• 한국농공학회논문집
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• 제62권6호
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• pp.33-42
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• 2020

Emission factors for ammonia and particulate matters (PMs) from livestock buildings are of increasing importance in view of the environmental protection. While the existing emission factors were determined based on the emission inventory of other countries, in situ measurement of emission factors is required to construct an accurate emission inventory for Korea. This study is to report measurements of ammonia and PMs emissions from mechanically-ventilated pig houses, which are common types of pig barns in Korea. Ventilation rates and concentrations of ammonia and PMs were measured at the ventilation outlets of a weaner unit, a growing pig unit and a fattening pig unit to calculated the emission factors. The PMs emission was characterized with different aerodynamic diameters (PM_2.5, PM₁₀, and total suspended particulates (TSP)). The measured ammonia emission factors for weaners, growing pigs and fattening pigs were 0.225, 0.869 and 1.679 kg animal^-1 yr^-1, respectively, showing linear increase with pigs' age. The PMs emission factors for three growing stages were 0.023, 0.237 and 0.241 kg animal^-1 yr^-1, respectively for TSP, 0.017, 0.072 and 0.223 kg animal^-1 yr^-1, respectively for PM₁₀, and 0.011, 0.016 and 0.151 kg animal^-1 yr^-1, respectively for PM_2.5. PMs emissions were increased with pigs' age due to increasing feed supply and animal movement. The measured emission factors were smaller than those of the existing emission inventory indicating that the existing ones overestimate the emissions from pig buildings and also suggesting that long-term in situ monitoring at various livestock buildings is required to construct the accurate emission inventory.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2019년도 춘계학술대회
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• pp.403-405
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• 2019

스마트 농업에 대한 기준 모델, 서비스 능력, 네트워크 능력에 대한 기술 표준화 과정을 추진해 오는 과정에서 현안으로 떠오르는 내용이 병충해, 전염병과 같은 위기상황이 가져올 수 있는 영향에 대한 우려였다. 동물의 감염요인인 구제역, 조류 인플루엔자 등의 위기요인들은 경제적 손실은 물론 인간의 사회활동에도 많은 제약을 가져와 국가경제에 막대한 영향을 끼치게 되었다. 본 논문에서는 이러한 인적요인, 자연재해 및 동물 감염 등의 위기로 인한 ICT 해결 방안인 네트워크 기반에서의 위기완화 서비스의 표준화 로드맵을 제시하여 표준기술을 적용 이러한 문제를 해결하는데 긍정적 요소로 작용할 것으로 판단된다.

• 스마트미디어저널
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• 제11권8호
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• pp.84-92
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• 2022

Precision livestock monitoring promises greater management efficiency for farmers and higher welfare standards for animals. Recent studies on video-based animal activity recognition and tracking have shown promising solutions for understanding animal behavior. To achieve that, surveillance cameras are installed diagonally above the barn in a typical cattle farm setup to monitor animals constantly. Under these circumstances, tracking individuals requires addressing challenges such as occlusion and visual appearance, which are the main reasons for track breakage and increased misidentification of animals. This paper presents a framework for multi-cattle tracking in closed barns with appearance and motion models. To overcome the above challenges, we modify the DeepSORT algorithm to achieve higher tracking accuracy by three contributions. First, we reduce the weight of appearance information. Second, we use an Ensemble Kalman Filter to predict the random motion information of cattle. Third, we propose a supplementary matching algorithm that compares the absolute cattle position in the barn to reassign lost tracks. The main idea of the matching algorithm assumes that the number of cattle is fixed in the barn, so the edge of the barn is where new trajectories are most likely to emerge. Experimental results are performed on our dataset collected on two cattle farms. Our algorithm achieves 70.37%, 77.39%, and 81.74% performance on HOTA, AssA, and IDF1, representing an improvement of 1.53%, 4.17%, and 0.96%, respectively, compared to the original method.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2022년도 춘계학술대회
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• pp.112-114
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• 2022

본 논문에서는 아파트를 비롯한 집단 거주지에서 대량으로 발생되는 음식물 쓰레기를 가축 사육 농가 등 도심 인근 지역 수요자에게 온라인 거래를 통해 판매할 수 있도록 지원하는 전자상거래 서비스를 제안하고자 한다. 제안 서비스는 일반적인 전자상거래와는 달리 사물인터넷 기반의 센서와 통신 모듈이 탑재된 스마트 음식물 쓰레기통을 이용해 각 아파트의 위치 정보와 배출되는 음식물 쓰레기의 양을 자동으로 수집한 후 이를 특화된 전자상거래 플랫폼 상에서 시각화된 정보로 제공하여 수요자에게 판매하는 것을 핵심으로 한다. 스마트 음식물 쓰레기통은 무게 센서와 GPS 센서 그리고 LoRa 통신 모듈을 이용해 주기적으로 현재 용량을 클라우드 기반의 데이터베이스로 전달하며, 이렇게 수집된 여러 아파트의 위치 정보와 용량 정보는 웹사이트나 모바일 애플리케이션 형태의 전자상거래 서비스 운영에 활용이 된다. 제안하는 전자상거래 서비스는 각 아파트에서 구매자가 있는 인근 지역 농가까지 음식물 쓰레기를 배달하는 서비스와 연계함으로써 지역 경제 활성화와 더불어 음식물 쓰레기 처리 문제를 해결하는 데 큰 도움이 될 것이라 기대한다.

