KR102225665B1

KR102225665B1 - 생물입자 탐지방법

Info

Publication number: KR102225665B1
Application number: KR1020190124992A
Authority: KR
Inventors: 박진호; 최기봉; 남현우; 최승기
Original assignee: 국방과학연구소
Priority date: 2019-10-10
Filing date: 2019-10-10
Publication date: 2021-03-10

Abstract

본 발명은 생물입자 탐지방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 형광 신호 및 산란 신호에 따라 형광입자와 산란입자의 크기를 분류하여 입자의 계수가 이루어지도록 하고, 산란입자의 크기 범위를 고려하여 형광입자의 크기 범위를 산정하도록 함으로써, 미약한 형광신호에도 형광입자의 정확한 계수와 크기 측정이 가능하도록 하며, 주변 환경에 따라 감도를 조절하여 정확한 생물입자의 탐지가 가능하도록 하는 생물입자 탐지방법에 관한 것이다.

Description

생물입자 탐지방법{A Method for Detecting Biological Particles}

생물학 테러는 제조가 용이하고 이동 및 살포가 간단하여 최근 위험성이 증대되고 있으며, 잠복기간 중 보균자의 대중교통, 고속 이동 수단에 의해 광범위한 전염이 가능하여 심리적 공황과 극심한 경제적 혼란으로 많은 피해를 발생시킨다.

최근 많은 국가에서 발생하고 있는 메르스(MERES), 중증 급성 호흡기 증후군(severe acute respiratory syndrome, SARS) 등에 의한 경제적, 사회적 파급효과에 알 수 있듯이 인위적인 테러에 의한 치명적인 세균 전염이 발생할 때 그 이상의 공황 상태를 부를 것으로 예측된다.

따라서 테러리스트에 의해 인위적으로 대기 중에 살포한 세균을 실시간으로 검출하여 이에 대응하는 조치를 취해야 하나 미세한 크기의 눈에 보이지 않은 입자로서 부유하기 때문에 확인이 불가능하여 별도의 검출장치가 필요하며, 이를 위해 아래 특허문헌과 같이 현장에서 생물입자를 검출할 수 있는 감시장비들이 개발되고 있다.

이러한 생물입자 감시장치는 대기 중에 부유하고 있는 입자를 흡입하여 레이저 빔을 통과할 때 발생하는 산란광과 형광을 분석하고, 이를 통해 생물입자의 개수를 실시간으로 감시하여 경보 등을 발생시키도록 한다.

그러나 종래의 생물입자 감시장치는 형광입자의 절대농도 또는 총 입자 중의 형광입자의 비율을 이용하여 경보를 발령함에 따라 공기 중에 부유하는 먼지의 개수가 높거나 또는 그 시간적 변화량이 큰 경우 오경보가 발생하기 쉬우며, 부유하는 먼지의 개수가 높을 경우 낮은 농도의 생물입자 변화를 측정할 수 없다는 문제가 있다.

(특허문헌)

등록특허공보 제10-1623787호(2016.05.18. 등록)"휴대용 생물입자 실시간 검출장치"

