록 및 차량 고장 정보를 확인 할 수 있으며 IoT환경에 최적화 된 MQTT 프로토콜을 사용하여 메시지 전송의 오버헤드가 적게 구현했다.

• 스마트미디어저널
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• 제7권4호
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• pp.44-51
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• 2018

본 연구는 이동 및 휴대가 용이함과 더불어 지표로 부터 0~1km 높이의 특정한 위치에서의 환경정보를 수집하기 위하여 드론을 이용하였으며, 드론에 장착할 수 있는 대기환경 정보 수집기를 만들어 대기 중의 환경정보를 모니터링 하는 방안을 제안한다. 기상적인 요소로 온도와 습도를 측정하고, 환경적인 요소로 미세먼지와 $CO_2$를 관측하여 정상적인 값을 받을 수 있도록 하였다. 측정을 통하여 특정 기업, 공단, 지역의 대기가스 배출현황을 모니터링 함으로써 오염요인을 줄이는 정책수립에 도움을 줄 수 있도록 하였다. 그 동안 배기가스 검출은 굴뚝에 설치된 구멍에 검시자가 직접 접근하여 측정하다보니 안전상 많은 위험에 노출되었으나 제안하는 드론을 이용하게 되면 안정성 확보와 더불어 광범위한 정보수집이 가능하여 보다 정확한 정보수집과 다양한 산업적 활용이 가능함을 확인하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제26권2호
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• pp.294-305
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• 2022

최근 드론은 환경보호와 자연재해감시 등 환경문제 해결에 많이 활용되고 있다. 본 연구는 도심의 대기환경을 유지하기 위하여 대기오염을 탐색하는데 드론을 활용하고자 할 때 드론의 탐색고도 문제에 초점을 둔다. 특히, 드론을 활용하여 도시의 대기오염을 탐색할 때 대기오염원 별 그리고 통신모듈 별 적정한 탐색고도를 파악하기 위한 다양한 실험을 진행한다. 실험을 통해 가장 일반적인 대기오염원인 CO(일산화탄소), NO₂(이산화질소), O₃(오존), P10, P2.5(미세먼지)를 위한 최대측정가능고도를 파악하고, 각 대기오염원 별 유효한 탐색고도를 도출한다. 실험 결과 법적 측정가능고도 등 세 가지 유형의 드론 탐색고도가 제시되었다. 통신모듈 측정가능고도는 통신모듈에 따라 60m에서 120m로 나타났으며, 유효 측정가능고도는 10m에서 100m로 분석되었다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.546-549
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• 2022

최근 산업 현장에서 발생하는 사고의 증가를 막기 위해 4차 산업 시대의 다양한 혁신 기술을 건축 행정에 접목하여 산업 현장 안전 관리의 효율성을 높이는 안전 관리 고도화 작업을 추진하고 있다. 이에 따라 산업 현장에서 발생하는 위험을 선제적으로 예방하고 실시간으로 관리하는 지능형 모니터링을 이용한 스마트 안전 관리 시스템이 주목받고 있다. 스마트 안전 관리 시스템은 곳곳에 위치된 센서를 통해 현장의 소음, 가스 농도, 미세먼지 농도, 건축 자재의 품질, 건축물의 기울기 그리고 RFID를 활용한 근무자의 출입 여부와 같은 요소를 실시간으로 원격 모니터링할 수 있는 시스템을 사용자에게 제공한다. 본 논문에서는 라즈베리파이를 이용하여 스마트 안전 관리 시스템을 위한 다양한 데이터를 지그비 통신으로 수집 및 모니터링하는 방법을 제시한다.

• 문화기술의 융합
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• 제10권2호
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• pp.525-530
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• 2024

환경정보를 실시간으로 획득하여 정보를 제공하는 환경 모니터링 시스템 필요성이 확대되고 있다. 특히 공공수역 수질관리의 경우 법적으로 수동측정과 자동측정을 통해 상시 관리를 진행해야 하며, 대기오염도 탄소중립 실현과 연관하여 미세먼지, 배기가스 저감을 위한 상시 측정 및 관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 수질오염 및 대기오염 정보를 실시간으로 측정하여 모니터링을 할 수 있는 시스템을 구현하였다. 측정을 위한 도구로 육상과 수상을 동시에 이동 가능한 호버크래프트를 활용하였다. 호버크래프트 본체에 수질측정 및 대기오염측정 센서를 장착하고 그 정보를 실시간으로 모니터링 시스템으로 전송할 수 있는 통신 모듈을 장착하였다. 환경측정용 호버크래프트의 구조를 설계하였으며, 실시간 정보전달 통신 모듈로는 저전력 장거리 통신이 가능한 LoRa 모듈을 적용하였다. 실제 하드웨어 구현을 통해 제안한 시스템의 동작 성능을 확인하였다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제20권3호
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• pp.34-46
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• 2021

자율주행차량의 상용화를 앞당기기 위해서는 현재 자율주행자동차의 주행안전성을 저하시키는 원인을 정확히 파악하고 이를 개선하는 노력이 필요하다. 본 연구는 우리나라에서 자율 주행을 연구하는 전문가를 대상으로 중요도-만족도(IPA)와 포커스그룹 인터뷰(FGI)를 수행하여 자율주행차량의 주행안전성에 문제가 발생하는 원인과 국내의 자율주행 기술 수준 등을 파악하였다. 설문 결과 현재 자율주행 핸디캡 중에 공사 구간, 폭우/폭설 상황, 미세먼지 상황, 포트홀 존재 상황이 중요도보다 현재 기술 수준에 대한 만족도가 낮아 우선적인 연구개발이 요구되는 것으로 나타났다. 이 중 공사 구간과 포트홀은 도로/도로 시설물의 불량과 센서 자체의 성능이, 날씨와 연결된 상황은 센서의 성능과 알고리즘 부재 등이 가장 큰 원인으로 분석되었다. 안전한 자율주행의 조속한 실현을 위해서는 자율주행차량의 주행안전성을 저해하는 원인에 대한 명확한 파악과 해결이 지속해서 수행되어야 할 것이다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.293-303
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• 2020

세계보건기구에 따르면 대기오염은 건강에 대한 주요 위험원으로 대기오염으로 인해 매년 약 700만 명의 조기 사망이 발생하고 있다. 이산화황(SO2)은 대표적인 대기오염물질로 황 성분이 포함된 연료의 연소에서 다량 발생한다. SO2 발생량을 감소시키기 위해서는 대형 연소 환경에서 이를 실시간으로 정밀하게 측정하고 측정 값을 바탕으로 저감 설비를 최적화하는 과정이 필요하다. 이 논문에서는 미세먼지 전구물질인 SO2의 농도를 측정하기 위해 파장 가변형 다이오드 레이저 흡수 분광법 중 파장 변조 분광법을 이용하였다. 광원으로는 7.6 ㎛ 양자 폭포 레이저를 사용하였고 7623.7 ~ 7626.0 nm 사이의 64개 다중 광흡수선으로 SO2 농도 측정이 가능함을 증명하였다. 실험은 1 atm, 296 K에서 28, 76 m multi-pass cell을 사용하여 수행되었다. SO2 농도는 고농도(1000 ~ 5000 ppm)와 저농도(10 ppm 이하)로 두 종류로 실험 하였다. 추가적으로 가스 셀 외에 레이저가 지나가는 경로에 질소를 채워 대기 중의 H2O가 SO2 측정에 미치는 영향을 확인하였다. SO2는 3 ppm까지 측정하였고 측정된 SO2 농도는 전기 화학식 센서와 NDIR 센서 측정 결과와 비교되었다.