KR101306434B1 - SYSTEM AND METHOD FOR ANAYLYZING INDOOR AIR-QUALITY in consideration of health risk - Google Patents

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유창규
오태석
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경희대학교 산학협력단
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/0004—Gaseous mixtures, e.g. polluted air

Abstract

본 발명은 일정 기간 동안 누적된 실내의 오염 물질 농도 데이터를 제공하며, 누적 오염 물질 농도 데이터에 따른 실내 공기질 지수 등급을 분석하여 제공할 수 있는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
본 발명인 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템은 실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 통신부; 상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 가공부; 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 상기 실내에서의 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 산출부를 포함한다.The present invention provides indoor contaminant concentration data accumulated over a period of time, and provides an indoor air quality risk integrated analysis system and method that can analyze and provide an indoor air quality index grade according to the accumulated contaminant concentration data.
The indoor air quality integrated risk analysis system of the present invention includes a communication unit for receiving pollutant concentration data measured periodically from a sensor installed in the room; A processing unit processing the pollutant concentration data; And a calculation unit configured to calculate cumulative pollutant concentration data in the room for each pollutant using the processed pollutant concentration data.

Description

실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD FOR ANAYLYZING INDOOR AIR-QUALITY in consideration of health risk}System and method for integrated analysis of indoor air quality risk {SYSTEM AND METHOD FOR ANAYLYZING INDOOR AIR-QUALITY in consideration of health risk}

본 발명은 일정 기간 동안 누적된 실내 오염 물질의 농도를 계산하고, 누적 오염 물질의 농도에 따른 실내공기질의 등급을 분석할 수 있는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to an integrated indoor air quality risk analysis system and method that can calculate the concentration of indoor pollutants accumulated over a period of time and analyze the grade of indoor air quality according to the concentration of accumulated pollutants.

대기의 오염도는 1999년 미국 EPA에서 공기질 지수(AQI, Air-Quality Index)를 발표하면서 대기의 질을 한눈에 알아 볼 수 있게 하였으며, 우리나라는 2005년 12월 누구나 쉽게 대기오염 상황을 파악할 수 있게 통합대기환경지수(CAI, Comprehensive air-quality index)를 발표하여 인체 영향과 체감오염도를 반영한 6개 등급의 색상으로 표현하여 제공하고 있다.Atmospheric pollution level was released by the US EPA in 1999 when the Air Quality Index (AQI) released the Air Quality Index (AQI) to provide a glimpse into the quality of the air at a glance. Comprehensive air-quality index (CAI) is released and presented in six grades of colors reflecting human impact and bodily pollution.

공기질 지수란 이산화질소(NO2), 오존(O3), 일산화탄소(CO), 미세먼지(PM10, PM2 .5) 다섯 가지의 오염 물질을 7개의 등급으로 나누어 지수로 표현하는 방식으로, 지수 구간마다 다른 색을 적용하여 한눈에 현재 오염도를 파악할 수 있게 하였다.Air quality index is nitrogen dioxide (NO 2), ozone (O 3), carbon monoxide (CO), the particulate matter (PM 10, PM 2 .5) five kinds of contaminants in the manner represented in the index divided into seven grades, Index Different colors were applied to each section to identify the current pollution level at a glance.

통합대기환경지수란, 대기환경지수로서, 아황산가스, 일산화탄소, 이산화질소, 오존, 미세먼지의 다섯 가지 오염 물질에 대하여 6개의 등급의 색상으로 표현하는 지수로서, 전국 62개시, 군의 233개 도시대기 특정소에서 측정되는 자료를 실시간으로 공개하여 대기오염으로 인한 국민들의 질병예방에 기여하고 있다.The Integrated Air Quality Index is an air quality index that expresses five grades of color for five pollutants: sulfur dioxide, carbon monoxide, nitrogen dioxide, ozone, and fine dust. The data measured at specific places are disclosed in real time, contributing to the prevention of diseases caused by air pollution.

그러나 실내 공기의 오염물질의 기준은 설립되지 않은 국가가 대부분이며 통합대기지수는 야외의 대기지수를 기준으로 정해진 것으로, 실내에서 활동하는 시간이 대부분인 현대인들에게 그대로 적용하기 힘든 것이 실정이다.However, indoor air pollutants are not established in most countries, and the integrated air index is based on the outdoor air index, which is difficult to apply to modern people who spend most of their time indoors.

다만, 논문 Kang H.S.; Kim S.J.; Kwak E.S.; Kim I.W. A Suggestion of the CIAI (Comprehensive Indoor Air-quality Index) for the Air Quality Management in the Subway Station; Korean Society for Atmospheric Environment 2010, 5, 329-330에서는 도 2에서 보는 바와 같은 기존의 기준을 실내에 맞게 수정한 통합 실내 공기질 지수(CIAI, Comprehensive Indoor air-quality index)를 제안하였으나, 짧은 시간 동안 측정되는 오염 물질의 농도를 이용하여 해당 시간의 실내 공기질 지수만을 나타내는 것에 그치고 있다.However, the paper Kang HS; Kim SJ; Kwak ES; Kim IW A Suggestion of the CIAI (Comprehensive Indoor Air-quality Index) for the Air Quality Management in the Subway Station; Korean Society for Atmospheric Environment 2010, 5, 329-330 proposed the Comprehensive Indoor Air-quality Index (CIAI), which is a modification of the existing criteria for indoors as shown in Figure 2, but the concentration of pollutants measured for a short time It only shows the indoor air quality index of the hour.