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로,

본 발명은 형광 신호 및 산란 신호에 따라 형광입자와 산란입자의 크기를 분류하여 입자의 계수가 이루어지도록 하고, 산란입자의 크기 범위를 고려하여 형광입자의 크기 범위를 산정하도록 함으로써, 미약한 형광신호에도 형광입자의 정확한 계수와 크기 측정이 가능하도록 하는 생물입자 탐지방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 비정상적인 환경의 데이터가 최종평균형광지수, 평균유효생물값산출 등의 평균값 산출에 반영되는 것을 차단하도록 함으로써, 정확한 생물입자의 탐지가 가능하도록 하는 생물입자 탐지방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 주변 환경의 오염 정도에 따라 생물입자 탐지의 감도를 조절할 수 있도록 하는 생물입자 탐지방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 비생물입자의 증가에 의한 오경보를 차단하도록 하는 생물입자 탐지방법을 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은 산란합, 형광합 또는 산란분포, 형광분포에 따라 초기경보 기준에 가중치를 부여하도록 하여, 입자의 크기분포, 주변 환경의 오염 정도에 따라 최종 경보기준을 조절하도록 함으로써, 생물입자 탐지의 정확성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 앞서 본 목적을 달성하기 위해서 다음과 같은 구성을 가진 실시예에 의해서 구현된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법은 (a) 생물입자 감시장치로부터 입자정보[i]를 입력받는 데이터취득단계; (b) 입자정보[i]를 분석하여 산란입자 및 형광입자의 크기 및 개수를 산출하는 입자분석단계; (c) 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물값[i]을 산출하는 유효생물입자산출단계; (d) 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물상한값[i]을 산출하는 유효생물입자상한값산출단계; (e) 상기 유효생물상한값[i]으로부터 상대농도 초과횟수 이동합[i] 또는 장기 저농도 초과횟수 이동합[i] 또는 단기 고농도 초과횟수 이동합[i] 중 어느 하나를 산출하여 각각의 기준을 초과하는 경우 경보를 발생시키는 경보발령단계;를 포함하고, 상기 (a) ~ (e) 단계는 단위시간마다 반복되며, 상기 유효생물값[i]은 형광합[i] - 산란합[i]×최종평균형광지수[i]로 규정되고, 상기 산란합[i]은 생물입자 감시장치에서 수신되는 산란신호에 따라 크기범위가 분류된 산란입자의 개수를 합하여 산출하도록 하며, 상기 형광합[i]은 생물입자감시장치에서 수신되는 형광신호에 따라 크기범위가 분류된 형광입자의 개수를 합하여 산출하도록 하고, 상기 최종평균형광지수[i]는 상기 산란합에 대한 형광합의 비로 규정되는 형광지수의 이동평균이 되도록 하며, 상기 형광입자의 크기범위는 산란입자의 크기 범위를 고려하여 산정되도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 형광입자크기분류단계는 형광입자의 크기 범위가 각각 중첩되는 영역을 갖게 설정되도록 하고, 복수의 크기 범위에 해당되는 형광입자는 동일한 크기 범위에 해당하는 산란입자가 존재하는 형광입자를 유효한 형광입자로 산정하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법은 직전 일정시간 동안 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는 회수를 산출하는 상대농도초과횟수산출단계를 포함하고, 상기 유효생물입자산출단계는 상기 상대농도초가횟수산출단계에 의해 산출되는 초과횟수가 형광지수이상징후기준을 초과하는 경우 최종평균형광지수[i]를 직전 단위시간의 평균형광지수[i-1]로 산출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 상대농도초과횟수산출단계는 각 단위시간에서 유효생물값[i]과 유효생물상한값[i]을 비교하는 유효생물값비교단계와, 각 단위시간에서의 유효생물값[i]과 산란합[i]에 따른 개수초과기준을 비교하는 개수초과기준비교단계와, 유효생물값이 유효생물상한값 및 개수초과기준을 모두 초과하는 경우 해당 단위시간에서 상대농도를 초과한 것으로 판단하도록 하는 상대농도초과판정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 경보발령단계는 일정기간 동안 유효생물값을 기준값과 비교하여 초과하는 횟수를 산출하고, 초과하는 횟수를 경보 기준과 비교하는 경보기준비교단계와; 상기 경보기준비교단계에서 경보기준 이상인 것으로 판단되는 경우 비생물입자의 급격한 증가에 의한 것인지를 판단하는 비생물증가여부판단계와; 경보기준 이상이고 비생물입자의 증가가 아닌 경우에만 최종 경보를 발생시키는 최종경보단계;를 포함하고, 상기 경보기준비교단계는, 유효생물값[i]과 유효입자생물상한값[i]을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 상대농도 경보기준과 비교하는 상대농도비교단계와; 유효생물값[i]과 장기저농도기준값을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 장기저농도 경보기준과 비교하는 장기저농도비교단계와; 유효생물값[i]과 단기고농도기준값을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 단기고농도 경보기준과 비교하는 단기고농도비교단계; 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 비생물증가여부판단단계는 형광지수[i]의 기준을 설정하는 형광지수기준설정단계와; 형광지수[i]를 형광지수기준과 비교하는 형광지수비교단계와; 형광지수[i]가 형광지수기준 이하인 경우 비생물입자의 증가로 판단하여 경보의 발생을 차단하는 경보차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 형광지수기준설정단계는 산란합[i]의 크기에 따라 형광지수기준을 자동으로 변경하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법에 있어서, 상기 상대농도비교단계는 상대농도 경보기준을 산출하는 경보기준산출단계를 포함하고, 상기 경보기준산출단계는 초기 경보기준에 산란합[i] 또는 형광합[i], 산란소/산란대 입자의 비율을 나타내는 산란분포 또는 형광소/형광대 입자의 비율을 나타내는 형광분포값 중 하나 이상에 따른 가중치를 부여하여 상대농도 경보기준을 산출하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 앞서 본 실시예와 하기에 설명할 구성과 결합, 사용관계에 의해 다음과 같은 효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 형광 신호 및 산란 신호에 따라 형광입자와 산란입자의 크기를 분류하여 입자의 계수가 이루어지도록 하고, 산란입자의 크기 범위를 고려하여 형광입자의 크기 범위를 산정하도록 함으로써, 미약한 형광신호에도 형광입자의 정확한 계수와 크기 측정이 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 최종평균형광지수의 산출시 직전 일정시간 동안의 이상발생 정도에 따라 종전 평균형광지수값을 그대로 사용하도록 하여, 비정상적인 환경의 데이터가 평균값에 반영되는 것을 차단하도록 함으로써, 정확한 생물입자의 탐지가 가능하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 유효생물값이 유효생물상한값을 초과하는 경우 상대 농도를 초과하는 것으로 판정하도록 하면서, 이와 동시에 유효생물값이 산란합에 따라 변하는 개수초과기준을 초과하는 경우에만 상대 농도를 초과한 것으로 판단하도록 함으로써, 산란입자의 개수, 즉 주변 환경의 오염 정도에 따라 생물입자 탐지의 감도를 조절할 수 있도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 일정시간 동안 상대농도, 장기저농도, 단기고농도 기준값을 초과하는 횟수가 설정된 값을 초과한다고 하더라도, 이것이 비생물입자의 급격한 증가에 의한 것인 경우에는 경보의 발생을 차단하도록 함으로써, 비생물입자의 증가에 의한 오경보를 차단하도록 하는 효과가 있다.

본 발명은 산란합, 형광합 또는 산란분포, 형광분포에 따라 초기경보 기준에 가중치를 부여하도록 하여, 입자의 크기분포, 주변 환경의 오염정도에 따라 최종 경보기준을 조절하도록 함으로써, 생물입자 탐지의 정확성을 높일 수 있도록 하는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 생물입자 탐지방법의 과정을 나타내는 순서도
도 2는 입자분석단계의 과정을 나타내는 순서도
도 3은 유효생물입자산출단계의 과정을 나타내는 순서도
도 4는 유효생물입자상한값산출단계의 과정을 나타내는 순서도
도 5는 상대농도초과횟수산출단계의 과정을 나타내는 순서도
도 6은 경보발령단계의 과정을 나타내는 순서도
도 7은 경보기준산출단계의 과정을 나타내는 순서도

이하에서는 본 발명에 따른 생물입자 탐지방법의 바람직한 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하도록 한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 명세서에서 [i]는 현재시점에서의 데이터를 의미하는 것으로 이해된다. 예를 들어, 입자정보[i]는 현재시점에서 생물입자 감시장치로부터 입력되는 입자정보를 나타낸다. 따라서, 일반적으로 [i-1]은 현재의 데이터로부터 바로 직전 단위시간의 데이터를 의미하는 것으로 이해되며, 본 발명에서는 일 예로 단위시간을 10초로 설정하여 10초 전의 데이터를 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 입자정보[i-3]은 현재시점으로부터 30초 전의 입자정보를 의미한다. 다만, 10초의 단위시간은 일 예에 불과하며 설정에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

또한, 본 명세서에서 사용되는 이동합과 이동평균은 시간의 흐름에 따라 가장 오래된 변수를 빼고 새로운 변수를 추가하여 구한 합과 평균을 의미하는 것으로 이해된다. 예컨대 변수 P의 이동합은 일정기간 동안의 변수 P의 값을 모두 더한 값이고 변수 P의 이동평균은 P의 이동합을 그 기간의 수로 나눈 값이다. 구체적으로 설명하면, 단위시간을 10초로 설정했을 때 변수 P의 300초 이동합은 P[i] + P[i-1] + ··· + P[i-29]이고, 변수 P의 300초 이동평균은 {P[i] + P[i-1] + ···+ P[i-29]}/30이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 생물입자 탐지방법을 도 1 내지 도 7을 참조하여 설명하면, 상기 생물입자 탐지방법은 생물입자 감시장치로부터 입자정보[i]를 입력받는 데이터취득단계(S1); 입자정보[i]를 분석하여 산란입자 및 형광입자의 크기 및 개수를 산출하는 입자분석단계(S2); 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물값[i]을 산출하는 유효생물입자산출단계(S3); 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물상한값[i]을 산출하는 유효생물입자상한값산출단계(S4); 직전 일정시간 동안 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는 회수를 산출하는 상대농도초과횟수산출단계(S5); 상기 유효생물상한값[i]으로부터 상대농도 초과횟수 이동합[i] 또는 장기 저농도 초과횟수 이동합[i] 또는 단기 고농도 초과횟수 이동합[i] 중 어느 하나를 산출하여 각각의 기준을 초과하는 경우 경보를 발생시키는 경보발령단계(S6);를 포함한다.

