• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.97-101
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• 2022

본 논문에서는 CCTV를 활용하여 K-means, Sobel-mask 기반의 윤곽선 검출 기법을 이용한 영상 속 미세먼지 측정 방법을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 CCTV 카메라를 이용하여 이미지를 수집하고 관심영역을 통해 이미지 범위를 지정한다. K-means 알고리즘을 적용하여 군집화가 완료되면 Sobel-mask를 통해 윤곽선을 검출하고 윤곽선 강도를 측정하며, 측정된 데이터를 바탕으로 미세먼지의 농도를 파악한다. 제안하는 방법은 대각선 측정에 장점을 가지는 Sobel-mask의 특성을 활용하여 산맥의 윤곽선을 추출하고 실험 결과로 미세먼지 농도에 따른 검출의 차이를 보여준다.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.13-18
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• 2023

A subway station is a prominent multi-purpose facility where the quantitative management of fine dust, generated by various factors, is conducted. Recently, eco-friendly air purification methods using air-purifying plants are being discussed, with the focus on biofiltration through vegetation. Previous research in this field has confirmed the reduction effects of transition metals such as Fe, which have been identified as harmful to human health. This study aimed to identify the sources of fine dust dispersion within subway stations and derive an efficient operational strategy for air-purifying plants that takes into account the behavior characteristics of fine dust within multi-purpose facilities. The experiment monitored regional fine dust levels through IAQ stations established based on prior research. Also, the data was analyzed through time-series and correlation analyses by linking it with passenger counts at subway stations and the frequency of train stops. Furthermore, to consider energy efficiency, we conducted component-specific power consumption monitoring. Through this study, we were able to derive the optimal operational strategy for air-purifying plants based on time-series comprehensive analysis data and confirm significant energy efficiency.

• 한국환경생태학회지
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• 제33권4호
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• pp.472-480
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• 2019

도심지 내 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 시에는 식물의 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 잎 모양, 질감, 수피의 형태 등 형태적 특성을 종합적으로 고려하여 선정하여야 한다. 그러나 지금까지 식물을 통한 미세먼지 저감에 대한 연구는 식물의 흡착 기능보다 흡수 기능에 대한 연구가, 실외식물보다 실내식물인 관엽식물을 대상으로 한 연구가 주로 진행되어 왔다. 특히, 미세먼지 저감 수종 선정 기준이 구체적이지 않아 미세먼지 저감 식재를 위한 식물 소재 선정 기준에 대한 연구가 필요한 실정이다. 본 연구는 퍼지다기준 의사결정법(Fuzzy MCDM)을 활용하여 미세먼지 저감에 영향을 미치는 8가지 지표 항목에 대한 우선순위를 도출하고 도심 내 미세먼지 저감 식재를 위한 수종 선정 기준을 마련하였다. 이를 위하여 미세먼지 관련 분야 전공자와 미세먼지 관련 연구 경험자들을 대상으로 설문 조사를 실시하였다. 설문 조사 분석 결과, 미세먼지 저감에 영향을 미치는 지표 항목 중 잎 면적과 수종의 종류가 가장 높은 순위를 나타냈다. 그리고 잎 표면의 거칠기, 수고, 성장 속도, 잎의 복잡성, 잎 가장자리 형태, 수피 특징 순서로 우선순위가 높게 나타났다. 잎 표면이 거친 수종을 선정할 경우에는 잎에 털이 있고, 광택이 나며, 왁스층이 있는 수종을 우선적으로 선정하는 것이 좋다. 잎의 형태를 고려할 경우, 단일 잎보다 3종 혹은 2종 잎과 손바닥 형태의 잎을 선정하고, 잎의 가장자리는 밋밋한 모양보다는 톱니 모양의 잎을 선별하여 공기 중의 미세먼지가 잎의 표면에 흡착되는 표면적 비율을 높아지게 할 필요가 있다. 수피의 특성을 고려할 경우에는 피목이나 무늬종보다는 코르크층이 있고 껍질이탈이나 갈라짐이 관찰되거나, 앞으로 관찰될 가능성이 높은 수종을 선정하는 것이 바람직하다. 본 연구는 도심 내 미세먼지 저감을 위한 식재계획 시 식물의 미세먼지 흡착 기능에 영향을 미치는 식물의 형태적 특성을 중심으로 식물 소재 선정 기준에 대한 우선순위를 제시하였다는 것에 의의가 있다. 본 연구에서 도출한 결과는 도심지 내 수목 식재 계획을 위한 수종 선정 시 기초 자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제21권1호
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• pp.121-129
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• 2021