그러나 실내의 오염 물질은 누적되어 실내 공간에서 장시간을 보내는 현대인들에게 영향을 미치게 되는 것이므로, 통합 실내 공기질 지수만으로는 장 시간 동안 실내 공간에서 시간을 보내는 현대인들, 특히 노약자나 면역력이 약한 어린아이에게 오염 물질이 실질적으로 미치는 위해성을 표현하기에는 부족하다.
However, since indoor pollutants accumulate and affect modern people who spend a long time in the indoor space, the integrated indoor air quality index alone pollutes modern people who spend a long time in the indoor space, especially the elderly and young children with weak immunity. It is not enough to express the actual risks of a substance.

본 발명은 일정 기간 동안 누적된 실내의 오염 물질 농도 데이터를 제공하며, 누적 오염 물질 농도 데이터에 따른 실내 공기질 지수 등급을 분석하여 제공할 수 있는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법을 제공한다.The present invention provides indoor contaminant concentration data accumulated over a period of time, and provides an indoor air quality risk integrated analysis system and method that can analyze and provide an indoor air quality index grade according to the accumulated contaminant concentration data.

또한, 실내에서 장시간동안 생활하는 현대인들에게 시간에 따라 누적되는 실내 누적 오염 물질에 따른 위해성 정보를 제공할 수 있는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법을 제공한다.
In addition, the present invention provides an integrated indoor air quality risk analysis system and method that can provide modern people living indoors for long periods of time with risk information according to accumulated indoor cumulative pollutants.

본 발명인 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템은 실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 통신부; 상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 가공부; 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 상기 실내에서의 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 산출부를 포함한다.The indoor air quality integrated risk analysis system of the present invention includes a communication unit for receiving pollutant concentration data measured periodically from a sensor installed in the room; A processing unit processing the pollutant concentration data; And a calculation unit configured to calculate cumulative pollutant concentration data in the room for each pollutant using the processed pollutant concentration data.

상기 산출부는 일정 기간 동안의 오염 물질 농도 데이터 중 가장 낮은 농도값을 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터 값 각각에 대하여 감하는 감산부; 상기 감산부에 의하여 감해진 오염 물질 농도 데이터를 상기 일정 기간에 대하여 적분하여 총 오염 물질 배출 농도를 산출하는 적분부; 및 상기 총 오염 물질 배출 농도에 상기 가장 낮은 농도값을 더하여 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출하는 가산부를 포함한다.The calculating unit subtracts the lowest concentration value of the pollutant concentration data for a predetermined period from each of the processed pollutant concentration data values; An integrator configured to integrate the pollutant concentration data subtracted by the subtractor for the predetermined period to calculate a total pollutant emission concentration; And an adder for adding cumulative pollutant concentration data by adding the lowest concentration value to the total pollutant emission concentration.

상기 통신부는 한 시간 간격으로 상기 오염 물질 농도 데이터를 전송 받고, 상기 산출부는 하루 동안 상기 실내에 누적된 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출할 수 있다.The communication unit may receive the pollutant concentration data at an interval of one hour, and the calculator may calculate cumulative pollutant concentration data accumulated in the room for each pollutant.

상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 분석부를 더 포함한다.The method may further include an analyzer configured to determine a cumulative indoor air quality index using the cumulative pollutant concentration data.

상기 분석부는 상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 기 설정된 지수표에 따라 오염 물질 별 지수점수를 계산하고, 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 제1인덱싱부; 및 상기 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수에 가중치를 더하여 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하는 제2인덱싱부를 포함한다.The analyzing unit may include: a first indexing unit configured to calculate an index score for each pollutant according to a preset index table using the cumulative pollutant concentration data and determine a cumulative indoor air quality index for each pollutant; And a second indexing unit determining a cumulative integrated indoor air quality index by adding a weight to the cumulative indoor air quality index for each pollutant.

상기 제2인덱싱부는 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 하나 이하인 경우 가장 높은 지수점수에 따라 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하되, 상기 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 2개 이상 있는 경우 가중치를 더하여 가장 높은 지수점수에 따라 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정할 수 있다.The second indexing unit determines the cumulative integrated indoor air quality index according to the highest index score when one or more pollutants exceed the preset index score, and weights when there are two or more pollutants exceeding the preset index score. In addition, the cumulative integrated indoor air quality index can be determined according to the highest index score.

본 발명인 실내 공기질 위해성 통합 분석 방법은 통신부가 실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 단계; 가공부가 상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 단계; 산출부가 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 상기 실내에서의 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 단계를 포함한다.The present inventors indoor air quality risk analysis method comprising the steps of receiving the pollutant concentration data periodically measured from the sensor installed in the communication unit; A processing unit processing the pollutant concentration data; The calculating unit includes calculating cumulative pollutant concentration data in the room for each pollutant by using the processed pollutant concentration data.