본 발명에 따른 생물입자 탐지방법은 이동합 및 이동평균의 개념을 도입하여 현재의 입자정보뿐만 아니라 현재로부터 일정시간 이전까지의 입자정보를 고려하여 그 변화정보를 산출하고, 이에 따른 경보를 발생시키도록 함으로써 공기 중에 부유하는 먼지의 개수가 높거나 그 시간적 변화량이 큰 경우에도 오경보를 최소화할 수 있도록 한다.

특히, 상기 생물입자 탐지방법은 산란입자와 형광입자의 크기를 분류하여 이를 기반으로 산란입자 및 형광입자의 개수를 산출하도록 하고, 형광입자의 크기와 개수는 산란입자의 크기를 고려하여 특정되도록 함으로써 미약한 형광신호에도 형광입자의 크기와 개수를 정확하게 탐지할 수 있도록 하였다.

또한, 상기 생물입자 탐지방법은 유효생물입자와 유효생물입자상한값을 산출하는 과정에서 과거 일정기간 동안의 상대농도초과횟수, 즉 배경의 오염 정도가 심한 경우 비정상적인 데이터가 평균값에 반영되는 것을 차단하여 정확한 유효생물값 및 유효생물상한값이 산출될 수 있도록 한다.

뿐만 아니라, 상기 생물입자 탐지방법은 유효생물입자와 유효생물입자상한값을 비교하여 상대 농도의 초과 여부를 판단하는 과정에서 산란입자의 수에 따라 유효생물입자에 대한 초과기준을 상이하게 설정하여 유효생물입자가 초과기준을 넘는 경우에만 상대농도의 초과로 판단하도록 함으로써 주변 환경에 따라, 특히 깨끗한 환경에서 미세한 생물입자의 증가로 오경보가 발생하는 것을 차단할 수 있도록 한다.

또한, 상기 생물입자 탐지방법은 상대 농도, 장기 저농도, 단기 고농도 기준에 따라 경보를 발생시키도록 하면서, 비생물입자의 급격한 증가에 따라 생물입자의 증가로 오인되어 오경보가 발생하는 것을 차단하도록 하고, 상대 농도에 따른 경보에 있어서는 산란입자 및 형광입자의 수, 크기분포에 따라 경보기준에 가중치를 설정하도록 함으로써 주변 환경에 따른 감도의 조절이 정확하게 이루어지도록 할 수 있다.

상기 데이터취득단계(S1)는 생물입자 감시장치로부터 입자정보를 수신하는 과정으로, 바람직하게는 단위시간 간격으로 입자정보를 수신하도록 할 수 있다. 본 발명에서는 일 예로 단위시간을 10초로 설정하도록 할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 데이터취득단계(S1)에서 취득되는 입자정보에 따라 산란입자 및 형광입자의 개수, 크기 등이 산출되고 분류된다.

상기 입자분석단계(S2)는 데이터취득단계(S1)에서 취득되는 입자정보를 분석하는 구성으로, 산란신호 및 형광신호를 분석하여 산란입자 및 형광입자의 크기를 분류하고 이와 동시에 산란입자 및 형광입자의 개수가 산출되도록 한다. 이를 위해, 상기 입자분석단계(S2)는 산란입자크기분류단계(S21), 형광입자크기분류단계(S22), 입자개수산출단계(S23)를 포함할 수 있다.

상기 산란입자크기분류단계(S21)는 산란입자의 크기에 따라 산란입자를 분류하는 구성으로, 바람직하게는 대/중/소의 크기로 분류하도록 할 수 있으며, 일 예로 산란광의 크기에 따라 5, 31, 41, 81의 기준을 설정하여 5~31 사이를 소, 31~41 사이를 중, 41~81 사이를 대의 크기로 분류하도록 할 수 있다.

상기 형광입자크기분류단계(S22)는 형광입자의 크기에 따라 형광입자를 분류하는 구성으로, 산란입자와 같이 대/중/소의 크기로 분류되도록 할 수 있다. 다만, 상기 형광입자크기분류단계(S22)에서는 산란신호에 비해 형광신호가 약하고 편차가 크다는 특성을 고려하여 대/중/소의 크기 기준이 서로 중복되어 겹치도록 설정되도록 한다. 일 예로, 상기 형광입자크기분류단계(S22)에서는 소 입자의 범위를 3~40, 중 입자의 범위를 20~60, 대 입자의 범위를 35~100 으로 설정되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 형광입자크기분류단계(S22)는 하나의 입자가 복수의 크기 범위에 해당될 수 있으며, 정확한 크기의 분류를 위해 산란입자의 크기와 비교할 수 있도록 한다. 이에 따라, 상기 형광입자크기분류단계(S22)는 형광입자의 크기가 복수의 크기 범위에 해당하는 경우 산란입자의 크기 범위와 비교하여 일치하는 크기 범위로 형광입자의 크기가 특정될 수 있도록 한다. 따라서, 상기 형광입자크기분류단계(S22)는 미약하고 편차가 심한 형광신호에도 불구하고 형광입자의 크기를 정확하게 분류할 수 있으며, 이를 통해 정확한 형광 입자 개수의 산출과 크기 분포를 이용한 가중치의 정확한 산출이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 입자개수산출단계(S23)는 상기 산란입자크기분류단계(S21) 및 형광입자크기분류단계(S22)에서 크기가 분류된 산란입자 및 형광입자의 개수를 산출하는 과정으로, 특히 형광입자의 경우에는 산란입자의 비교를 통해 정확한 형광입자의 크기 분류가 가능하므로, 이를 통한 형광입자 개수의 산출도 더욱 정확하게 이루어질 수 있다.

상기 유효생물입자산출단계(S3)는 배경입자를 고려하여 유효한 생물입자의 수(이하 '유효생물값'이라 함)을 산출하는 과정으로, 해당 단위시간에서 유효생물값[i]을 산출하도록 한다. 유효생물값[i]은 배경에 존재하는 산란입자와 형광입자의 비율이 일정하다고 가정하여 배경 생물입자를 제외한 실제 유의미한 생물입자의 변화를 계산하는 변수로, 형광합[i]-(산란합[i]×최종평균형광지수[i])의 식으로 구할 수 있다. 이때, 산란합[i]은 단위시간 동안 산란입자의 합을 의미하고, 형광합[i]은 형광입자의 합을 의미하며, 형광지수[i]는 산란합[i]과 형광합[i]의 비율로, 형광지수[i] = 형광합[i]/산란합[i] 으로 나타낼 수 있다. 또한, 최종평균형광지수[i]는 직전 일정시간 동안의 평균형광지수[i]를 이용하여 산출하며, 상대농도 초과횟수에 따라 평균형광지수[i]의 사용 여부를 결정한다. 이를 위해, 상기 유효생물입자산출단계(S3)는 형광지수산출단계(S31), 평균형광지수산출단계(S32), 최종평균형광지수산출단계(S33), 유효생물값연산단계(S34)를 포함한다.

