• 한국위성정보통신학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.83-86
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• 2015

본 논문에서는 수처리 시설용 광대역 통합망 연계 실시간 계측관리 시스템 UI 개발을 제안한다. 수처리시설용 광대역 통합망을 통해 서버로 수신된 센서 및 영상 데이터를 Web과 연동하기 위한 프로그램을 개발하며, 이와 별도로 독립적으로 운영이 가능한 UI를 개발한다. 전송된 센서 및 영상데이터를 원격 모니터링 하기 위한 웹 서버를 구축하며 센서 데이터, 영상 데이터를 Web기반의 UI를 통해 감시 및 제어가 가능하도록 개발하였다. 제안하는 수처리 시설용 광대역 통합망 연계형 실시간 계측관리 시스템을 통하여 센서를 통한 측정시간, 농도, 수심 계면 등의 현재 상태를 파악할 수 있으며 영상 모니터링을 통하여 실시간으로 수처리 시설의 정상적인 동작여부와 보안 및 화재 등의 인명피해 여부를 확인 할 수 있다. 뿐만 아니라 실시간 계측 관리 시스템을 실시간으로 모니터링 할 수 있는 UI 개발로 인해 실시간으로 정보를 한눈에 볼 수 있다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제56권8호
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• pp.497-508
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• 2023

수자원의 계절적 편중이 심한 한반도에서 농업용 저수지는 이를 효과적으로 유지 및 관리하기 위한 필수적인 구조물이다. 저수지 모니터링을 위한 수단으로 광학 및 합성개구레이더(Synthetic Aperture Radar, SAR) 위성영상이 활용되고 있으나, 광학영상은 기상현상에 의한 간섭이 심하다는 한계점이 존재하며, SAR 영상은 짙은 식생에서 일어나는 다중 산란 및 노이즈에 의한 오탐지 및 미탐지가 발생하기 쉽다. 이에 본 연구에서는 광학 영상과 SAR 영상의 융합을 통해 저수지 수체 탐지 정확도를 높이고 상호보완적 작용에 대해 정량적으로 분석하고자 하였다. 경기도 이동저수지, 충청남도 천태 저수지를 대상으로, 국내 고해상도 위성인 차세대중형위성 1호, 다목적실용위성 3호 및 3A호, 그리고 유럽우주국의 Sentinel-2 영상 기반 Normalized Difference Water Index (NDWI)와 SAR 탑재 위성인 Sentinel-1 단일 영상에 비지도학습 기법인 K-means 클러스터링 기법을 사용하여 수체를 탐지하고, NDWI-SAR 후방산란계수로 이루어진 2-D grid space에 동일 기법을 활용하여 정확도의 향상 정도를 파악하였다. 전반적인 정확도는 다목적실용위성이 가장 높은 것으로 나타났으며(두 저수지 모두 0.98), 이후 Sentinel-1(두 저수지 모두 0.93), Sentinel-2(이동: 0.83, 천태: 0.97), 차세대중형위성(이동: 0.69, 천태: 0.78) 순서로 감소하였다. 천태저수지에서 2-D K-means 클러스터링 기법을 적용한 결과 차세대중형위성의 수체탐지 정확도는 약 85%의 정밀도 향상과 14%의 재현율 감소와 함께 약 22% 향상되었으며(정확도 약 0.95), 다목적실용위성 및 Sentinel-2의 수체탐지 정밀도는 3-5% 향상되었고, 재현율은 4-7% 감소하였다. 추후 차세대중형위성 5호인 수자원위성 등 고해상도 SAR 위성과 이를 활용할 수 있는 고도화된 영상 융합기술, 수체 탐지 기술이 개발된다면 국내 수자원에 대한 매우 정확한 모니터링이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.45-50
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• 2016

