• 제목/요약/키워드: 환경오염시스템

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기계학습을 이용한 금강유역 옥천의 오염부하량 예측 (Prediction of pollution loads in Geum River using machine learning)

  • 임희성;안현욱
    • 한국수자원학회:학술대회논문집
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    • 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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    • pp.445-445
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    • 2018
  • 기후변화에 따른 환경오염은 21세기 인류에게 가장 심각한 문제 중의 하나로 대두되고 있다. 환경적인 측면에서 하천오염은 경제적으로 많은 문제를 발생시키고 있다. 이러한 하천오염 문제를 해결하기 위해서는 오염물질의 농도 측적 및 데이터 축적이 필수적이라 할 수 있다. 그러나 일반적으로 오염물질 부하량에 대한 직접적인 측정은 비용 측면에서 쉽지 않은 것이 사실이다. 또한 실시간으로 BOD, COD, TN, TP 등의 자료를 이용하여 예측하는 것에는 자료의 부족성으로 인해 한계가 있다. 본 연구에서는 구글의 딥러닝 오픈소스 라이브러리인 텐서플로우를 활용하여 기계학습을 통한 하천오염 예측을 목적으로 하고 있다. 기계학습을 위하여 텐서플로우를 활용하여 RNN, LSTM 인공신경망 모형을 구축하였다. 하천오염의 학습과 예측을 위해 결과치 분석을 위한 자료로는 금강 유역에 위치한 옥천 관측소 충청북도 옥천군 이원면 이원대교에 위치한 $36^{\circ}14'31.0''N$ $127^{\circ}40'02.6''E$의 관측소에서 BOD, COD, DO, 부유물질의 자료를 사용하였다. 모형의 학습을 위해서 입력자료는 수위, 유량, 평균기온, 평균풍속 자료를 2004년 ~ 2017년까지의 14년간의 자료를 사용하였다. 연구를 위해 BOD, COD, DO 부유물질 자료는 물환경정보시스템(http://water.nier.go.kr/)의 자료를 활용하고 수위, 유량등의 자료는 국가수자원관리종합정보시스템 (http://www.wamis.go.kr/)의 자료를 사용하였다. 그러나 수온, 수위, 풍속등의 자료는 일 자료가 있는가 반면 BOD, COD, TN, TP등의 자료는 일 자료가 있지 않아 이를 원활히 활용할 수 있도록 예측을 위한 결과치의 선형보간법을 통해 일 자료를 획득한 후 연구를 하였다. RNN, LSTM의 분석 시 학습속도, 반복시행횟수 sequence length의 길이 등의 값을 조절 하면서 결과치를 분석하였다.

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환경 데이터 모니터링을 위한 데이터 중심 방법의 설계 (An Data Distributed-based System for Environment Data Share)

  • 이태훈;정갑주;김성현
    • 한국정보과학회:학술대회논문집
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    • 한국정보과학회 2007년도 한국컴퓨터종합학술대회논문집 Vol.34 No.1 (B)
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    • pp.437-440
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    • 2007
  • 최근 환경 문제를 해결하기 위하여 환경 문제의 많은 컴퓨터 기술들이 응용되고 있다. 환경 정보는 환경오염원 및 주위에 미치는 영향과 오염된 농도에 대한 정보를 연구 및 분석 할 수 있는 분야이다. 최근 환경에 관련 연구가 일부에서 수행되고 있으나 이를 IT기술과 접목하여 다양한 정보를 효율적으로 저장 및 검색 할 수 있는 시스템은 부족한 실정이다. 또한 현재 환경오염의 측정방법으로는 수작업으로 이루어지는 경우가 많아서 공간적 및 물리적 제약이 있는 따르는 실정이다. 환경오염에 관한 정보를 센서를 사용하여 사용자에게 실시간으로 효과적으로 저장 관리하여 관련된 연구자들 간에 서로가 필요한 정보를 쉽게 공유할 수 있도록 본 논문에서는 Ubiquitous Sensor Network(USN), Java Message Service(JMS) 및 Webservice를 이용한 환경 모니터링 서비스를 제안 한다. 본 논문에서 제안한 시스템은 환경정보와 사용자간에 유연성, 확장성 및 실시간을 보장해 주는 시스템을 구현한다.