상기 산출하는 단계는 감산부가 일정 기간 동안의 오염 물질 농도 데이터 중 가장 낮은 농도값을 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터 값 각각에 대하여 감하는 단계; 적분부가 상기 감산부에 의하여 감해진 오염 물질 농도 데이터를 상기 일정 기간에 대하여 적분하여 총 오염 물질 배출 농도를 산출하는 단계; 및 가산부가 상기 총 오염 물질 배출 농도에 상기 가장 낮은 농도값을 더하여 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출하는 단계를 포함한다.The calculating may include subtracting the lowest concentration value of pollutant concentration data for a predetermined period from each of the processed pollutant concentration data values; Integrating the contaminant concentration data subtracted by the subtractor for the predetermined period to calculate a total pollutant emission concentration; And an adder adds the lowest concentration value to the total pollutant emission concentration to calculate cumulative pollutant concentration data.

분석부가 상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 실내 공기질 지수를 판정하는 단계를 더 포함한다.The analyzing unit further includes determining the indoor air quality index by using the accumulated pollutant concentration data.

상기 판정하는 단계는, 상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 기 설정된 지수표에 따라 오염 물질 별 지수점수를 계산하고, 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 단계; 및 상기 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수에 가중치를 더하여 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하는 단계를 포함한다.
The determining may include calculating an index score for each pollutant according to a preset index table using the cumulative pollutant concentration data and determining a cumulative indoor air quality index for each pollutant; And determining a cumulative integrated indoor air quality index by adding a weight to the cumulative indoor air quality index for each pollutant.

본 발명인 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템 및 방법은 일정 기간 동안 누적된 실내의 오염 물질 농도 데이터를 제공하며, 누적 오염 물질 농도 데이터에 따른 실내 공기질 지수 등급을 분석하여 제공할 수 있다.The present inventors indoor air quality risk integrated analysis system and method provides a concentration of indoor pollutant concentration data for a certain period of time, and can be provided by analyzing the indoor air quality index grade according to the cumulative pollutant concentration data.

또한, 실내에서 장시간동안 생활하는 현대인들에게 시간에 따라 누적되는 실내 누적 오염 물질에 따른 위해성 정보를 제공할 수 있다.
In addition, it is possible to provide risk information according to indoor cumulative pollutants accumulated over time to modern people living indoors for a long time.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템의 구성도,
도 2는 종래 기술에 따른 실내 공기질 지수의 지수표,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 누적 실내 공기질 지수의 지수표,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질 농도 데이터의 그래프,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질의 농도 및 누적 농도의 비교 그래프,
도 6a는 종래 기술에 따른 오염 물질의 실내 공기질 지수 그래프,
도 6b는 본 발명의 일실시예에 따른 오염 물질의 누적 실내 공기질 지수 그래프,
도 7a 내지 도 7e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수 그래프,
도 7f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 누적 통합 실내 공기질 지수 그래프, 및
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실내 공기질 분석 방법의 순서도이다.1 is a block diagram of an integrated indoor air quality risk analysis system according to an embodiment of the present invention,
2 is an index table of the indoor air quality index according to the prior art,
3 is an index table of the cumulative indoor air quality index according to an embodiment of the present invention;
4 is a graph of pollutant concentration data according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a comparison graph of the concentration and cumulative concentration of the pollutant according to an embodiment of the present invention,
Figure 6a is a graph of indoor air quality index of pollutants according to the prior art,
6b is a cumulative indoor air quality index graph of pollutants according to one embodiment of the present invention;
7A to 7E are graphs showing cumulative indoor air quality index for each pollutant according to another embodiment of the present invention;
7F is a cumulative integrated indoor air quality index graph according to another embodiment of the present invention, and
8 is a flowchart illustrating a method for analyzing indoor air quality according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 하기의 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하며, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components, and the same reference numerals will be used to designate the same or similar components. Detailed descriptions of known functions and configurations are omitted.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템의 구성도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템은 실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 통신부(210); 상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 가공부(220); 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 상기 실내에서의 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 산출부(230); 및 상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 실내 공기질 지수를 판정하는 분석부(240)를 포함한다.1 is a block diagram of an integrated indoor air quality risk analysis system according to an embodiment of the present invention. Integrated indoor air quality risk analysis system according to an embodiment of the present invention communication unit 210 receives the pollutant concentration data measured periodically from the sensor installed in the room; A processing unit 220 for processing the pollutant concentration data; A calculator 230 configured to calculate cumulative pollutant concentration data in the room for each pollutant using the processed pollutant concentration data; And an analyzer 240 that determines an indoor air quality index using the cumulative pollutant concentration data.