본 논문에서는 효율적인 환자관리를 위한 링거액 감지기 및 송수신기를 설계 하고자 한다. 링거액 감지기 및 송수신기는 메인 제어부, 링거액 감지부, 디스플레이 및 경고 발생부, 무선 송수신부, 전원 공급부로 구성된다. 메인 제어부에서는 GC89L591A0-MQ44IP의 CPU를 사용하여 전체 시스템을 제어하고 링거액 감지부는 수광부에 TSL235R-LF 포토다이오드, 투광부에 Water-Clear Type LED를 적용하였다. 또한, 디스플레이 및 경고 발생부는 7-세그먼트와 적색 LED를 적용하였으며 무선 송수신부는 NR-FPCX 모듈을 사용하여 데이터를 송수신하였다. 전원 공급부는 건전지를 사용하며 일반 전원이나 충전식 전원도 사용할 수 있도록 하였다. 따라서, 효율적인 환자관리를 위한 링거액 감지기 및 송수신기 설계에 대한 연구 결과 링거액이 포토다이오드에 의해 감지되었을 때 주파수는 11.95kHz이며, 감지되지 않았을 때는 9.6kHz로 측정되었다. 이때, 링거액의 감지 데이터가 링거액 송신기를 통해 출력되지 않을 때는 "0" 으로, 출력되었을 때는 해당 병실의 호실 정보가 링거액 수신기에 표시됨을 확인 할 수 있었다. 또한, 링거액 감지기의 사용전원은 신호가 감지되지 않을 때에는 Sleep 모드로 전환하여 배터리 절약 모드로 동작하며 링거액 송수신기는 대략 700m이내의 거리에서 무선 송수신이 가능하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5067-5073
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• 2015

최근 물 순환의 급격한 변동을 수반하는 기후변화, 지속적인 인구증가, 인구집중화에 따른 문제들로 물관리에 관한 내용들이 연구되고 있다. 인구집중화가 된 곳에는 물관리 시스템에 관한 연구가 많이 이루어지고 있으나, 극지, 오지등 사람들의 왕래가 어려운 곳에서는 물관리가 힘든 실정이다. 특히 이러한 곳에서 수자원 관리를 하려면 전기가 필요하지만 이러한 곳에 전력공급 시스템 인프라를 구축하는데에는 많은 비용이 들기 때문에 오지에는 물관리가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 이러한 오지에서 신재생에너지를 이용하여 전기를 공급하는 방안을 제안하고자 한다. 신재생에너지 중 최근 가장 이슈가 되고 있는 태양을 이용한 방식을 연구할 예정이며, 태양열을 이용하여 전기를 발전해 오지에서도 전기를 사용하여 물 관리 시스템을 사용할 수 있는 태양열 발전 시스템을 이용하여 ESS의 원료로 사용하는 시스템의 기초 구현 방안을 제시하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제35권1호
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• pp.31-38
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• 2015

스마트 워터 그리드와 같은 지하매설 상수도 배관망을 구성할 때 누수 지점에 대한 지능적 탐지는 중요한 요소이다. 이런 지능형 배관망의 구성에는 많은 수의 누수탐지센서를 일정한 간격으로 설치하는 것이 필요하며 이들 센서에서 계측되는 신호를 분석해서 누수 유무 및 누수발생시 그 지점의 추정을 신속히 할 수 있어야 한다. 그래서 본 연구에서는 특히 두 지점에서 동시에 누수가 발생하는 경우에 대해 그 센서가 측정한 신호가 가지는 특성 및 두 누수지점 동시 추정 가능성을 심도있게 분석하였다. 즉, 센서간 거리가 315.6 m 인 100A 사이즈의 주철관 상수도 배관에 대해 두 지점 동시 누수시 각각의 개별 센서신호를 계측하였으며, 그 신호를 기반으로 주파수 특성 및 상호상관함수 등의 분석을 통해 두 지점의 누수탐지에 대해 기술하였다.

