• 융합정보논문지
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• 제9권7호
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• pp.78-84
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• 2019

본 연구의 목적은 스마트 하수도의 개념을 소개하고, 2021년부터 2040년까지 우리나라 전역에 스마트 하수도가 구축되는 경우 그 경제적 파급효과를 분석하는 것에 있다. 연구방법으로는 산업연관분석 모형을 이용한다. 분석 결과, 스마트 하수도 투자 사업을 통한 생산유발효과는 343조 7,330억원, 부가가치유발효과는 155조 8,675억원, 취업유발효과는 251만 8,470명 증가하는 것으로 추정되어 스마트 하수도 사업의 국민경제적 파급효과는 상당히 큰 것으로 나타났다. 또한 스마트 하수도에 의한 사회후생의 증가는 환경개선과 국민건강 개선을 통하여 실현될 것으로 예상되므로 빠른 시일 안에 스마트 하수도 사업에 대한 구체적인 Road map을 수립, 확정하고 예산을 투입하여 적극 추진할 필요가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2023년도 학술발표회
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• pp.486-486
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• 2023

하수처리장 내 생물반응조에서는 유기물을 제거하거나 질산화(Nitrification) 반응을 일으키기 위하여 산소를 요구하고 있으며, 필요한 산소는 송풍기 운영을 통해 공급하고 있는 상황이다. 질산화 반응을 일으키기 위해서 처리장 내 일정 이상의 산소가 수중에 공급되어야 한다. 생물반응조내 용존산소가 부족할 경우 활성슬러지의 침전성이 저해되어 오염물질 저감 효율이 떨어지게 되며, 과도한 산소가 공급되어도 수처리의 효율은 개선되지 않으며 반응에 사용되지 않은 산소들은 대기중으로 방출된다. 또한 유입수질에 따라 실시간으로 반응조 내 필요한 산소는 달라지게 되므로 유입수질에 맞는 효율적인 하수처리장 운영이 요구되고 있다. 하수처리장 내 적절한 산소를 공급하기 위하여 많은 연구들이 활발하게 진행되어 왔으나 실제생물학적 처리시 요구되는 산소의 양을 산정할 수 있는 한계점을 지니고 있으며, 하수 성분, 용량과 같은 환경에 따라 차이를 보이고 있어 범용적으로 사용하기에는 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 적용 한계점을 극복하기 위하여 하수도 설계 시 사용되어지고 있는 하수도 시설기준의 산소요구량 및 공기공급량 산정식을 통하여 유입수질에 따라 실제 하수처리장에 필요한 산소요구량 & 공기공급량을 산정하는 시스템을 개발하고자 하였다. 하수도 설계기준의 여러 가지 수식을 실제 하수처리장 내 필요한 요소로 변환시켜 범용적으로 사용가능한 시스템을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 하수처리장 송풍량 산정 시스템 적용에 따른 송풍량 절감 효율을 비교분석하기 위하여 2021년 A하수처리장의 4월 월간 데이터를 활용하여 하수처리장에서 필요한 송풍량을 산정하여 실제 사용된 송풍량과 비교 분석하여 송풍량 절감 효율을 분석하였다. 본 연구의 결과를 바탕으로 실제 하수처리장 내 송풍량 산정 시스템을 도입하게 된다면 운전자 경험에 의존하고 있는 수동적인 제어 방식에서 벗어나 자율 제어를 통한 효율적인 하수처리장을 운영할 수 있어 송풍량 절감 및 탄소중립에도 이바지 할 수 있을 것이라고 판단된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.86-88
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• 2018

스마트시티 개념의 등장과 함께 국민의 삶의 질에 대한 정부의 관심이 증가하고 있다. 국민의 삶의 질을 향상시키는 것은 하수도와 같은 도시기반시설이며, 정부에서는 이를 지속적으로 유지관리 하여 주거환경 개선, 공중위생관리, 침수방지 등을 위해 노력하고 있다. 최근에는 하수시설의 노후화 와 서비스 범위의 변화에 따른 하수 서비스 품질에 대해 국민적 관심이 증가하고 있다. 또한 급격한 기후변화에 따른 도시 침수와 같은 재해가 빈번하게 발생함에 따라 재난 관리 측면에서도 하수도는 매우 중요한 비중을 차지하고 있다. 본 논문에서는 모바일 디바이스와 IoT 기술을 활용하여 하수시설 모니터링 시스템을 설계하였다. 제시하고 있는 시스템은 하수시설의 데이터를 수집하고 모바일 어플리케이션을 통해 사용자에게 알려준다.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2014년도 추계학술발표대회
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• pp.141-143
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• 2014