상기 형광지수산출단계(S31)는 각 단위시간에서 형광지수[i]를 산출하는 과정으로, 형광합[i]/산란합[i]의 식을 이용하여 산출하도록 한다.

상기 평균형광지수산출단계(S32)는 직전 일정시간 동안 형광지수[i]의 이동평균을 산출하는 과정으로, 각 단위시간의 형광지수[i]를 일정시간 동안의 단위시간 개수로 나누어 평균값을 산출하도록 할 수 있다. 다만, 상기 평균형광지수산출단계(S32)는 직전 일부시간의 형광지수[i]는 이동평균의 산출에 포함되지 않도록 하여 이상 징후가 발견되더라도 비정상적인 데이터 값이 평균값에 반영되기까지 시간차를 두도록 함으로써 정확한 경보를 발생시킬 수 있도록 한다. 만약, 최근 데이터를 모두 포함하여 평균값을 산출하는 경우에는 오염된 환경의 데이터가 반영되어 생물입자의 존재에도 경보가 발생하지 않을 위험이 있다. 예를 들어 상기 평균형광지수산출단계(S32)는 직전 4분 동안의 형광지수[i] 평균값을 산출하도록 할 수 있으며, 직전 1분 동안의 형광지수는 제외하고 1분 전에서 4분 전까지 3분간의 평균형광지수[i]를 산출하여 최종평균형광지수의 산출에 사용되도록 할 수 있다. 또한, 상기 평균형광지수산출단계(S32)는 초기 평균형광지수[i]의 산출시 처음 1분 동안은 데이터를 누적하여 평균형광지수[i]를 산출하고, 70초부터 120초까지는 60초까지의 평균형광지수[6]를 사용하며, 130초부터 240초까지는 시작부터 60초 전까지의 평균형광지수를 산출하도록 하며, 240초 이후에는 1분전에서 4분전까지 3분간의 평균형광지수[i]를 산출하여 사용하도록 할 수 있다. 다만, 시간의 범위는 이에 한정되지 않으며 그 밖에 다양한 방법으로 설정하여 평균형광지수[i]를 산출할 수 있다.

상기 최종평균형광지수산출단계(S33)는 유효생물값[i]을 산출하기 위한 최종평규형광지수[i]를 산출하는 과정으로, 상기 평균형광지수산출단계(S32)에서 산출되는 평균형광지수[i]를 사용하도록 한다. 다만, 상기 최종평균형광지수산출단계(S33)는 비정상적인 환경의 데이터가 최종평균형광지수[i]에 반영되는 것을 방지하기 위하여 최근 일정시간 동안의 상대농도 초과횟수가 형광지수이상징후기준을 초과하는 경우 해당 단위시간[i]의 평균형광지수[i] 대신 직전 단위시간, 예를 들어 10초 전의 평균형광지수[i-1]를 최종평균형광지수[i]로 사용하도록 한다. 여기서 상대농도 초과횟수라 함은 유효생물입자의 통계적인 평균값에 비해서 유효생물입자의 개수가 일정 기준이상 벗어난 정도의 횟수로, 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)에 의해 산출된다. 예를 들어, 상기 최종평균형광지수산출단계(S33)는 형광지수이상징후기준을 5회로 설정하고, 직전 4분 동안 단위시간 별로 상대농도를 초과하는 횟수가 형광지수이상징후기준인 5회를 초과하는 경우 10초전의 평균형광지수[i-1]를 사용하도록 할 수 있고, 4분 동안 상대농도를 초과하는 횟수가 형광지수이상징후기준 이하가 되는 경우에만 평균형광지수[i]가 최종평균형광지수[i]가 되도록 하여 비정상적인 환경의 데이터가 최종평균형광지수[i]에 반영되는 것을 차단하고 비정상적인 환경이 지나간 후의 데이터가 최종평균형광지수[i]에 반영될 수 있도록 한다.

상기 유효생물값연산단계(S34)는 최종평균형광지수산출단계(S33)에서 산출된 최종평균형광지수[i]를 이용하여 유효생물값[i]을 산출하는 과정으로, 앞서 살펴본 바와 같이 형광합[i]-(산란합[i]×최종평균형광지수[i])의 식으로 산출된다.

상기 유효생물입자상한값산출단계(S4)는 유효생물값[i]에 대한 통계적 평균값인 유효생물상한값[i]을 산출하는 과정으로, 여기서 산출된 유효생물상한값[i]은 유효생물값[i]과의 비교를 통해 상대농도 초과 여부가 판정되도록 한다. 상기 유효생물입자상한값산출단계(S4)는 직전 일정시간 동안 유효생물값[i]의 평균값인 평균유효생물값[i]을 산출하도록 하며, 평균유효생물값[i]과 평균유효생물값의 표준편차[i]를 이용하여 유효생물상한값[i]을 산출하도록 하고, 이때 평균유효생물값[i]과 표준편차[i]는 일정시간 동안 상대농도 초과횟수가 유효생물이상징후기준을 초과하는 경우 직전 단위시간[i-1]의 값을 사용하도록 하여, 비정상적인 데이터가 평균유효생물값[i] 및 표준편차[i]의 산출에 반영되지 않도록 한다. 이를 위해, 상기 유효생물입자상한값산출단계(S4)는 평균유효생물값산출단계(S41), 유효생물이상징후판단단계(S42), 유효생물상한값연산단계(S43)를 포함할 수 있다.

상기 평균유효생물값산출단계(S41)는 일정시간 동안 유효생물값[i]의 이동평균을 산출하는 과정으로, 각 단위시간의 유효생물값[i]을 일정시간 동안의 단위시간 개수로 나누어 평균값을 산출하도록 할 수 있다. 다만, 평균유효생물값산출단계(S41)는 평균형광지수산출단계(S32)에서와 같이 직전 일부시간의 유효생물값[i]은 이동평균의 산출에 포함되지 않도록 하여 비정상적인 데이터 값이 평균값에 반영되지 않도록 한다. 예를 들어, 상기 평균유효생물값산출단계(S41)는 직전 4분 동안 유효생물값[i]의 평균값을 산출하도록 할 수 있으며, 이때 직전 1분 동안의 유효생물값은 제외하고 1분 전에서 4분 전까지 3분간의 유효생물값의 평균값을 산출하도록 한다. 또한, 상기 평균유효생물값산출단계(S41)는 초기 유효생물값[i]의 산출시 처음 1분 동안은 데이터를 누적하여 평균유효생물값[i]을 산출하고, 70초부터 120초까지는 60초까지의 평균유효생물값[6]를 사용하며, 130초부터 240초까지는 시작부터 60초 전까지의 평균유효생물값을 산출하도록 하며, 240초 이후에는 1분전에서 4분전까지 3분간의 평균유효생물값[i]을 산출하여 사용하도록 할 수 있다. 다만, 시간의 범위는 이에 한정되지 않으며 그 밖에 다양한 방법으로 설정하여 평균유효생물값[i]을 산출할 수 있다.