• 멤브레인
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• 제30권3호
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• pp.190-199
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• 2020

2018년 환경부에서 발표된 수도정비기본계획에 따라 다양한 수자원 활용의 중요성이 증가하고 있으며, 여러 수원을 혼합하여 원수 또는 생산수로 활용하는 워터 블렌딩 방식은 미국, 호주를 비롯한 여러 나라에서 시도되고 있다. 본 연구에서는 공업용수 공급 목적으로 100,000 ㎥/일 규모 해수담수화 사업이 추진되고 있는 충남 대산 지역을 대상으로, 해수와 호소수, 침전수, 폐수 방류수 등 타 수원을 블렌딩할 때 수종 및 혼합비율에 따른 영향을 분석하였다. 타 수원 혼합비율 10~50% 조건에서 혼합수 염분농도는 약 50%까지 감소하였지만, 탁질 및 유기물 농도는 1.6~2.0배 수준으로 증가하는 것을 확인하였다. 실험실 규모 역삼투 공정 성능평가 결과, 해수의 단독활용 대비 원수 혼합 시 막오염 경향이 증가하였으며 혼합비율 10~50%에서 평균 4.1배의 플럭스 저감률을 나타내었다. 성능모사를 통한 역삼투 공정 성능분석에 따르면 혼합비율 50% 조건에서 역삼투 공정 에너지 사용량이 평균 39% 절감될 수 있을 것으로 기대되나, 운영비용 등 혼합수 활용에 대한 전반적인 영향분석을 위해서는 모형플랜트 규모에서 장기간 성능평가가 필요하다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.86-86
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• 2018

본 연구는 한국의 도시재생과 스마트 물 관리의 정책 분석을 위하여 도시재생과 스마트 물 관리의 등장 배경, 주요 현안 및 연계성을 모색하고 도시재생방안으로서 스마트 물 관리체계의 가능성을 검토하는 것을 목적으로 한다. 1950년대의 도시재건(Urban Reconstruction)과 1970~80년대의 도시재개발(Urban Renewal, Urban Redevelopment) 등의 정비 사업은 물리적 환경정비에 초점을 맞추었다. 그러나 1990년대 환경문제가 세계적 이슈로 등장하면서 교외지역 난개발 문제에 대한 대응책이 필요하게 되었고 도시의 물리 환경적, 산업 경제적, 사회 문화적 측면을 부흥시키는 도시재생 접근법이 출현하였다. 한국 정부는 2017년부터 시작한 '도시재생 뉴딜사업'의 일환으로 스마트 기술을 적용한 도시재생사업을 통해 스마트도시 선도국가 도약과 세계적 흐름에 부합하는 도시성장을 기대하고 있다. 1980년대 초 등장한 스마트 기술은 2000년대 들어와 스마트 도시, 스마트 인프라, 스마트 그리드 등의 분야로 확대, 진보하였다. 물 분야의 스마트 기술은 2009년 스마트워터그리드 이니셔티브(Smart Water Grid Initiative)의 발족과 함께 IBM, CISCO, Intel 등의 IT 기반 물 관리 워킹그룹 형성, Suez, Veolia, Siemens 등 수처리 기업의 스마트워터그리드 분야 진출 모색과 함께 발전하기 시작하였다. 이후 2012년 유엔 스마트 물 관리 포커스 그룹(ITU-T SG 5)의 스마트 물 관리 표준화 연구가 착수되었고 한국은 국토교통부 건설교통기술 연구 개발사업 중 하나로 스마트 물 관리 장기 연구 사업을 시작하였다. 스마트 물 관리는 수자원 및 상하수도 관리의 효율성 제고를 위하여 스마트 미터, 센서, 디지털지도제작 등 ICT를 이용한 차세대 물 관리시스템이라고 정의할 수 있다. 구체적인 대상 분야를 고려한다면 하천수, 우수, 지하수, 하폐수처리수, 해수담수 등 다양한 수자원의 관리, 물의 생산과 수송, 사용한 물의 처리 및 재이용 등 물 관리 전 분야를 포함한다. 그러나 스마트 물 관리의 용어와 개념을 처음으로 도입한 미국 등 선진국과 관련기업들은 스마트 물 관리를 '스마트 워터 미터, 센서, 첨단 모델링, 수문 지도제작, 스마트 관개농업, 자동화 로봇 등 다양한 기술을 통합적으로 운영하는 지능적인 수자원 관리를 위한 정보네트워크'로 정의한다. 일찍이 도시재생으로의 패러다임 전환을 실시한 영국 및 일본과 달리 한국의 도시재생은 개념, 구성요소, 범위, 사업방식 등의 여러 가지 측면에서 아직 형성단계에 있다. 또한 한국의 스마트 물 관리 논의는 개념정립 측면에서 심층적 논의가 거의 부재하였다. 기존의 논의들은 수자원 혹은 상하수도서비스 분야에서의 연구결과와 기술개발성과를 기계적으로 적용하고 확대하는 측면만을 부각시켰다. 그러나 이와 같은 스마트 물 관리에 대한 논의는 정보통신기술과 물 관리 서비스를 단편적으로 연결하고 적용범위를 제한할 수도 있다는 점에서 한계성이 있다. 본 연구는 국내외 문헌검토를 바탕으로 한국의 도시재생과 스마트 물 관리의 정책을 분석하고 지금까지 별개로 간주된 두 개념의 장점을 융합하여 향후 지속가능한 도시개발 사업으로서의 가능성을 검토하고자 한다.