통신부(210)는 지하철역, 빌딩, 집 등의 건물 안에 설치되는 센서로부터 오염 물질 데이터를 주기적으로 전송 받을 수 있다. 센서는 예를 들면 TMS(Tele-Monitoring System)의 센서일 수 있으며, 지하철 역사 등에 설치되어 다변량 데이터 해석을 위하여 주기적으로 공기 중에 포함되는 물질의 농도를 측정하여 저장하거나 관리 시스템에 전송할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 센서는 지하철 역사 안에 설치되어 NO, NO2, NOX, PM10, PM2 .5, CO, CO2 를 포함하는 오염 물질의 농도와 지하철 역사의 온도 및 습도를 매시간마다 측정하여 통신부(210)를 통하여 데이터를 전송할 수 있다. 통신부(210)는 센서와 유무선 통신을 통하여 데이터를 전송 받을 수 있으며, 데이터 전송 주기 변경 요청이나 데이터 전송 요청 등을 수행 할 수 있다.The communication unit 210 may periodically receive pollutant data from a sensor installed in a building such as a subway station, a building, or a house. The sensor may be, for example, a sensor of a tele-monitoring system (TMS), and may be installed in a subway station to measure and store a concentration of a substance contained in the air periodically for interpretation of multivariate data or to transmit it to a management system. Sensor in one embodiment of the present invention, every time the density of the temperature and humidity of the subway station of contaminants is provided in the subway station comprises a NO, NO 2, NO X, PM 10, PM 2 .5, CO, CO 2 Each measurement can be transmitted through the communication unit 210. The communication unit 210 may receive data through a wired or wireless communication with a sensor, and may perform a data transmission cycle change request or a data transmission request.

가공부(220)는 오염 물질 농도 데이터를 가공할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서 데이터의 가공이란, 컴퓨터가 데이터를 처리할 수 있도록 데이터를 가공한다는 의미 이외에, 이후 산출부(230)에서 연산 작업 등을 수행할 수 있도록 주기적으로 측정된 오염 물질 농도 데이터를 샘플링한다는 의미를 포함할 수 있다. 따라서, 가공부(220)에 의하여 가공된 오염 물질 농도 데이터는 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질별로 분류하고, 측정된 시간을 농도값에 매칭시키는 작업 과정을 포함하는 의미일 수 있다. 일반적으로 공기질 지수를 나타내기 위하여 이용되는 오염 물질은 NO2, PM10, PM2 .5, CO 및 CO2로 본 발명의 일실시예에서 가공부(220)는 나열된 5가지의 오염 물질 별로 오염 물질 농도 데이터를 가공하기로 한다.The processor 220 may process the pollutant concentration data. In one embodiment of the present invention, the data processing means that the computer processes the data so that the data can be processed, and then the pollutant concentration data measured periodically so that the calculation unit 230 can perform arithmetic operations and the like. May include the meaning of sampling. Therefore, the pollutant concentration data processed by the processing unit 220 may mean a process including classifying the pollutant concentration data for each pollutant and matching the measured time to the concentration value. In general contaminants are used to indicate the air quality index is NO 2, PM 10, PM 2 .5, CO and CO 2 contaminated by contaminants of the five processing unit 220, in one embodiment of the present invention are listed in We will process the material concentration data.

산출부(230)는 감산부(231), 적분부(232) 및 가산부(233)를 포함하며 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 실내에서 누적된 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출 할 수 있다.The calculating unit 230 includes a subtracting unit 231, an integrating unit 232, and an adding unit 233, and calculates pollutant concentration data accumulated in the room for each pollutant by using the processed pollutant concentration data. have.

감산부(231)는 가공된 오염 물질 농도 데이터들 중에 가장 낮은 농도 값을 빼는 연산을 수행할 수 있다. 일정 시간 동안 측정된 오염 물질 농도 데이터에 있어서 각각의 오염 물질 별로 가장 낮은 농도 값은 공기 중에 기본적으로 포함되는 농도로 판단할 수 있다. 따라서 감산부(231)를 통하여 가장 낮은 농도 값을 오염 물질 별로 가공된 오염 물질 농도 데이터에서 빼는 연산을 수행함으로써 오염 물질 배출 농도를 산출할 수 있다.The subtraction unit 231 may perform an operation of subtracting the lowest concentration value among the processed pollutant concentration data. In the pollutant concentration data measured for a certain time, the lowest concentration value for each pollutant may be determined as a concentration basically included in the air. Therefore, the pollutant discharge concentration may be calculated by performing a calculation of subtracting the lowest concentration value from the pollutant concentration data processed for each pollutant through the subtraction unit 231.

적분부(232)는 일정 기간 동안의 총 오염 물질 배출 농도를 구하기 위하여 감산부(231)에서 산출한 데이터를 일정 기간에 대하여 적분하는 연산을 수행할 수 있다. 적분부(232)를 통하여 연산된 데이터는 공기 중에 포함된 오염 물질의 농도를 제외한 일정 기간 동안 실내에서 배출된 오염 물질 농도의 총량으로써 총 오염 물질 배출 농도를 의미한다.The integrating unit 232 may perform an operation of integrating the data calculated by the subtracting unit 231 for a predetermined period to obtain a total pollutant emission concentration for a predetermined period. The data calculated through the integrating unit 232 is the total amount of pollutant emitted in the room for a predetermined period except the concentration of the pollutant contained in the air, and means the total pollutant emission concentration.