상기 유효생물이상징후판단단계(S42)는 평균유효생물값산출단계(S41)에 의한 평균유효생물값[i]의 산출시 이상징후에 의한 비정상적인 데이터의 반영이 차단되도록 하는 구성으로, 직전 일정시간 동안 상대농도 초과횟수가 유효생물이상징후기준을 초과하는지 여부를 판단하여, 기준을 초과하는 경우 해당 단위시간[i]의 데이터가 포함된 평균유효생물값[i]을 사용하지 않고 직전 단위시간[i-1]의 평균유효생물값[i-1]을 그대로 평균유효생물값으로 산출하도록 한다. 예를 들어, 상기 유효생물이상징후판단단계(S42)는 유효생물이상징후기준을 5로 설정하고 직전 5분 동안의 상대농도 초과횟수가 유효생물이상징후기준인 5회를 초과하는 경우 직전 단위시간의 평균유효생물값[i-1]을 사용하도록 할 수 있다.

상기 유효생물상한값연산단계(S43)는 유효생물입자의 상한값을 연산하여 산출하는 과정으로, 유효생물상한값[i]은 정상적인 환경에서 유효생물값이 가질 수 있는 상한값을 의미하고, 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는 경우 추가적인 생물입자가 탐지되었다고 판단할 수 있으며, 이는 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)에 의해 판단된다. 상기 유효생물상한값연산단계(S43)는 평균유효생물값[i]과 신뢰구간[i]을 이용하여 유효생물상한값[i]을 산출하도록 하며, 유효생물상한값[i] = 평균유효생물상한값[i] + 신뢰구간[i] 으로 연산된다. 여기서 신뢰구간[i]은 배경 생물 입자의 변화를 정규 분포라고 가정하여 유효생물값[i]의 표준편차로 설정하도록 하며, 유효생물값의 표준편차[i]는 평균유효생물값[i] - 평균(평균유효생물값[i])를 나타내는 것으로, 평균유효생물값[i]과 같이 직전 일정시간, 예를 들어 1분 전부터 4분 전까지의 표준편차를 산출하여 사용하도록 할 수 있다. 또한, 신뢰구간[i]은 설정된 신뢰도에 따라 상이한 값을 갖도록 할 수 있으며, 일 예로 1.28σ에 해당하는 80%의 신뢰도를 갖도록 설정할 수 있고, 실험 및 현장 데이터의 측정에 따라 신뢰도의 수정이 이루어지도록 할 수 있다.

상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)는 특정 단위시간[i]에서 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는지 여부를 판단하여 그 횟수를 산출하는 과정으로, 상기 최종평균형광지수산출단계(S33), 유효생물이상징후판단단계(S42), 그리고 경보발령단계(S6)의 후술할 상대농도비교단계(S611) 등에서 설정된 시간 동안의 상대농도가 초과된 횟수를 산출하도록 한다. 특히, 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)는 주변 환경의 오염 정도에 따라 별도의 개수초과기준을 설정하여 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하면서 개수초과기준까지 초과하는 경우에만 상대농도를 초과한 것으로 판정하도록 함으로써, 생물입자의 증가에 따른 상대농도의 초과가 정확하게 판정될 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)는 유효생물값비교단계(S51), 개수초과기준비교단계(S52), 상대농도초과판정단계(S53)를 포함할 수 있다.

상기 유효생물값비교단계(S51)는 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는지 여부를 판단하는 과정으로, 특정 단위시간[i]에서 유효생물입자산출단계(S3)에서 산출된 유효생물값[i]과 유효생물입자상한값산출단계(S4)에서 산출된 유효생물상한값[i]을 비교하도록 한다.

상기 개수초과기준비교단계(S52)는 주변 환경의 오염 정도에 따라 별도의 개수초과기준을 설정하여 유효생물값[i]이 개수초과기준을 초과하는지 여부를 판단하는 과정으로, 특정 단위시간에서의 산란합[i]에 따라 개수초과기준을 설정하도록 한다. 상기 개수초과기준비교단계(S52)는 도 5에 도시된 바와 같이 산란합[i]의 기준값(a)을 설정하여 산란합[i]이 기준값(a)을 초과하는지 여부에 따라 각각 별도의 개수초과기준(b,c)을 설정하고 산란합[i]에 따른 개수 초과기준을 초과하는 경우에만 상대농도를 초과하는 것으로 판정하도록 한다. 일 예로, 상기 개수초과기준비교단계(S52)는 산란합[i]의 기준을 10으로 설정하여 산란합[i]이 10을 초과하는 경우 개수초과기준(b)이 5가 되도록 하고, 산란합[i]이 10 이하가 되는 경우 개수초과기준(c)을 0.5로 설정되도록 할 수 있으며, 이러한 기준은 실험과 현장 데이터에 따라 오경보를 최소화할 수 있는 값으로 설정되도록 할 수 있다. 따라서, 상기 개수초과기준비교단계(S52)는 일 예로 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는 경우에도 산란합[i]이 10이하가 되는 경우 0.5를 초과하여야만 상대농도가 초과된 것으로 판정하도록 함으로써, 안정적이고 깨끗한 환경에서 미세한 생물입자의 증가로 오경보가 발생하는 것 등의 문제를 차단하도록 할 수 있다.

상기 상대농도초과판정단계(S53)는 특정 단위시간[i]에서 생물입자의 증가가 발생한 것으로 판정하는 과정으로, 상기 유효생물값비교단계(S51)에서 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과한 것으로 판정되고, 상기 개수초과기준비교단계(S52)에서 각 단위시간[i]에서의 산란합[i]에 따라 개수초과기준을 초과한 것으로 판정되는 경우 상대농도를 초과한 것으로 판정하도록 한다. 그리고 상대농도초과판정단계(S53)는 각 단위시간[i]에서의 상대농도 초과여부를 저장하여, 상기 최종평균형광지수산출단계(S33), 유효생물이상징후판단단계(S42), 상대농도비교단계(S611)에서 설정되는 시간 동안의 상대농도 초과횟수를 산출하여 제공할 수 있도록 한다.