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굴뚝연기 관리를 위한 웹+모바일 시스템의 설계 및 구현 (Design and Implementation of a Web+Mobile System for Measurement of Plume)

  • 반재훈
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국정보통신학회 2015년도 춘계학술대회
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    • pp.415-417
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    • 2015
  • 대기오염방지를 위해서는 배출되는 대기오염물질을 측정하고 이를 관리하여 대기오염을 신속히 파악하고 사전에 방지하기 위한 서비스가 필요하다. 본 논문에서는 광학센싱을 이용해 굴뚝연기의 혼탁도를 측정하고 이를 웹과 모바일 기기에서 측정결과를 실시간으로 검색할 수 있는 웹+모바일 시스템을 설계하고 구현한다. 구현된 시스템은 모바일 운영체제에 독립적인 웹앱의 형태로 제공되어 사용자의 다양한 모바일 기기에서 운영될 수 있으며 PC환경의 웹에 내장되어 통합되어져 시스템의 유지보수가 쉽다는 장점이 있다.

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공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키기 위한 전과정평가의 활용 (Application of Life Cycle Assessment to Enhance the Environmental Performance of Process Systems and Products)

  • 임성린
    • 청정기술
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    • 제20권4호
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    • pp.339-348
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    • 2014
  • 기업에서는 환경오염 문제를 사전예방하기 위해 전과정평가를 이용하여 공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키려는 노력이 증가하고 있다. 전과정평가는 공정시스템과 제품의 전과정과 공급사슬에서 발생되는 환경부하를 선제적으로 저감하는 데 활용될 수 있기 때문에 친환경설계를 위한 주요 요소로서 인식되고 있다. 본 리뷰 논문에서는 공정시스템과 제품의 환경성을 향상시키기 위하여 전과정평가를 활용하는 방법론을 제시하고, 전과정평가를 이용한 친환경설계로서 공장내 용수 네트워크시스템과 전자제품의 한 종류인 휴대폰에 대한 사례를 소개하고자 한다. 친환경설계를 수행하기 위해서는 먼저 전과정평가를 이용하여 공정시스템과 제품의 구성요소에서 발생할 수 있는 환경부하를 정량적으로 평가분석하여 환경성에 많은 영향을 끼치는 주요 설계인자를 규명해야 한다. 이러한 주요 설계인자로부터 직접적, 간접적으로 발생하는 환경부하를 저감시키기 위해서는 최적화 기법과 같은 공학적 도구를 이용하거나 다양한 분야의 전문가가 공동으로 협력하여 환경부하의 발생 원인을 제거하고 최소화시키는 방법을 도출하여야 한다. 전과정평가를 이용한 친환경설계 방법론과 사례는 다양한 분야에서 응용될 수 있기 때문에 환경오염을 사전예방하여 우리 사회의 지속가능성을 향상시키는데 기여할 수 있다.

해양오염방제지원시스템 개발 (Development of decision supporting system for oil spill response)

  • 이문진;이한진;박재민;김두호
    • 해양환경안전학회:학술대회논문집
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    • 해양환경안전학회 2006년도 춘계학술발표회
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    • pp.93-102
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    • 2006
  • 효율적인 방제전략 수립 지원시스템 개발의 일환으로 환경민감정보 기반 실시간 유출유 확산예측 시스템과 피해위험도 예측시스템을 연계한 해양오염 방제지원시스템을 개발하였다. 실시간 유출유 확산예측시스템에서는 실시간 바람과 실시간 해수유동을 기반으로 유출유의 이동을 계산하고, 유출유 특성에 따라 해상 유출유의 풍화작용을 모델링하여 유출유의 잔류량 및 확산분포를 계산한다. 유출유 확산 예측의 실시간 바람은 국립환경연구원의 실시간 기상모델 결과를 FTP를 이용하여 실시간으로 연계하여 활용하며, 실시간 해수유동으로서 조류는 수치모델결과와 검조소 관측결과의 결합을 통해 실시간 조석을 예측하는 CHARRY (Current by Harmonic Response to the Reference Yardstick) 모델을 이용하여 예측하고, 실시간 취송류는 바람과 취송류간의 상관관계와 반응함수를 이용하여 예측한다. 실시간 해수유동을 따라 이동하면서 풍화되는 유출유의 풍화작용은 유출유 특성에 따라 결정된 감소율을 적용하여 모델링한다. 본 시스템은 이와 같은 정보를 ESI(Environmental Sensitivity Index) 및 방제자원 정보와 통합하여 종합적으로 제공함으로써 방제전략 수립을 지원한다.