도 4는 감산부(231)와 적분부(232)의 연산 과정을 설명하기 위한 도면이다. 매시간마다 측정된 오염 물질 농도 데이터에서 7번째 샘플링 된 데이터가 가장 낮은 농도 값을 가지므로 감산부(231)를 통하여 이를 제외하는 연산을 수행하고, 적분부(232)는 점선 위의 그래프에 의하여 둘러싸인 부분의 면적을 구함으로써 24시간 동안의 총 오염 물질 배출 농도를 산출 할 수 있다.4 is a diagram for describing a calculation process of the subtractor 231 and the integrator 232. Since the seventh sampled data of the pollutant concentration data measured every hour has the lowest concentration value, an operation of excluding this through the subtractor 231 is performed, and the integrator 232 is surrounded by the graph on the dotted line. By calculating the area of the part, the total pollutant emission concentration over 24 hours can be calculated.

가산부(233)는 적분부(232)에서 산출한 총 오염 물질 배출 농도에 감산부(231)에서 제외한 가장 낮은 농도값을 더하여 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출 할 수 있다. 적분부(232)를 통하여 산출된 총 오염 물질 배출 농도는 기본적으로 공기 중에 포함되는 오염 물질의 농도는 고려하지 않은 것이므로 총 오염 물질 배출 농도에 가장 낮은 농도값을 가산함으로써 일정 기간 동안에 누적된 오염 물질 농도 데이터를 산출 할 수 있다.The adder 233 may calculate cumulative pollutant concentration data by adding the lowest concentration value excluded from the subtractor 231 to the total pollutant discharge concentration calculated by the integrator 232. Since the total pollutant emission concentration calculated through the integrator 232 basically does not consider the concentration of pollutant contained in the air, the pollutant accumulated over a certain period by adding the lowest concentration value to the total pollutant emission concentration. Concentration data can be calculated.

분석부(240)는 제1인덱싱부(241) 및 제2인덱싱부(242)를 포함하며, 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수 및 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정할 수 있다.The analyzing unit 240 includes a first indexing unit 241 and a second indexing unit 242, and may determine the cumulative indoor air quality index and the cumulative integrated indoor air quality index for each pollutant by using the cumulative pollutant concentration data. have.

제1인덱싱부(241)는 오염 물질 별로 산출된 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 오염 물질 별 지수점수를 계산할 수 있다. 지수점수를 계산하는 방법은 통합대기환경지수(CAI, Comprehensive air-quality index)에서 대기 지수 점수를 계산하는 방법을 이용할 수 있다. 다만, 통합대기환경지수는 대기 중 오염도 측정치를 이용하는 것이므로, 본 발명의 일실시예에서는 통합실내공기질지수(CIAI, Comprehensive Indoor air-quality index)에서 지수점수를 계산하는 방법을 이용하기로 한다. 실내공기질지수란, 한국환경공단에서 공개한 대기환경 지수를 실내 공기질에 대해 오염물질별로 기준치를 설정해 놓은 표로 논문 Kang H.S.; Kim S.J.; Kwak E.S.; Kim I.W. A Suggestion of the CIAI (Comprehensive Indoor Air-quality Index) for the Air Quality Management in the Subway Station; Korean Society for Atmospheric Environment 2010, 5, 329-330에서 제안되었다. 본 발명의 일실시예에서는 실내공기질지수를 이용한 누적 실내공기질지수(CCIAI, Cumulative Comprehensive Indoor air-quality index)를 통하여 오염 물질별 실내 공기질 지수 및 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하고자 한다.The first indexing unit 241 may calculate an index score for each pollutant using cumulative pollutant concentration data calculated for each pollutant. The index score can be calculated using the Comprehensive Air Quality Index (CAI). However, since the integrated air environment index is a measure of air pollution, in one embodiment of the present invention, a method for calculating an index score from an integrated indoor air quality index (CIAI) is used. The indoor air quality index is a table that sets the standard values for each air pollutant in the air environment index published by Korea Environment Corporation. Kim SJ; Kwak ES; Kim IW A Suggestion of the CIAI (Comprehensive Indoor Air-quality Index) for the Air Quality Management in the Subway Station; Korean Society for Atmospheric Environment Proposed in 2010, 5, 329-330. In an embodiment of the present invention, the indoor air quality index and the cumulative integrated indoor air quality index for each pollutant are determined through a cumulative comprehensive indoor air quality index (CCIAI) using the indoor air quality index.

도 2는 실내공기질지수의 지수 산출을 위해 필요한 변수를 정의한 표를 나타낸다. 실내공기질지수는 단위 시간마다의 오염 물질의 농도에 대한 위험도를 판정하기 위한 표이므로, 본 발명의 일실시예에서 판정하고자 하는 누적 실내공기질지수를 판정하기 위해서는 도 2의 변수값에 오염 물질이 누적된 일정 기간을 곱하여야 한다. 따라서, 도 2의 변수값에 24시간을 곱하게 되면, 도 3과 같은 누적 실내공기질지수를 판정하기 위한 변수가 정의된다. 이하 도 3의 누적 실내공기질지수를 판정하기 위하여 정의된 표를 기 설정된 지수표 내지는 지수표라 한다.Figure 2 shows a table that defines the parameters required for the index calculation of the indoor air quality index. Since the indoor air quality index is a table for determining the risk of the concentration of pollutants per unit time, in order to determine the cumulative indoor air quality index to be determined in one embodiment of the present invention, the pollutants are accumulated in the variable value of FIG. 2. Multiplied by a certain period of time. Therefore, when the variable value of FIG. 2 is multiplied by 24 hours, a variable for determining the cumulative indoor air quality index as shown in FIG. 3 is defined. Hereinafter, a table defined for determining the cumulative indoor air quality index of FIG. 3 is referred to as a preset index table or index table.