최근 중국에서 발생하는 황사와 더불어 국내에서는 뉴스 등 미디어를 통해 미세먼지가 큰 화제가 되고 있다. 외부에서 발생하는 미세먼지도 있지만, 외부 미세먼지가 내부로 유입되면서 공기 청정기 제품의 구입율이 높아지고 있다. 공기 청정기는 내부에 필터를 사용하고 있으며, 센서를 통해 필터의 교체 유무를 LED 알람을 통해 사용자에게 알려준다. 하지만, 현재 필터율이 얼마나 감소하였는지 측정하고, 작동하는 송풍기의 압력을 결정해주는 제품은 없는 상태이다. 따라서 본 논문에서는 IoT 기기인 아두이노와 미세먼지 센서, 차압 센서를 활용하여 데이터를 직접 생성하고, 측정된 미세먼지와 압력 값을 계산하여 필터율에 따라 필터가 얼마나 노화되었는지 확인할 수 있는 프로그램을 파이썬 프로그래밍을 이용하여 개발하였다.

• Journal of Platform Technology
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• 제9권4호
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• pp.79-89
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• 2021

본 논문은 사물인터넷 국제 표준 oneM2M을 활용하여 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 측정 플랫폼을 이동식과 고정식으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼은 미세먼지 측정 디바이스, 에이전트, oneM2M 플랫폼, oneM2M IPE, 모니터링 시스템으로 구성하고 설계하였다. 이동식과 고정식의 주요 차이는 이동식은 LTE 연결을 기반으로 사각지대 없이 디바이스와 서비스간에 상호연결을 위해 MQTT 프로토콜을 사용하였고, 고정식은 저전력과 넓은 통신범위를 가진 LoRaWAN 프로토콜을 사용하였다. 미세먼지뿐만 아니라 일상생활과 연관된 온도, 습도, 대기압, 휘발성 유기화합물(VOC), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2), 이산화질소(NO2), 소음 데이터를 수집하였다. 수집된 센서 값들은 에이전트와 oneM2M IPE를 통해 oneM2M이 제공해주는 공통 API를 활용하여 관리하였고, AE, container 등 4가지 리소스 타입으로 설계하였다. 미세먼지 측정 플랫폼 설계를 통해 동작성, 유연성, 편의성, 안전성, 개방성, 확장성의 6가지 기능을 해석하였다.

• Communications for Statistical Applications and Methods
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• 제30권5호
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• pp.517-530
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• 2023

Recent studies revealed that fine dust in ambient air may cause various health problems such as respiratory diseases and cancer. To prevent the toxic effects of fine dust, it is important to predict the concentration of fine dust in advance and to identify factors that are closely related to fine dust. In this study, we developed a Bayesian network model for predicting PM10 concentration in Seoul, Korea, and visualized the relationship between important factors. The network was trained by using air quality and meteorological data collected in Seoul between 2018 and 2021. The study results showed that current PM10 concentration, season, carbon monoxide (CO) were the top 3 effective factors in 24 hours ahead prediction of PM10 concentration in Seoul, and that there were interactive effects.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제25권4호
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• pp.9-16
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• 2023

In this study, the status and characteristics of fine dust and its impact on neighboring areas were investigated to proactively respond to the government's environmental regulations expected in the future and to minimize the damage by the fine dust generated at construction waste intermediate treatment plants. In addition, since there are no such plants that can affect the surroundings with no houses or other waste treatment sites nearby, an independently located construction waste intermediate treatment plant was selected to compare the characteristics of fine dust with that from the construction waste intermediate treatment sites located in the downtown area. The conclusions of the study are as follows. (1) The measurement results of PM10 at 4 points in the plant showed that the location where the crushing facility was operating had an elevated level of fine dust at 80㎍/m³ on average and a maximum of 124㎍/m³, and the level rose to 110㎍/m³ at points where vehicles frequent. (2) The PM2.5 measurement results inside the plant showed that the average concentration of the reference point was 16㎍/m³ and the maximum value was 20㎍/m³, which was distributed within the management standard. (3) It was found that the average concentration of PM10 in the nearby area ranged from 28 to 38㎍/m³, which was similar to or lower than 36㎍/m³ of the reference point. Therefore, the concentration of the fine dust generated in the plant had a negligible effect on the increase in concentration of fine dust in nearby areas. (4) The heavy metal contents were measured from the filter paper collected from the plant. The PM10 was found to be about 14 to 26ng/m³, and PM 2.5 was 25 to 28ng/m³, which was the average of domestic atmospheric concentrations. (5) The SEM-EDX analysis results showed that the PM10 contained Si and O around 40% similarly for both. The SiO2, a component of silica occupied the most and C was present as CaCO3, which was assumed to be a limestone component. The remaining components included NaO, Al2O3, and CaO as trace oxides. (6) The SEM-EDX analysis results showed that the PM 2.5 contained 5 to 7% of Cl, which is a chlorine ion, and a small amount of K was detected at 2.51% in the sample from the shutdown plant.