• 한국농공학회논문집
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• 제65권5호
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• pp.69-80
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• 2023

Carbon neutrality in agriculture can be derived from systematic GHG reduction policies based on quantitative environmental impact analysis of GHG-emitting activities. This study is to explore how to advance the calculation of carbon emissions from agricultural activities to the detailed spatial level to a spatial Tier 3 level (Tier 2.5 level), methodologically beyond the Tier 2 approach. To estimate the GHG emissions beyond the Tier 2.5 level by region for detailed spatial units, we constructed available activity data on carbon emission impact factors such as rice cultivation, agricultural land use, and livestock. We also built and verified detailed data on emission activities at the field level through field surveys. The GHG emissions were estimated by applying the latest national emission factors and regional emission factors according to the IPCC 2019 GL based on the field-level activity data. This study has significance that it explored ways to build activity data and calculate GHG emissions through statistical data and field surveys based on parcels, one of the smallest spatial units for regional carbon reduction strategies. It is expected that by utilizing the activity data surveyed for each field and the emission factor considering the activity characteristics, it will be possible to improve the accuracy of GHG emission calculation and quantitatively evaluate the effect of applying reduction policies.

• 한국정보처리학회:학술대회논문집
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• 한국정보처리학회 2022년도 추계학술발표대회
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• pp.737-739
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• 2022

본 논문은 스마트 축사의 공기/수질/토양 오염을 감시, 살균 및 청소할 드론과 로봇에 관한 연구이다. 서론에서는 서귀포시에서 최근에 개발되어 보급을 시작한 스마트 축사 시스템의 시범서비스와 바른전자의 사례를 통해서 시스템의 발전 방향과 문제점들을 분석한다. 본론에서는 차세대 스마트 축사의 전체 구성도와 서비스 구성표를 작성함으로써 연구개발의 방향을 모색하고, 인공지능, 빅데이터 분석, 드론, 로봇의 협동 방식의 스마트 축사를 구상하여 현존하는 스마트 축사 시스템의 문제점들을 보완하였다. 결론적으로, 본 논문은 차세대 스마트 축사의 환경오염과 자연생태계위협을 근원적으로 해결할 입체적인 감지정보처리 및 실시간으로 오염/전염병의 예방과 선제적 대응을 포함한, 축사에서 발생할 오염 및 전염병 사고/사건을 관할 당국에 신고하고 행정명령을 처리하는 ICT기반시설을 제안한다.

• IEIE Transactions on Smart Processing and Computing
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• 제2권5호
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• pp.302-309
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• 2013

This paper proposes a mathematical model of Caprine arthritis encephalitis (CAE), which is a disease causing significant economic damage to the goat farming industry, and reports the application of this model to the development of an information management system of animal quarantine to overcome this disease. The mathematical model of CAE was derived from the AIDs model in human case because epidemical characteristics of these diseases including infection pass are similar. This model can be expressed by simultaneous differential equations. Simulations using a new model were performed according Euler's and Runge-Kutta method using numerical analysis software. In each method, strong convergence was observed and the results were similar. The design of an information management system of animal quarantine was proposed as an application of the new model. System design was constructed on the assumption that in subtropical islands, the expected development of information infrastructure and utilization will become valuable in the future.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권11호
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• pp.180-186
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• 2020