제1인덱싱부(241)는 기 설정된 지수표를 이용하여 하기의 식 1에 따라 오염 물질별 지수점수를 계산할 수 있다.The first indexing unit 241 may calculate the index score for each pollutant according to Equation 1 below using a preset index table.

Figure 112012016542577-pat00001
Figure 112012016542577-pat00001

Ip = 대상 오염물질의 누적 실내공기질지수점수I p = cumulative indoor air quality index of the pollutant

Cp = 대상 오염물질의 누적 오염물질 농도C p = cumulative pollutant concentration of the target pollutant

BPHI = 대상 오염물질의 오염도 해당 구간에 대한 최대 오염도BP HI = Pollution degree of the target pollutant Maximum pollution level for the interval

BPLO = 대상 오염물질의 오염도 해당 구간에 대한 최소 오염도BP LO = Pollution degree of the target pollutant Minimum pollution level for the interval

IHI = BPHI에 해당하는 지수값(구간 최대 지수값)I HI = exponent value corresponding to BP HI (segment maximum exponent value)

ILO = BPLO에 해당하는 지수값(구간 최소 지수값)I LO = exponent value corresponding to BP LO (section minimum exponent)

도 6a는 지하철 역사 안에 설치된 센서를 통하여 측정된 미세먼지(PM10) 농도에 대한 실내공기질지수 등급을 시간에 따른 그래프로 표현한 것이고 도 6b는 미세먼지의 누적 실내공기질지수 등급을 시간에 따른 그래프로 표현한 것이다. 실내공기질지수는 매 시간마다의 미세먼지의 농도에 따라 등급이 변동되는 것에 반하여 누적 실내공기질지수는 누적되는 미세먼지의 농도에 영향을 받게 되므로 등급이 점차적으로 향상되는 것을 알 수 있다. 도 6a에서 3~7시 사이에 민감군 영향(Unhealthy for sensitive group)으로 나타나다가 이후 보통(Moderate)등급으로 변하는 반면에, 도 6b에서는 5시경에 민감군 영향(Unhealthy for sensitive group) 등급으로 향상된 이후에 계속 유지되는 것을 알 수 있다. 이는 3~7시 사이에 순간적으로 미세먼지의 농도가 높아져서 노인, 어린이, 환자 등 민감군에 속하는 집단이 실내에서 지속적으로 활동하는 데에 있어서 미세먼지의 농도가 위험한 정도로 누적 되어 있음을 나타낸다.Figure 6a is a graph showing the indoor air quality index rating over time with respect to the fine dust (PM 10 ) concentration measured through a sensor installed in the subway station and Figure 6b is a graph of the cumulative indoor air quality index rating of the fine dust over time It is expressed. While the indoor air quality index changes in accordance with the concentration of fine dust every hour, the cumulative indoor air quality index is affected by the cumulative concentration of fine dust, indicating that the grade is gradually improved. In FIG. 6A, the results appear as Unhealthy for sensitive group between 3 and 7 o'clock, and then change to Moderate grade, while in FIG. 6B, it is improved to Unhealthy for sensitive group at 5 o'clock. You can see that it stays there. This shows that the concentration of fine dust is increased momentarily between 3 and 7 o'clock, so that the concentration of fine dust accumulates to a dangerous level in the group that belongs to the sensitive group such as the elderly, children, and patients.

제2인덱싱부(242)는 제1인덱싱부(241)에서 계산한 오염 물질 별 지수점수에 가중치를 더하여 5가지 오염 물질에 대한 누적 통합 실내공기질지수를 판정할 수 있다. 제2인덱싱부(242)는 예를 들면, 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 하나 이하인 경우에는 가중치를 더하지 않고 가장 높은 지수점수에 따라 누적 통합 실내공기질지수를 판정할 수 있다. 제2인덱싱부(242)는 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 2개 이상 있는 경우에는 가중치를 더하여 누적 통합 실내공기질지수를 판정하게 되는데, 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염물질이 2개 있는 경우에는 가장 높은 점수가 나온 오염 물질의 지수 점수에 50점을 가산하고, 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염물질이 3개 있는 경우에는 가장 높은 점수가 나온 오염 물질의 지수 점수에 75점을 가산하여 누적 통합 실내공기질지수를 판정할 수 있다. 기 설정된 지수점수는 지수표에서 민감군 영향 이상의 등급으로 책정될 수 있는 101점으로 설정될 수 있으며, 이는 외부 관리자 등의 설정에 의하여 변경될 수 있다.The second indexing unit 242 may determine the cumulative integrated indoor air quality index for the five pollutants by adding a weight to the index score for each pollutant calculated by the first indexing unit 241. The second indexing unit 242 may determine the cumulative integrated indoor air quality index according to the highest index score without adding a weight, for example, when one or more pollutants exceed the predetermined index score. When there are two or more pollutants exceeding the predetermined index score, the second indexing unit 242 determines the cumulative integrated indoor air quality index by adding weights. In this case, 50 points are added to the index score of the pollutant with the highest score, and if there are three pollutants that exceed the preset index score, 75 points are added to the index score of the pollutant with the highest score. The cumulative integrated indoor air quality index can be determined. The preset index score may be set to 101 points, which may be set as a grade above the sensitive group influence in the index table, which may be changed by a setting of an external manager.