스마트빌딩에서는 시설물에 대한 효과적인 관리체계 및 안전관리체계를 구축하는 것이 매우 중요하다. 지하 매설관의 경우에는 유속, 유량계 등의 센서를 설치하여 관로 흐름을 상시 감시하며, 노후되거나 슬러지가 축적된 관로는 문제가 발생하기 전에 교체 공사를 지시 할 수 있어야 한다. 본 논문에서는 하수(오수, 우수)도 맨홀 내 정보를 감지하여 실시간으로 전달, 판단, 처리 및 제어 할 수 있는 M2M/IOT 기반의 하수(오수, 우수)도 맨홀 내 모니터링 시스템을 설계 구현한다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2015년도 학술발표회
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• pp.261-261
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• 2015

지금까지 빗물에 대한 일반인들의 인식은 모두 치수에 중심을 두어왔다. 즉, 빗물은 내리자마자 곧바로 하수도를 통해 방류수역으로 신속하게 배제해야한다 것에만 관심을 두어 왔던 것이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 빗물을 버리고 배제하기보다 필요한 곳에서 집수하여 활용하거나 적절히 침투 또는 저류하여 물을 효과적으로 제어 관리해야할 필요성이 대두되고 있다. 안정적인 수자원 확보 및 공급에 대한 사회적 요구가 증가됨에 따라 대체방안으로서의 빗물이용관리가 제기되고 있으며, 이는 도시화 및 인구의 도서집중, 경제활동의 고도화 등 물 사용량이 증대되는 생활방식에 따라 물 공급 중단에 따른 피해 잠재성이 증가되고 있음을 의미하기도 한다. 본 과제에서는 이러한 필요성을 감안하여 대체수자원으로서의 빗물을 이용한 수자원 확보방안에 대해 연구하고, 스마트 워터그리드 관점에서의 빗물이용방안을 제시하여 그 적용성을 평가하고자 한다. 본 연구를 수행하기 위해서는 기존 대체수자원의 확보기술을 조사하고, 이를 바탕으로 다양한 수원을 통한 수자원 확보방안을 제시하고, 이 중 빗물을 이용한 수자원 확보방안에 대하여 스마트워터그리드 관점에서의 적용성을 평가하였다. 스마트워터그리드 내에서의 빗물이용을 통한 대체수자원 적용성 평가는 도서지역의 제한급수 등 물 부족 문제 해결을 위한 방안과 산간 농업지역에서의 물부족으로 인한 농작물 생산활동의 저하문제를 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 또한 수자원확보를 위한 적정 빗물이용법 도출을 위해 최근 물 관리 패러다임의 변화를 고려한 정책사업으로의 접근, 중앙정부와 지방정부의 노력, 정부-민간 협동체계 구축을 위한 지역전문가의 활동방법 등을 제시하고자 한다. 본 연구의 결과 스마트워터그리드 체계구축을 위한 여러 요소기술 중 다중수원을 통한 용수확보 방안에서 빗물(우수)을 이용한 대체수자원 확보방안을 정립하고, 이를 이용하여 도서지역에서의 제한급수문제 해결방안과 산간 농업지역에서의 농업용수 확보방안을 제시할 수 있을 것이다.

• 정보와 통신
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• 제30권7호
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• pp.58-62
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• 2013

