KR20100124511A - Apparatus and method for predicting the production of disinfection by-product using a artificial neural network - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 정수처리시스템에서 소독부산물(예를 들어, 트리할로메탄 등)의 예측값 및 실제값에 대한 오차와 임계값의 비교결과에 따라 비선형식에 따른 최적 인공신경망 모델을 선택하여 소독부산물의 생성결과(예를 들어, 발생농도, 발생량 등)를 미리 예측하기 위한, 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus and method for predicting the production result of disinfection by-products using an artificial neural network, and more particularly, to an error in predicted and actual values of disinfection by-products (for example, trihalomethane) in a water treatment system. Generation results of disinfection byproducts using artificial neural networks to predict the results of disinfection byproducts (for example, concentration and generation) by selecting an optimal neural network model according to the nonlinear form according to the comparison result between A prediction apparatus, a method thereof, and a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing the method.
일반적으로, 정수장에서는 바이러스, 세균, 원생동물 등과 같이 수인성 질환을 유발할 수 있는 병원성 미생물의 불활성화를 위해 원수 및 정수에 대해 소독을 실시한다. 정수장에서는 뛰어난 살균력과 잔류성 그리고 경제성 때문에 소독제로서 '염소'를 가장 많이 이용하고 있다. 즉, 염소를 이용한 소독 방식은 수인성 질환을 일으키는 병원성 미생물의 살균, 암모니아성 질소의 제거, 조류의 사멸, 철과 망간의 제거, 급수관 내 잔류염소 유지 등의 효과를 제공하여, 급수관 내의 세균이나 박테리아의 재증식을 억제한다.In general, water treatment plants disinfect raw water and purified water to inactivate pathogenic microorganisms that can cause waterborne diseases such as viruses, bacteria, protozoa, and the like. In the water treatment plant, 'chlorine' is the most used disinfectant because of its excellent sterilization, residual and economical efficiency. In other words, the disinfection method using chlorine provides effects such as sterilization of pathogenic microorganisms causing waterborne diseases, removal of ammonia nitrogen, killing algae, removal of iron and manganese, and maintenance of residual chlorine in the water supply line. Suppresses the regrowth of bacteria.
하지만, 염소를 이용한 소독 방식은 물속의 전구 물질(예를 들어, humic substance 등)이 소독제로 사용되는 염소 또는 바닷물 중의 브롬 등과 부가 및 치환 반응하여 인체에 유해한 소독부산물(Disinfection By-Products, DBPs)이 생성된다. 특히, 염소를 이용한 소독 방식의 대표적인 소독부산물에는 트리할로메탄(Trihalomethanes, THMs)이 있는데, 트리할로메탄은 메탄의 수소원자가 할로겐원자(주로 염소, 브롬, 요오드)로 치환된 화합물로서, 클로로포름(CHCl3), 브로모디클로로메탄(CHBrCl2), 디브로모클로로메탄(CHBr2Cl), 브로모포름(CHBr3) 등을 통칭한다. 이러한 트리할로메탄은 주입염소농도, 온도, 반응시간, 브로마이드, 요오드 농도, 전구물질의 농도 및 특성에 영향을 받는다. However, the disinfection method using chlorine disinfects by-products (for example, humic substances) that are harmful to human body by addition and substitution reaction with bromine in chlorine or seawater used as disinfectant (Disinfection By-Products, DBPs). Is generated. In particular, chlorinated disinfection by-products include trihalomethanes (THMs), and trihalomethanes are compounds in which hydrogen atoms of methane are replaced by halogen atoms (mainly chlorine, bromine, iodine). (CHCl 3 ), bromodichloromethane (CHBrCl 2 ), dibromochloromethane (CHBr 2 Cl), bromoform (CHBr 3 ), and the like. These trihalomethanes are affected by chlorine concentration, temperature, reaction time, bromide, iodine concentration, precursor concentration and properties.
일반적으로, 트리할로메탄은 상수원수에서 검출되지 않거나 매우 낮은 농도로 존재하고 있으나, 염소 처리된 최종 처리수에서 거의 100%의 검출빈도를 나타낸다.In general, trihalomethane is not detected in the source water or is present at very low concentrations, but shows almost 100% detection frequency in the final treated water treated with chlorine.
한편, 종래에는 원수저장 및 정수처리 방식을 변경하거나, 중간염소처리 등의 염소 주입점을 변경함으로써, 염소 처리된 최종 처리수에서 트리할로메탄을 저감시키기 위한 연구가 진행되었다. 특히, 원수의 수질이 악화될 경우에는 고도정수 처리시설을 설치하거나, 정수처리시 염소와 더불어 이산화염소나 오존 등을 병용하여 사용하는 복합 소독방식 등이 있다.On the other hand, conventionally, by changing the raw water storage and purified water treatment method, or by changing the chlorine injection point such as intermediate chlorine treatment, a study for reducing the trihalomethane in the final treated water treated with chlorine has been progressed. In particular, when the water quality of the raw water is deteriorated, there is a complex disinfection method using a high-purity water treatment facility or using chlorine dioxide or ozone in combination with chlorine during water purification treatment.