상기 경보발령단계(S6)는 생물입자의 증가에 따른 오염 경보를 발생시키는 과정으로, 상대농도 초과에 따른 경보, 장기저농도 초과에 따른 경보, 단기고농도 초과에 따른 경보 3가지로 분류하여 경보를 발생시키도록 한다. 상대농도 초과는 앞서 설명한 바와 같이 최근 유효생물입자의 통계적인 평균값에 비해서 현재의 유효생물입자의 개수가 변화하고 있는지를 판단하도록 하며, 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)에서 산출된 직전 일정시간 동안 상대농도의 초과횟수가 상대농도경보기준 이상이 되는 경우 경보를 발생시키도록 한다. 또한, 장기저농도 초과에 따른 경보는 이미 오염된 지역에서 유효생물입자의 측정을 고려한 것으로, 장기저농도 기준을 일정시간 이상 초과하는 경우 경보를 발생시키도록 하고, 단기고농도 초과에 따른 경보는 미오염지역에서 바람 등에 의해 짧은 시간에 생물입자가 급격히 증가하는 경우를 고려한 것으로, 단기고농도 기준을 일정시간 동안 일정횟수 이상 초과하는 경우 경보가 발생하도록 할 수 있다. 또한, 상기 경보발령단계(S6)는 상대농도, 장기저농도, 단기고농도에 따른 경보가 비생물입자의 급격한 증가에 기인한 경우 경보를 차단시키도록 하여, 비생물입자의 급격한 증가에 의한 오경보를 방지할 수 있도록 한다. 이를 위해, 상기 경보발령단계(S6)는 경보기준비교단계(S61), 비생물증가여부판단단계(S62), 최종경보단계(S63)를 포함할 수 있다.

상기 경보기준비교단계(S61)는 상대농도의 초과횟수, 장기저농도의 초과횟수, 단기고농도의 초과횟수를 상대농도 경보기준, 장기저농도 경보기준, 단기고농도 경보기준과 비교하는 과정으로, 상대농도비교단계(S611), 장기저농도비교단계(S612), 단기고농도비교단계(S613)를 포함할 수 있다.

상기 상대농도비교단계(S611)는 일정시간 동안 상대농도의 초과횟수를 상대농도 경보기준과 비교하는 과정으로, 경보기준을 이상이 되는 경우 상대농도 초과에 따른 경보가 발생하도록 한다. 상기 상대농도비교단계(S611)는 일 예로 직전 1분 동안의 상대농도 초과횟수를 상대농도 경보기준과 비교하도록 할 수 있으며, 상기 상대농도초과횟수산출단계(S5)에서 산출되는 상대농도 초과횟수를 사용하도록 한다. 또한, 상기 상대농도비교단계(S611)에서 비교되는 상대농도 경보기준은 경보기준산출단계(S611a)에 의해 결정되도록 할 수 있으며, 초기경보기준에서 산란합, 산란분포, 형광합, 형광분포에 의한 가중치를 설정하여 최종 상대농도 경보기준이 설정되도록 한다. 이를 위해, 상기 경보기준산출단계(S611a)는 초기경보기준설정단계(S611a-1), 산란가중치산출단계(S611a-2), 산란분포가중치산출단계(S611a-3), 형광가중치산출단계(S611a-4), 형광분포가중치산출단계(S611a-5), 최종경보기준연산단계(S611a-6)를 포함할 수 있다.

상기 초기경보기준설정단계(S611a-1)는 상대농도 초과경보가 발생되는 초기 경보기준을 설정하는 과정으로, 예를 들어 상대 상대농도비교단계(S611)에서 직전 1분 동안의 상대농도 초과횟수를 기준으로 비교하는 경우 6번 단위시간 동안의 일정 횟수로 초기 기준을 설정하도록 할 수 있다.

상기 산란가중치산출단계(S611a-2)은 산란합[i]의 크기에 따라 상대농도 경보기준에 대한 가중치를 설정하는 과정으로, 산란합[i]의 크기가 클수록 오염된 상태로 판단하여 경보발생의 감도를 둔감하게 하고, 산란합[i]의 크기가 작을수록 깨끗한 상태로 판단하여 감도를 민감하게 하도록 한다. 일 예로, 상기 산란가중치산출단계(S611a-2)는 산란합[i]의 크기가 300 이상인 경우 산란가중치를 0으로 하고, 산란합[i]의 크기가 10 미만인 경우 산란가중치를 -2, 10이상 300미만인 경우 -1로 설정하도록 할 수 있다. 따라서, 상기 산란가중치산출단계(S611a-2)는 산란합[i]의 크기를 일정 범위로 나누고 산란합[i]의 크기가 커질수록 초기경보기준이 높아지도록 하여 감도를 조절할 수 있도록 한다.

상기 산란분포가중치산출단계(S611a-3)는 산란분포에 따른 가중치를 산출하는 과정으로, 산란분포라 함은 (산란 소 입자의 개수/산란 대 입자 개수) 비율을 의미한다. 산란분포는 상기 산란입자크기분류단계(S21)에서 대/중/소로 구분된 산란입자의 수를 산출하여 구해질 수 있으며, 산란분포 값이 작을수록 큰 산란입자가 많은 것을 의미하므로 감도를 높여 정확한 경보의 발생이 이루어질 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 산란분포가중치산출단계(S611a-3)는 산란분포 값이 4 미만인 경우 산란분포 가중치를 -0.5로, 10 이상인 경우 0, 4이상 10 미만인 경우 -0.25로 설정하도록 할 수 있다.

상기 형광가중치산출단계(S611a-4)는 형광합[i]의 크기에 따른 가중치를 산출하는 과정으로, 산란가중치산출단계(S611a-2)와 같이 형광합[i]의 크기가 클수록 오염된 상태로 판단하여 감도를 둔감하게 하도록 한다. 일 예로 상기 형광가중치산출단계(S611a-4)는 형광합[i]의 크기가 300 이상인 경우 형광가중치를 0으로 하고, 형광합[i]의 크기가 10 미만인 경우 형광가중치를 -2, 10이상 300미만인 경우 -1로 설정하도록 할 수 있다.

상기 형광분포가중치산출단계(S611a-5)는 형광분포에 따른 가중치를 산출하는 과정으로, 형광분포라 함은 (형광 소 입자의 개수/형광 대 입자의 개수) 비율을 의미한다. 형광분포는 상기 형광입자크기분류단계(S22)에서 대/중/소로 구분된 형광입자의 개수를 산출하여 구해질 수 있으며, 형광분포 값이 작을수록 큰 형광입자가 많은 것을 의미하므로 감도를 높여 정확한 경보의 발생이 이루어질 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 형광분포가중치산출단계(S611a-5)는 형광분포 값이 4 미만인 경우 형광분포가중치를 -0.5로, 10 이상인 경우 0, 4이상 10미만인 경우 -0.25로 설정하도록 할 수 있다.