도 7a 내지 도 7e는 일년동안 누적된 농도 데이터에 따라 오염 물질별 누적 실내공기질지수를 나타낸 그래프이고, 도 7f는 오염 물질별 누적 실내공기질지수를 이용하여 일년동안 누적 통합 실내공기질지수를 나타낸 그래프이다.7A to 7E are graphs showing the cumulative indoor air quality index for each pollutant according to the concentration data accumulated for one year, and FIG. 7F is a graph showing the cumulative integrated air quality index for one year using the cumulative indoor air quality index for each pollutant. .

도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 실내 공기질 위해성 통합 분석 방법의 순서도이다.8 is a flow chart of a method for integrated indoor air quality risk analysis according to an embodiment of the present invention.

통신부(210)는 센서부로부터 주기적으로 오염 물질 농도 데이터를 전송받는다. 통신부(210)는 1시간 단위로 측정되는 실내의 NO, NO2, NOX, PM10, PM2 .5, CO, CO2 를 포함하는 오염 물질의 농도 데이터를 전송 받으며 추가적으로 실내의 온도 및 습도값을 데이터로 전송받는다(S801).The communication unit 210 receives pollutant concentration data periodically from the sensor unit. Unit 210 is NO in the room is measured in units of time, NO 2, NO X, PM 10, PM 2 .5, CO, receives transmit the density data of the contaminants including the CO 2 addition temperature and humidity in the room The value is received as data (S801).

가공부(220)는 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질별로 분류하고, 측정된 시간을 농도값에 매칭시키는 데이터 가공 작업을 수행한다. 가공부(220)는 NO2, PM10, PM2 .5, CO 및 CO2를 포함하는 5가지의 오염 물질별로 데이터를 가공하여 산출부(230)에서 이용할 수 있도록 한다(S802).The processing unit 220 classifies the pollutant concentration data for each pollutant, and performs a data processing operation matching the measured time to the concentration value. The processing unit 220 is NO 2, PM 10, PM 2 .5, by processing the data by 5 kinds of contaminants including CO and CO 2 to be used in the calculation unit (230) (S802).

산출부(230)는 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 실내에서 누적된 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출한다(S803). 산출부(230)에서 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출하는 과정은 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The calculator 230 calculates pollutant concentration data accumulated in the room for each pollutant using the processed pollutant concentration data (S803). The process of calculating the cumulative pollutant concentration data in the calculator 230 is the same as described with reference to FIG. 4, and thus redundant descriptions thereof will be omitted.

분석부(240)는 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 오염 물질별 지수점수를 계산하여 누적 실내 공기질 지수를 판정하고, 오염 물질별 지수점수를 이용하여 가중치를 적용함으로써 누적 통합 실내공기질지수를 판정한다(S804). 누적 통합 실내공기질지수를 판정하는 과정은 도 6 내지 도 7에서 설명한 바와 동일하므로 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
The analysis unit 240 determines the cumulative indoor air quality index by calculating the index score for each pollutant using the cumulative pollutant concentration data, and determines the cumulative integrated indoor air quality index by applying a weight using the index score for each pollutant. (S804). Since the process of determining the cumulative integrated indoor air quality index is the same as described with reference to FIGS. 6 to 7, redundant descriptions thereof will be omitted.

본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CDROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.
Embodiments of the present invention include computer readable media including program instructions for performing various computer implemented operations. The computer readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be those specially designed and constructed for the present invention or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical media such as CDROMs, DVDs, magneto-optical media such as floptical disks, Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and perform program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.

200: 실내 공기질 분석 시스템
210: 통신부
220; 가공부
230: 산출부
231: 감산부
232: 적분부
233: 가산부
240: 분석부
241: 제1인덱싱부
242: 제2인덱싱부200: indoor air quality analysis system
210:
220; Machining department
230:
231: subtraction
232: integral
233: adder
240: analysis unit
241: first indexing unit
242: second indexing unit

Claims (10)