또한, 종래에는 활성탄 등의 흡착제를 이용하여 트리할로메탄을 제거하거나, 오존에 의한 전처리를 통해 트리할로메탄의 생성 가능성을 낮추는 방식이 제안되었다. 여기서, 활성탄을 이용한 방식은 오존처리후 유기물의 생물학적 분해능을 향상시키고, 오존에 의한 전처리를 통한 방식은 유기물을 어느 수준까지 무기화하여 안정화시키는 효과가 있을 뿐만 아니라 유기물의 생물학적 분해능을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 부가적으로, 활성탄을 이용한 방식에서 활성탄 흡착성능의 변화는, 처리대상수질, 오존주입농도 및 활성탄 종류 등에 따라 달라질 수 있다.In addition, conventionally, a method of removing trihalomethane using an adsorbent such as activated carbon or reducing the possibility of generating trihalomethane through pretreatment with ozone has been proposed. Here, the method using activated carbon is known to improve the biodegradability of organic matter after ozone treatment, and the method through pretreatment with ozone is not only effective to stabilize the organic matter to a certain level, but also to improve the biological resolution of organic matter. . In addition, the change in activated carbon adsorption performance in the method using activated carbon may vary depending on the water quality to be treated, ozone injection concentration and activated carbon.
최근에는 소독공정에서 트리할로메탄의 생성결과를 예측하여 소독제 사용을 보다 절감하려는 예측 모델이 제안되었는데, 이러한 예측 모델에는 경험식 및 키네틱(kinetic) 기반 모델 등 선형회귀분석에 의한 방식이 있다.Recently, a prediction model to reduce the use of disinfectants by predicting the trihalomethane generation result in the disinfection process has been proposed. The prediction model includes a linear regression analysis such as empirical and kinetic-based models.
이와 같은 종래의 예측 모델은 염소가 매우 높거나 매우 낮게 주입된 상태나 네트워크 구조의 송배수 관망의 조건 등 확률적 변동성이 큰 현장에서 오류가 많아 예측 성능이 떨어지는 한계가 있다.Such a conventional prediction model has a limitation in that the prediction performance is low due to a large number of errors in a site having a high probability of variability such as a state in which chlorine is injected very high or very low, or a condition of a network of transmission and distribution networks.
특히, 종래의 예측 모델은 오존 및 염소 조합 복합소독, 이산화염소 및 염소 조합 복합소독, AOP(Advanced Oxidation Process) 및 염소 조합 복합소독기술 등과 같이 복합소독 공정을 통해 발생되는 트리할로메탄의 생성결과(예를 들어, 발생농도, 발생량 등)를 예측하기 어렵다. 이는 단일소독 공정과 달리 복합소독 공정이 매우 복잡한 반응과 관계를 형성하는 비선형적 특성을 나타내기 때문에, 종래의 선 형 방식을 이용하여 비선형적 특성을 예측하기 어려운 한계가 있다.In particular, the conventional predictive model is a result of the generation of trihalomethane generated through a compound disinfection process such as ozone and chlorine combined disinfection, chlorine dioxide and chlorine combined disinfection, AOP (Advanced Oxidation Process) and chlorine combined disinfection technology. For example, it is difficult to predict the generation concentration, the generation amount, and the like. This is because, unlike the single sterilization process, the complex sterilization process exhibits a non-linear characteristic that forms a relationship with a very complex reaction. Therefore, it is difficult to predict the non-linear characteristic using a conventional linear method.
따라서, 단일소독 공정뿐만 아니라 복합소독 공정을 통해 생성되는 트리할로메탄과 같은 소독부산물을 예측하기 위해서는, 복잡한 반응과 관계의 비선형적 특성을 설명할 수 있는 예측 모델이 제안될 필요가 있다.Therefore, in order to predict disinfection by-products such as trihalomethane generated through a single disinfection process as well as a single disinfection process, a prediction model that can explain the nonlinear characteristics of complex reactions and relationships needs to be proposed.
따라서 상기와 같은 종래 기술은 복합소독 공정이 비선형적 특성을 나타내기 때문에 소독부산물의 생성결과를 예측하기 어려운 문제점이 있으며, 이러한 문제점을 해결하고자 하는 것이 본 발명의 과제이다.Therefore, the prior art as described above has a problem that it is difficult to predict the results of disinfection by-products because the composite disinfection process exhibits a non-linear characteristic, it is a problem of the present invention to solve these problems.