상기 최종경보기준연산단계(S611a-6)는 최종적인 상대농도 경보기준을 산출하는 과정으로, 초기 경보기준에 산란합, 산란분포, 형광합, 형광분포에 따른 가중치 중 하나 이상을 합하여 최종 경보기준을 산출하도록 한다. 상기 최종경보기준연산단계(S611a-6)는 상기 상대농도비교단계(S611)에서 최근 1분 동안의 상대농도 초과횟수와 비교하도록 하는 경우 최종 경보기준을 1 이상 6 이하가 되도록 할 수 있다.

상기 장기저농도비교단계(S612)는 유효생물값[i]과 장기저농도 기준값을 비교하여 초과하는지 여부를 판단하고, 최근 일정시간 동안 초과하는 횟수가 일정시간 이상 계속되는 경우 장기저농도 기준을 초과하는 것으로 판단하도록 한다. 상대농도 경보의 경우 느린 속도로 생물입자가 증가하는 것은 탐지하기 어려우므로, 상기 장기저농도비교단계(S612)는 이미 오염된 환경에서 생물입자의 변화가 상대농도보다는 작으나 일정시간 이상 계속되는 경우 경보를 발생시킬 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 장기저농도비교단계(S612)는 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]보다는 작은 장기저농도 기준값을 최근 1분 동안 지속적으로 초과하는 경우 장기저농도 경보가 발생하도록 할 수 있다.

상기 단기고농도비교단계(S613)는 유효생물값[i]과 단기고농도 기준값을 비교하여 초과하는지 여부를 판단하고, 최근 일정시간 동안 초과하는 횟수가 단기고농도 기준 이상인 경우 단기고농도 경보를 발생시키도록 한다. 상대농도 경보의 경우 생물입자의 수가 짧은 시간 동안 빠르게 증가하였다가 되돌아오는 경우 경보를 발생시킬 수 없으므로, 상기 단기고농도비교단계(S613)는 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]보다 큰 단기고농도 기준값을 초과하는 횟수가 단기간 발생하는 경우 경보를 발생시킬 수 있도록 한다. 일 예로, 상기 단기고농도비교단계(S613)는 최근 1분 동안 유효생물값[i]이 단기고농도 기준값을 초과하는 횟수가 3회 이상 되는 경우 단기고농도 경보를 발생시키도록 할 수 있다.

상기 비생물증가여부판단단계(S62)는 상기 상대농도비교단계(S611), 장기저농도비교단계(S612), 단기고농도비교단계(S613) 중 어느 하나에서 기준을 초과하는 것으로 판단되어 경보를 발생시키게 되는 경우, 상기 기준의 초과가 비생물입자의 급격한 증가에 의한 것인지를 판단하여 이에 해당하는 경우 경보의 발생을 차단할 수 있도록 한다. 생물입자는 비생물입자에 비하여 매우 큰 값의 형광지수를 가지므로, 생물입자의 증가로 판단하기 위해서는 형광지수가 일정값 이상을 가져야만 한다. 만약 상기 경보기준비교단계(S61)에사 각 농도기준 중 하나를 초과한 것으로 판단되었으나, 형광지수가 일정값 이하인 경우에는 비생물입자의 급격한 증가에 의한 농도기준의 초과로 판단할 수 있다. 따라서, 상기 비생물증가여부판단단계(S62)는 형광지수[i]를 기준으로 비생물입자의 급격한 증가를 판단하도록 하며, 이때 형광지수[i]의 기준은 산란합[i]의 범위에 따라 상이한 값을 갖도록 하며, 형광지수[i]가 형광지수기준 이하인 경우 경보의 발생을 차단하도록 한다. 이를 위해, 상기 비생물증가여부판단단계(S62)는 형광지수기준설정단계(S621), 형광지수비교단계(S622), 경보차단단계(S623)를 포함할 수 있다.

상기 형광지수기준설정단계(S621)는 생물입자의 증가로 판단할 수 있는 형광지수[i]의 기준을 설정하는 과정으로, 산란합[i]에 따라 형광지수기준을 산출하여 설정할 수 있도록 한다. 상기 형광지수기준설정단계(S621)는 산란입자의 수가 많을수록 형광지수기준을 작게 설정하도록 할 수 있으며, 일 예로 산란합[i]이 50 미만인 경우 형광지수기준을 0.25, 50 이상 150 미만인 경우 0.2, 150 이상 300 미만인 경우 0.175, 300 이상 1000 미만인 경우 0.15, 1000 이상인 경우 0.125로 설정되도록 할 수 있다.

상기 형광지수비교단계(S622)는 형광지수기준설정단계(S621)에서 설정된 형광지수기준과 형광지수[i]를 비교하는 과정으로, 형광지수[i]가 형광지수기준 이하인 경우 농도기준 초과에도 비생물입자의 증가로 판단하도록 한다.

상기 경보차단단계(S623)는 형광지수비교단계(S622)에서 형광지수[i]가 형광지수기준 이하인 것으로 판정되는 경우 비생물입자의 증가로 판단하여 상기 경보기준비교단계(S61)에서 상대농도, 장기저농도, 단기고농도 기준 중 어느 하나를 초과하는 것으로 판단되더라도 농도 기준의 초과가 비생물입자의 증가에 기인한 것으로 판단하여 경보의 발생을 차단하도록 한다.

상기 최종경보단계(S63)는 상기 경보기준비교단계(S61)에서 각 농도기준 중 어느 하나를 초과하고 비생물증가여부판단단계(S62)에서 비생물입자의 증가로 판단되지 않는 경우 최종적인 경보를 발생시키는 과정으로, 상대농도초과경보단계(S631), 장기저농도초과경보단계(S632), 단기고농도초과경보단계(S633)를 포함할 수 있다.

상기 상대농도초과경보단계(S631)는 상기 상대농도비교단계(S611)에서 상대농도 초과횟수가 상대농도 경보기준 이상이 되는 것으로 판단되고, 상기 비생물증가여부판단단계(S62)에서 비생물입자의 증가가 아닌 것으로 판단되는 경우 상대농도 초과에 따른 경보를 발생시키도록 한다.

상기 장기저농도초과경보단계(S632) 및 단기고농도초과경보단계(S633)도 상기 장기저농도비교단계(S612), 단기고농도비교단계(S613)에서 장기저농도기준, 단기고농도기준을 초과하고, 상기 비생물증가여부판단단계(S62)에서 비생물입자의 증가가 아닌 것으로 판단되는 경우 장기저농도의 초과 또는 단기고농도의 초과에 따른 경보를 발생시키도록 한다.