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내부건식기법 호소(湖沼)의 수질개선을 위한 IoT 기반 분석 시스템 구현 (Analysis System Implementation based IoT for Water Quality Improvement in DIPLDRM Lake)

  • 김의진;이홍로
    • 한국콘텐츠학회:학술대회논문집
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    • 한국콘텐츠학회 2016년도 춘계 종합학술대회 논문집
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    • pp.39-40
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    • 2016
  • 건식내부굴착매립 간척공법(Research of Dry internal Project Site Digging Reclamation Method, DIPLDRM)은 새만금 내부개발용지확보 및 환경문제를 해결하기 위한 건식매립기법 중 새로운 공법이다. 이 공법을 사용함으로써 건식 공법 자체 호소 내의 매립토 활용으로 환경문제가 해결되고 생태계 파괴감소와 부대비용을 절감, 운반비용 절감이라는 장점이 있지만 고립된 호소가 오염된다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위해 IoT 기반 시스템을 도입하여 수질 오염을 최대한으로 줄일 필요성이 있다. 본 논문은 내부건식기법과 그 단점인 수질오염을 줄일 수질개선과 수질오염측정을 위한 IoT 기상 데이터분석 시스템을 구현하는데 목적이 있다.

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Fe$^{\circ}$/$H_2$$O_2$시스템을 이용한 고농도 유류오염 미세토양의 화학적 산화처리

  • 장윤영;지원현;김지형;황경엽
    • 한국지하수토양환경학회:학술대회논문집
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    • 한국지하수토양환경학회 2001년도 총회 및 춘계학술발표회
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    • pp.34-37
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    • 2001
  • 폐수처리분야에 널리 사용되어 온 펜톤산화반응을 응용한 Fe$^{\circ}$/$H_2O$$_2$시스템을 이용하여 고농도 유류오염 미세호양(100$\mu\textrm{m}$이하)의 화학적 산화처리 실험을 수행하였다. 반응은 100$m\ell$, 삼각프라스크에 오염토양(5g)과 반응시약을 주입한 후 자석교반기를 이용하여 회분 식으로 진행하였으며 일정 시간(0, 1, 2, 4, 8, 24hr)별로 TPH를 측정하였다. 그리고 각 조건별 시간에 따른 반응특성을 살펴보았다. 일반적으로 알려진 펜톤산화반응의 수요 반응조건인 초기 pH /$H_2O$$_2$ 및 Fe$^{\circ}$의 주입농도, 그리고 초기 디젤오염농도의 조건을 변화하며 각 조건별 처리효과를 알아보았다. 본 연구결과에서 최적 pH조건은 3인 것으로 나타났으며, 분말철(Fe$^{\circ}$)과 $H_2O$$_2$의 주입농도를 증가함에 따라 오염토양의 TPH 제거효율도 비례적으로 향상되었다. 초기오염농도에 따른 최종 처리효율은 큰 차이가 없었으나. 고농도 오염일수록 제거된 디젤의 총량은 크게 나타나. 본 논문에서 제시한 방법이 고농도 오염토양일수록 더 큰 효과를 얻을 수 있음을 보여주었다. 대부분의 반응이 반응개시 후 약 8시간 이내에 이루어졌는데, 반응에 수반되는 pH 상승과 그에 따른 반응성의 저감효과를 일정 pH 조절에 의해 감소시킴으로써 반응성의 향상을 좀 더 높일 수 있을 것으로 판단된다. 결론적으로, Fe$^{\circ}$/$H_2O$$_2$시스템을 이용한 화학적 산화처리방법은 경제성과 처리성능에서 고농도 유류오염 미세토양의 효율적인 처리방안으로서 향후 적용 가능성이 높을 것으로 기대된다.

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DOAS 시스템을 이용한 대기오염물질 공동측정 결과 비교 (Comparison of air pollutant concentrations determined by DOAS techniques)

  • 김상우;임광영;원제광;윤순창;이철규;박승식;김영준;이승준;기경석
    • 한국대기환경학회:학술대회논문집
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    • 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.308-309
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    • 2000
  • 대기 중에 존재하는 오염물질들에 의한 빛의 흡수가 파장에 따라 달라지는 광학적 원리에 기초한 open path 방식의 Differential Optical Absorption Spectroscopy(이하 DOAS) 시스템은 대기오염측정에 있어 새로운 장을 개척하고 있다. 기존의 측정방식과 비교할 때 DOAS방식은 여러 오염물질의 실시간 동시 측정을 통해 오염물질의 거동을 파악할 수 있게 함으로써 측정시간의 제약을 극복할 수 있으며, 시료 채취와 실험실 분석으로 나뉘어진 기존 화학적 방식의 기술적 어려움과 비효율성을 극복할 수 있다. (중략)

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