스마트 축사용 ICT 융복합 확산으로 1세대 낙농 스마트팜 모델에서 여러 제조업체에 의해 만들어진 각 장치들이 독자적인 통신 방식을 사용함으로써 각 장치간의 상호 운영이 제한되었다. 본 연구에서는 기존 ICT 장치의 상호 운용 확보 및 데이터 관리를 위하여 개방형 제어 기술 기반 1세대 낙농 스마트팜 모델의 고도화를 실시하였다. 이 과정에서 도출된 개방형 통합제어는 Open API의 소프트웨어 인터페이스 구조로 각 말단에 위치하는 ICT 장치와 센서들의 통신 방식에 맞추어 실시간 데이터 수집 역할을 맞는 Observer와 상위 통합관리 서버로 연결, 전송하는 역할을 수행하는 Broker로 구성된다. 개방형 통합제어를 통해 고도화 모델 도입에 따른 1세대 낙농 스마트팜 모델 현장 2 곳의 검증을 통하여 성과 분석한 결과 두당 일일평균 산유량이 전년도 대비하여 (A 농가 5.13%, B 농가는 1.33%) 증가하였고(p<0.05), 공태일수는 A농가에서 약 17.5%, B 농가에서 약 13.3% 감소하였다(p<0.05). 젖소는 ICT 장치 도입 이후 적응 기간이 요구되나 이후 지속적인 효과를 관찰할 경우, 생산량의 효과가 점차 증가 할 것으로 기대할 수 있다. 현재 축종별 1세대 스마트팜 고도화를 통해 ICT 장치의 통합관리 체계 구축 및 데이터 송수신 인터페이스에 대한 제시가 실시되었으나, 빅데이터 기반의 2세대 스마트팜 연구개발 진입을 위하여 데이터의 규격 및 송수신에 대한 표준제정 및 산업계의 참여 유도를 위한 정책마련이 시급하다. 또한, 인공지능과 빅데이터가 핵심인 2세대 모델의 데이터 활용안 개발을 통해 낙농 스마트팜의 2·3세대를 향한 기반 조성이 시급 할 것이라고 제언하는 바이다.

• 생물환경조절학회지
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• 제32권3호
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• pp.197-204
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• 2023

본 연구에서는 육계사에 차열 페인트와 히트펌프의 적용에 따른 내부 온도 변화를 분석 하였다. 이를 위하여 환기율, 환기 방법, 시간별 환기 변화에 따른 실험 조건을 설정하였으며 육계사 외부 및 내부 기온을 측정하였다. 그 결과, 차열 페인트를 도포한 육계사에서는 최대 1-2℃ 실내 기온 상승을 억제하는 효과가 나타났으며 히트펌프를 가동한 육계사에서는 외기 온도의 영향을 제일 적게 받는 환기율 0%일 때 내부 기온 감소가 제일 크게 나타났다. 계사 내부의 온도가 외기 온도보다 높을 경우에는 환기율을 높게 설정하여 환기팬을 이용한 냉방이 더욱 효과적이나 계사 내부 온도가 외기 온도와 유사하거나 낮을 경우에는 히트펌프를 이용하는 것이 가장 효과적일 것으로 판단된다. 히트펌프 가동 시 외기 온도의 영향이 적은 환기율을 0%로 설정하였을 때 내부 기온이 가장 큰 폭으로 감소하였으나 실제 육계사에서는 분진, 이물질, 암모니아 등을 고려하여 최소환기율 정도로 환기율을 설정한 후 히트펌프를 가동하는 것이 가장 효율적일 것으로 판단된다. 본 연구는 실험 기간이 짧아 데이터가 많지 않으며 실제 육계가 사육되고 있는 환경에서 실험을 진행한 것이 아니라는 한계가 있다. 향후 후속 연구로 실제 닭이 사육되고 있는 환경에서의 히트펌프 효과 분석과 히트펌프의 전력사용량, 냉방부하, 환기팬 가동시간 등 다양한 환경인자를 포함한 연구가 진행되어야 할 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권4호
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• pp.140-155
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• 2020

본 연구는 가축질병이 밀집되어 발생했던 지역인 경기도 남부-충청도의 감염농가 입지 특성을 파악하여 가금농가의 질병 발생 확률을 분석하고 조건에 해당하는 지역을 도출하여 가축질병 발생예방과 차별적인 방역지역 선정 및 방역전략 설정의 근거와 보완대책의 기초자료로 사용하기 위해 수행되었다. 로지스틱 회귀분석 결과, 반경 3km내 가금농가 1개가 증가하면 HPAI에 감염될 확률이 전 단위에 비해 10.9% 증가한다. 2차선 이상 주요 도로와의 거리 1m가 증가하면 HPAI에 감염될 확률이 전 단위에 비해 0.001% 감소한다. 주요 철새도래지와의 15km 이내에 가금농가가 위치한 경우에서 15~30km로 변화하면 HPAI에 감염될 확률이 46.0% 감소한다. 주요 철새도래지와의 거리가 15km 이내에 가금농가가 위치한 경우에서 30km 이상으로 변화하면 HPAI에 감염될 확률이 88.5% 감소한다. 로지스틱 회귀분석 결과를 바탕으로 예측확률을 생성하고 도출된 입지요인인' 반경 3km내 가금농가 15개 초과, 주요 도로와의 거리 1km이내, 주요 철새도래지와의 거리 30 km이내'의 실제 지역을 도출하고 감염 비율을 측정하였다. 본 연구의 결과가 지역 내에서 가축질병이 발생할 확률이 높은 지역을 판별하여, 방역 주체가 대상 지역과 농가에 대해 선제적 방역을 실시하거나 차량을 통제하는 등의 차별적인 방역지역과 방역전략을 설정할 때, 그 근거와 보완대책 마련에 기초자료로 활용될 수 있을 것이라 기대한다.