이상에서, 출원인은 본 발명의 다양한 실시예들을 설명하였지만, 이와 같은 실시예들은 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 일 실시예일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상을 구현하는 한 어떠한 변경예 또는 수정예도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

S1: 데이터취득단계
S2: 입자분석단계 S21: 산란입자크기분류단계
S22: 형광입자크기분류단계 S3: 유효입자산출단계
S31: 형광지수산출단계 S32: 평균형광지수산출단계
S33: 최종평균형광지수산출단계 S34: 유효생물값연산단계
S4: 유효생물입자상한값산출단계 S41: 평균유효생물값산출단계
S42: 유효생물이상징후판단단계 S43: 유효생물상한값연산단계
S5: 상대농도초과횟수산출단계 S51: 유효생물값비교단계
S52: 개수초과기준비교단계 S53: 상대농도초과판정단계
S6: 경보발령단계 S61: 경보기준비교단계 S611: 상대농도비교단계
S611a: 경보기준산출단계 S611a-1: 초기경보기준설정단계
S611a-2: 산란가중치산출단계 S611a-3: 산란분포가중치산출단계
S611a-4: 형광가중치산출단계 S611a-5: 형광분포가중치산출단계
S611a-6: 최종경보기준연산단계 S62: 비생물증가여부판단단계
S621: 형광지수기준설정단계 S622: 형광지수비교단계
S623: 경보차단단계 S63: 최종경보단계 S631: 상대농도초과경보단계
S632: 장기저농도초과경보단계 S633: 단기고농도초과경보단계

Claims

(a) 생물입자 감시장치로부터 입자정보[i]를 입력받는 데이터취득단계; (b) 입자정보[i]를 분석하여 산란입자 및 형광입자의 크기 및 개수를 산출하는 입자분석단계; (c) 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물값[i]을 산출하는 유효생물입자산출단계; (d) 분석된 입자정보[i]로부터 유효생물상한값[i]을 산출하는 유효생물입자상한값산출단계; (e) 상기 유효생물상한값[i]으로부터 상대농도 초과횟수 이동합[i] 또는 장기 저농도 초과횟수 이동합[i] 또는 단기 고농도 초과횟수 이동합[i] 중 어느 하나를 산출하여 각각의 기준을 초과하는 경우 경보를 발생시키는 경보발령단계;를 포함하고,
상기 (a) ~ (e) 단계는 단위시간마다 반복되며,
상기 유효생물값[i]은 형광합[i] - 산란합[i]×최종평균형광지수[i]로 규정되고,
상기 산란합[i]은 생물입자 감시장치에서 수신되는 산란신호에 따라 크기범위가 분류된 산란입자의 개수를 합하여 산출하도록 하며,
상기 형광합[i]은 생물입자감시장치에서 수신되는 형광신호에 따라 크기범위가 분류된 형광입자의 개수를 합하여 산출하도록 하고,
상기 최종평균형광지수[i]는 상기 산란합에 대한 형광합의 비로 규정되는 형광지수의 이동평균이 되도록 하며,
상기 입자분석단계는 산란입자의 크기 범위를 고려하여 형광입자의 크기범위를 산정하는 형광입자크기분류단계를 포함하고,
상기 경보발령단계는,
일정기간 동안 유효생물값을 기준값과 비교하여 초과하는 횟수를 산출하고, 초과하는 횟수를 경보 기준과 비교하는 경보기준비교단계와; 상기 경보기준비교단계에서 경보기준 이상인 것으로 판단되는 경우 비생물입자의 급격한 증가에 의한 것인지를 판단하는 비생물증가여부판단단계와; 경보기준 이상이고 비생물입자의 증가가 아닌 경우에만 최종 경보를 발생시키는 최종경보단계;를 포함하고,
상기 경보기준비교단계는,
유효생물값[i]과 유효입자생물상한값[i]을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 상대농도 경보기준과 비교하는 상대농도비교단계와; 유효생물값[i]과 장기저농도기준값을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 장기저농도 경보기준과 비교하는 장기저농도비교단계와; 유효생물값[i]과 단기고농도기준값을 비교하여 초과 횟수의 이동합[i]을 산출하고, 이를 단기고농도 경보기준과 비교하는 단기고농도비교단계; 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 형광입자크기분류단계는
형광입자의 크기 범위가 각각 중첩되는 영역을 갖게 설정되도록 하고, 복수의 크기 범위에 해당되는 형광입자는 동일한 크기 범위에 해당하는 산란입자가 존재하는 형광입자를 유효한 형광입자로 산정하도록 하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 생물입자 탐지방법은
직전 일정시간 동안 유효생물값[i]이 유효생물상한값[i]을 초과하는 회수를 산출하는 상대농도초과횟수산출단계를 포함하고,
상기 유효생물입자산출단계는,
상기 상대농도초과횟수산출단계에 의해 산출되는 초과횟수가 형광지수이상징후기준을 초과하는 경우 최종평균형광지수[i]를 직전 단위시간의 평균형광지수[i-1]로 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
제 3 항에 있어서, 상기 상대농도초과횟수산출단계는
각 단위시간에서 유효생물값[i]과 유효생물상한값[i]을 비교하는 유효생물값비교단계와, 각 단위시간에서의 유효생물값[i]과 산란합[i]에 따른 개수초과기준을 비교하는 개수초과기준비교단계와, 유효생물값이 유효생물상한값 및 개수초과기준을 모두 초과하는 경우 해당 단위시간에서 상대농도를 초과한 것으로 판단하도록 하는 상대농도초과판정단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
삭제
제 1 항에 있어서, 상기 비생물증가여부판단단계는
형광지수[i]의 기준을 설정하는 형광지수기준설정단계와; 형광지수[i]를 형광지수기준과 비교하는 형광지수비교단계와; 형광지수[i]가 형광지수기준 이하인 경우 비생물입자의 증가로 판단하여 경보의 발생을 차단하는 경보차단단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
제 6 항에 있어서, 상기 형광지수기준설정단계는
산란합[i]의 크기에 따라 형광지수기준을 자동으로 변경하도록 하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.
제 1 항에 있어서, 상기 상대농도비교단계는
상대농도 경보기준을 산출하는 경보기준산출단계를 포함하고,
상기 경보기준산출단계는,
초기 경보기준에 산란합[i] 또는 형광합[i], 산란소/산란대 입자의 비율을 나타내는 산란분포 또는 형광소/형광대 입자의 비율을 나타내는 형광분포값 중 하나 이상에 따른 가중치를 부여하여 상대농도 경보기준을 산출하도록 하는 것을 특징으로 하는 생물입자 탐지방법.