최근에 ICT 기반의 융합 서비스 분야로 인구 밀집지역인 메가 시티에서의 교통, 전력, 상/하수도, u-헬스, 안전/보안등의 문제들을 근본적으로 해결하기 위하여 ICT기반 개방형 플랫폼을 이용한 서비스 인프라 구축 및 개선을 위한 연구들이 많이 진행되고 있다. 이러한 ICT 기반의 융합 인프라 구축 서비스들은 M2M(Machine to Machine)과 D2D(Device to Device)를 기본 연결 수단으로 사용하고 있으며, 이들을 기반으로 서비스 정보 전달 및 제어 정보를 실시간으로 처리하기 위한 IP 기반의 플랫폼이 지원되어야만 융합 서비스가 지속적으로 제공 가능할 것이다. 이들 융합서비스 중에서 전력과 관련하여 한국의 스마트그리드 사업은 기후 변화 대응을 위하여CO2 배출을 줄이고, 에너지 효율을 향상하여 새로운 비즈니스 모델을 만들어 일자리와 신산업을 창출하기 위한 국가 프로젝트로 진행되었다. 그러나, 현재의 전력관련 국내 상황을 살펴보면 여름철과 겨울철에 반복적인 전력 수급 불안으로 인해 피크 전력에 대한 예비력이 부족하여 국가적인 재난인 블랙 아웃의 위기를 걱정하고 있는 실정이다. 본고에서는 한국의 스마트그리드 제주실증단지 사업과 관련하여 현황 및 개선 사항들을 알아보고, 향후 거점지구와 국가 단위의 서비스 확장을 위하여ICT 기반의 개방형 인프라 플랫폼 기술의 중요성을 강조하고자 한다. 이러한 M2M과 D2D를 기반으로 하는 융합 서비스의 성공적인 수행은ICT 기반의 개방형 플랫폼의 우선적인 개발이 필요하며, 플랫폼 기반의 디바이스 보급과 네트워크의 구축이 진행되어야 지속 가능한 융합 서비스를 제공할 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.11-27
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• 2017

서울시 등의 국내 주요 도심은 지역적 팽창에 따라 도로망 체계가 급격하게 발전하였고 도시민이 안락하고 풍요로운 생활을 영위하도록 전력, 통신, 상수도, 하수도, 냉 난방관로, 가스관 등이 무분별하게 개별 매설되었으며 비효율적으로 개별 관리되고 있다. 국토계획법에서는 Life-Line을 공동 수용함으로써 도로의 반복 굴착을 줄이고 도시 미관의 개선, 포장 내구성 향상에 따른 주행성능 향상 그리고 원활한 교통소통 등을 기대하는 도시계획 시설물로 공동구를 정의하고 있다. 최근 기존 도심지의 재정비 측면에서 쾌적한 도시공간 조성, 지하공간 이용 효율과 도로관리 효율 향상, 지진 및 도로함몰에 대한 재난안전성, 스마트 그리드와 전기자동차 보급과 같은 미래 생활환경 변화에 대한 신속한 대응 등을 기대할 수 있는 기존 도심지의 공동구 설치 필요성이 증가하고 있으나 국내에 설치된 모든 공동구는 신도시 개발에 따라 계획된 Life-Line을 모두 수용하도록 설치한 개착식 공동구 형태이다. 기존 도심지에서는 현재 가동중인 모든 Life-line을 모두 수용할 수 없으므로 도심지 유형별 공동구 설치 타당성 평가시스템을 활용한 설계용량 최적화 등의 새로운 연구가 필요하다. 본 연구는 신도시 공동구를 탈피하고 기존 도심지를 대상으로 평가지표에 의한 정량적 평가모델을 제시 하는 등 유형별 타당성 평가시스템을 세분화하며 정량적 평가시스템의 구현이 가능한 프로그램을 개발해 궁극적으로 도심지 공동구 활성화에 기여하고자 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권4호
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• pp.493-499
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• 2022

하수처리장의 방류수 수질기준이 강화되고 있으며, 이에 따라 하수처리장 시설도 고도화되고 있다. 또한 하수처리장의 방류수질은 높은 수준으로 유지되어야 하며, 이에 따라 효율적인 하수처리장 운영이 매우 중요한 이슈로 대두되고 있다. 본 연구에서는 하수처리장의 Blower Control Loigc 개발을 위해, 하수도 시설기준의 기본 송풍량 산정 방식을 기반으로 유입수질에 따른 필요 산소량 및 송풍량을 산정하였다. 본 연구를 통해 A 하수처리장의 실제 4월 수질 데이터를 적용하여 송풍량을 산정한 결과, 평균적으로 약 12 %의 송풍량이 절감이 될 수 있다는 것을 확인하였다. 본 연구에서 산정한 결과에 따라 Blower Control Logic을 개발하여 실제 하수처리장에 적용하게 된다면, 유입수질을 기반으로 송풍량 제어가 가능함에 따라 운전자의 경험에 의존하고 있는 기존의 하수처리 운영방식에서 벗어나 하수처리장 자율제어가 가능할 것으로 판단된다. 또한, 송풍량 및 전력비 절감이 이루어진 효율적인 하수처리장 운영을 기대 할 수 있으며, 이를 통해 불필요한 에너지 및 탄소 절감에 기여할 수 있을 것이라고 판단된다.