실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 통신부;
상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 가공부;
상기 가공된 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 상기 실내에서의 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 산출부를 포함하며,
상기 산출부는,
일정 기간 동안의 오염 물질 농도 데이터 중 가장 낮은 농도값을 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터 값 각각에 대하여 감하는 감산부;
상기 감산부에 의하여 감해진 오염 물질 농도 데이터를 상기 일정 기간에 대하여 적분하여 총 오염 물질 배출 농도를 산출하는 적분부; 및
상기 총 오염 물질 배출 농도에 상기 가장 낮은 농도값을 더하여 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출하는 가산부를 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템.
Communication unit for receiving the pollutant concentration data measured periodically from the sensor installed in the room;
A processing unit processing the pollutant concentration data;
A calculation unit configured to calculate cumulative pollutant concentration data in the room for each pollutant using the processed pollutant concentration data;
The calculating unit calculates,
A subtraction unit which subtracts the lowest concentration value of the pollutant concentration data for a period of time from each of the processed pollutant concentration data values;
An integrator configured to integrate the pollutant concentration data subtracted by the subtractor for the predetermined period to calculate a total pollutant emission concentration; And
And an adder configured to add cumulative pollutant concentration data by adding the lowest concentration value to the total pollutant emission concentration.
삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 통신부는 한 시간 간격으로 상기 오염 물질 농도 데이터를 전송 받고,
상기 산출부는 하루 동안 상기 실내에 누적된 누적 오염 물질 농도 데이터를 오염 물질 별로 산출하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템.
The method of claim 1,
The communication unit receives the pollutant concentration data at an hourly interval,
The calculation unit calculates the indoor air quality risk integrated analysis system for calculating the cumulative pollutant concentration data accumulated in the room for each day for each pollutant.
제 1 항에 있어서,
상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 분석부
를 더 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템.
The method of claim 1,
Analysis unit for determining the cumulative indoor air quality index using the cumulative pollutant concentration data
Integrated air quality risk analysis system further comprising.
제 4항에 있어서,
상기 분석부는
상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 기 설정된 지수표에 따라 오염 물질 별 지수점수를 계산하고, 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 제1인덱싱부; 및
상기 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수에 가중치를 더하여 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하는 제2인덱싱부
를 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템.
5. The method of claim 4,
The analyzer
A first indexing unit that calculates an index score for each pollutant according to a preset index table using the cumulative pollutant concentration data and determines a cumulative indoor air quality index for each pollutant; And
A second indexing unit configured to determine a cumulative integrated indoor air quality index by adding a weight to the cumulative indoor air quality index for each pollutant;
Indoor air quality risk integrated analysis system comprising a.
제 5 항에 있어서,
상기 제2인덱싱부는
기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 하나 이하인 경우 가장 높은 지수점수에 따라 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하되,
상기 기 설정된 지수점수를 초과하는 오염 물질이 2개 이상 있는 경우 가중치를 더하여 가장 높은 지수점수에 따라 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 시스템.
The method of claim 5, wherein
The second indexing unit
If there are less than one pollutant that exceeds the preset index score, the cumulative integrated indoor air quality index is determined according to the highest index score.
The integrated indoor air quality risk analysis system for determining the cumulative integrated indoor air quality index according to the highest index score by adding a weight when there are two or more pollutants exceeding the predetermined index score.
통신부가 실내에 설치되는 센서로부터 주기적으로 측정되는 오염 물질 농도 데이터를 전송 받는 단계;
가공부가 상기 오염 물질 농도 데이터를 가공하는 단계;
감산부가 일정 기간 동안의 오염 물질 농도 데이터 중 가장 낮은 농도값을 상기 가공된 오염 물질 농도 데이터 값 각각에 대하여 감하는 단계;
적분부가 상기 감산부에 의하여 감해진 오염 물질 농도 데이터를 상기 일정 기간에 대하여 적분하여 총 오염 물질 배출 농도를 산출하는 단계; 및
가산부가 상기 총 오염 물질 배출 농도에 상기 가장 낮은 농도값을 더하여 누적 오염 물질 농도 데이터를 산출하는 단계
를 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 방법.
Receiving, by the communication unit, pollutant concentration data periodically measured from a sensor installed indoors;
A processing unit processing the pollutant concentration data;
A subtracting unit subtracts the lowest concentration value of the pollutant concentration data for a predetermined period from each of the processed pollutant concentration data values;
Integrating the contaminant concentration data subtracted by the subtractor for the predetermined period to calculate a total pollutant emission concentration; And
An adding unit adding cumulative pollutant concentration data by adding the lowest concentration value to the total pollutant emission concentration;
Integrated air quality risk analysis method comprising a.
삭제delete 제 7 항에 있어서,
분석부가 상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 실내 공기질 지수를 판정하는 단계
를 더 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 방법.
The method of claim 7, wherein
Analyzing the indoor air quality index by using the cumulative pollutant concentration data
Integrated air quality risk analysis method comprising more.
제 9 항에 있어서, 상기 판정하는 단계는,
상기 누적 오염 물질 농도 데이터를 이용하여 기 설정된 지수표에 따라 오염 물질 별 지수점수를 계산하고, 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수를 판정하는 단계; 및
상기 오염 물질 별 누적 실내 공기질 지수에 가중치를 더하여 누적 통합 실내 공기질 지수를 판정하는 단계를 포함하는 실내 공기질 위해성 통합 분석 방법.The method of claim 9, wherein the determining step,
Calculating an index score for each pollutant according to a preset index table using the cumulative pollutant concentration data and determining a cumulative indoor air quality index for each pollutant; And
And determining a cumulative integrated indoor air quality index by adding a weight to the cumulative indoor air quality index for each pollutant.
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