• 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.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.426-426
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• 2018

제 4차 산업혁명의 시대를 맞아 ICT 융합 차세대 물관리 시스템 관련 기술이 핵심적인 역할을 수행하게 될 것으로 예상되며, 이와 함께 다국적 기업의 시장 진출로 인한 경쟁심화가 예상되고 있다. 한편, 인구증가, 도시성장, 산업발전 및 기후변화에 따른 물부족, 물 수요와 물 공급의 불균형, 수질오염 등은 점점 더 심각해질 것으로 예상되고 있다. 또한, 수자원 산업에서 대상시설의 안전하고 경제적인 운영 및 유지관리를 목적으로 하는 운전, 감시, 진단, 보수, 개선 및 이를 위한 의사결정지원 기술인 운영관리(O&M, Operation and Maintenance) 기술의 중요성이 지속적으로 증가하는 추세이다. 스마트워터그리드(SWG)는 ICT 융복합 첨단 수자원 관리기술로 기후변화에 의한 물 부족과 수자원 인프라 노후화로 인한 효율저하 등 물 문제 해결을 위한 차세대 플랫폼으로 주목받고 있으나, 아직까지 스마트워터그리드 시스템 구축을 위한 장치, 부품, 공정, 설계, 시공 기술 등 주로 요소기술 확보를 목적으로 연구되었으며, 시설의 운영 및 유지관리 연구는 거의 진행되지 않아 효율적인 현장적용이 어려운 실정이다. 본 연구에서는 스마트워터그리드 데모플랜트 시설을 대상으로 운영 유지관리 기술의 고도화 기본방향, 세부 핵심기술, 추진방법 등을 제시하고자 한다. 특히 스마트워터그리드의 핵심기술인 AMI 기반 수운영 시스템을 대상으로 IoT 기반의 고효율 저비용 물 공급 체계 고도화 및 지능형 통합 운영 플랫폼 구축, Hybrid형 다중수원 활용 이동식 물 생산 시스템에 대한 운전제어 자가진단 운영관리 유지보수기술 등 원격 무인 자동화 물 생산시설 기술 고도화 개발방안에 대하여 중점적으로 다루고자 한다.

• 한국방송∙미디어공학회:학술대회논문집
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• 한국방송공학회 2012년도 추계학술대회
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• pp.224-225
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• 2012

최근 광대역 통합망의 급속한 발전을 통해 각종 센서 정보의 실시간 수집 및 관리가 가능함에 따라 안정적이고 효율적인 기술에 대한 수요가 높아지고 있다. 한편 하 폐수 처리시설을 포함한 Smart Water Grid에서도 광대역 통합망 기반의 신기술을 융합한 실용화 및 기술개발의 필요성을 제시하고 있다. 기존 광대역망 관련 기술에서는 개별적이고 단일화된 네트워크망을 구성하고 있을 뿐 통합화 및 최적화에 대한 고려는 되지 않고 있다. 따라서 본 논문에서는 하 폐수 처리시설에서 효과적인 광대역 통합망 구성을 위한 Wifi 및 Zigbee 스위칭 기반의 모뎀기술을 제안하였으며, 핵심기술을 토대로 판교 하 폐수 처리시설에 관련 테스트 베드를 구축하고 데이터 송수신 기능을 확인함으로써 제안한 시스템의 유용성을 입증하였다.