• 에너지공학
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• 제29권2호
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• pp.10-22
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• 2020

미세먼지 문제 해결에 대한 국민적 요구가 높아짐에 따라 정부에서는 강도 높은 미세먼지 관련 대책을 발표하고 있다. 그래서 최근에 미세먼지의 전구체 중에서 질소산화물을 제거하기 위한 배연탈질기술로서 선택적 촉매환원법(SCR)이 주목받고 있다. 본 연구에서는 미세먼지 관련 정부정책과 시장 및 기술개발 현황을 조사하고, SCR 기술이 산업체에 적용되는 경우를 Case별로 구분하여 시나리오별 경제성 분석을 실시하였다. 시나리오별 경제성 분석의 결과는 NPV로 산출하였으며, 탈질설비가 구축되어 있지 않은 기업(Case 1)이 일반 SCR 기술을 신규로 도입하는 경우(Scenario 1-1)와 저온 SCR 기술을 신규로 도입하는 경우(Scenario 1-2)를 분석하였다. 그리고 탈질설비가 이미 구축되어 있는 기업(Case 2)이 일반 SCR 기술을 그대로 사용하는 경우(Scenario 2-1)와 저온 SCR 기술로 대체하는 경우(Scenario 2-2)로 구분하여 분석하였으며, 모든 시나리오별 NPV 결과를 바탕으로 비교 분석을 실시하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권2호
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• pp.215-220
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• 2021

최근 국내 미세먼지 발생의 증가에 따라 발생하는 인체에 유해한 영향을 줄이기 위하여, 미세먼지 수치를 예측하고 사전 조치를 취할 수 있도록 돕는 기술이 필요해지고 있다. 본 논문에서는 국내 미세먼지 위험 수준을 예측하기 위한 1D Convolutional to Recurrent Neural Network (1-D CRNN) 모델을 제안한다. 제안 된 모델은 딥러닝 신경망의 CNN과 RNN을 결합한 구조이며, 다른 종류의 데이터로 구성된 시계열 데이터 세트에서 데이터 예측을 수행 할 수 있다. 데이터 예측을 위해 국내·외 미세먼지, 풍향, 풍속 데이터를 사용한다. 제안된 모델은 약 76%(부분 최대 84%)의 정확도를 달성했으며, 일반 RNN 모델(53%)보다 정확한 예측 결과를 얻었을 수 있었다. 제안된 모델은 향후 여러 개의 시계열 데이터 세트를 고려해야 하는 데이터 예측 모델 학습 및 실험을 목표로 한다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.69-73
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• 2022

본 논문에서는 LoG(Laplacian of Gaussian) 기반의 윤곽선 검출 기법을 통한 새로운 미세먼지 측정 방법을 제안한다. 미세먼지 측정을 위하여 CCTV 기반의 영상 이미지를 수집하고, RoI(Region of Interest)를 통해 이미지 범위를 지정한다. 지정된 영역에 GMM(Gaussian Mixture Model)을 적용하여 군집화 후, LoG 알고리즘을 통해 윤곽선을 검출하고 검출된 윤곽선 강도를 측정한다. 측정된 윤곽선의 강도 데이터를 기반으로 미세먼지의 농도를 결정한다. 본 논문에서 제안하는 알고리즘의 효용성을 입증하기 위하여 본교 연구실 주위에 설치된 CCTV 영상 이미지를 6~7월 한달간 수집하여 적용한 결과, 측정된 결과값은 미세먼지 농도와 범위를 계산하기에 충분함을 본 실험을 통해 입증하였다.