따라서 본 발명은 정수처리시스템에서 소독부산물(예를 들어, 트리할로메탄 등)의 예측값 및 실제값에 대한 오차와 임계값의 비교결과에 따라 비선형식에 따른 최적 인공신경망 모델을 선택하여 소독부산물의 생성결과(예를 들어, 발생농도, 발생량 등)를 미리 예측하기 위한, 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치 및 그 방법과, 상기 방법을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention selects the optimal neural network model according to the non-linear type according to the result of comparing the error value and the threshold for the predicted value and the actual value of the disinfection by-product (for example, trihalomethane, etc.) in the water treatment system. A computer-readable recording apparatus for generating a result of disinfection by-products using an artificial neural network and a method thereof, and a program for realizing the method, for predicting the generation result (e.g., concentration and amount of generation) in advance. The purpose is to provide a recording medium.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention which are not mentioned can be understood by the following description, and will be more clearly understood by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 소독공정의 공정인자 및 수질인자를 수집하기 위한 데이터 수집부; 상기 공정인자 및 수질인자를 입력받아, 미리 구비 되어 있는 적어도 하나 이상의 인공신경망 모델 대상 중 어느 하나를 인공신경망 모델로 적용하기 위한 인공신경망 모델부; 및 '상기 인공신경망 모델을 통해 출력된 소독부산물의 예측값'과 '정수처리시스템에서 실제로 확인된 소독부산물의 실제값'에 대한 오차와 기 설정된 임계값의 비교결과에 따라 최적 인공신경망 모델을 선택하기 위한 피드백을 수행한 후 소독부산물의 생성결과를 예측하기 위한 피드백부를 포함한다.The present invention for achieving the above object, the data collection unit for collecting the process factor and water quality factor of the disinfection process; An artificial neural network model unit configured to receive the process factor and the water quality factor, and apply any one of at least one artificial neural network model object previously provided as an artificial neural network model; And selecting an optimal neural network model based on a result of comparing an error between a predicted value of disinfection by-product output through the artificial neural network model and an actual value of disinfection by-product actually confirmed in a water treatment system and a preset threshold. It includes a feedback unit for predicting the generation result of the disinfection by-product after performing the feedback for.
또한, 본 발명에서 상기 데이터 수집부는, 상기 공정인자 및 수질인자를 정수처리시스템에서 수집하여 데이터베이스를 구축하는 것을 특징으로 한다.In addition, the data collection unit in the present invention, characterized in that to build a database by collecting the process factor and the water quality factor in a water treatment system.
또한, 본 발명에서 상기 인공신경망 모델부는, 상기 인공신경망 모델을 적용할 때, 입력층과 출력층 간에 은닉층을 두는 다층구조에서 데이터를 훈련시키는 다층 퍼셉트론을 이용하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, the artificial neural network model unit, when applying the artificial neural network model, characterized in that using a multi-layer perceptron for training data in a multi-layer structure having a hidden layer between the input layer and the output layer.
또한, 본 발명에서 상기 인공신경망 모델부는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차를 감소시키는 방향으로 상기 인공신경망 모델의 연결강도를 조정하는 것을 특징으로 한다.In addition, the artificial neural network model unit in the present invention, characterized in that for adjusting the connection strength of the artificial neural network model in the direction of reducing the error of the prediction value and the actual value.
또한, 본 발명에서 상기 피드백부는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차가 기 설정된 임계값 이하이면, 상기 예측값 및 실제값이 일치하는 경우로 간주하여 상기 인공신경망 모델을 최적 인공신경망 모델로 선택하는 것을 특징으로 한다.In addition, in the present invention, if the error between the predicted value and the actual value is less than a predetermined threshold, the feedback unit is to select the artificial neural network model as the optimal artificial neural network model considering the case where the prediction value and the actual value match It is characterized by.
또한, 본 발명에서 상기 피드백부는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차가 기 설정된 임계값 이상이면, 상기 인공신경망 모델 이외에 다른 인공신경망 모델을 다시 적용하는 것을 특징으로 한다.In addition, the feedback unit in the present invention, if the error between the prediction value and the actual value is more than a predetermined threshold value, characterized in that to apply another artificial neural network model in addition to the artificial neural network model.
또한, 본 발명에서 소독부산물 예측 프로그램이 기 탑재된 사용자 단말기에 연결되어 소독부산물 예측 과정을 제어할 수 있는 사용자 환경을 제공하기 위한 사용자 인터페이스부를 더 포함한다.In addition, the present invention further includes a user interface unit connected to a user terminal equipped with a disinfection by-product prediction program to provide a user environment for controlling the disinfection by-product prediction process.
또한, 본 발명에서 상기 소독부산물의 생성결과는, 상기 소독부산물의 발생농도 또는 발생량인 것을 특징으로 한다.In addition, the production result of the disinfection by-product in the present invention is characterized in that the concentration or the amount of occurrence of the disinfection by-product.
한편, 본 발명은 소독공정의 공정인자 및 수질인자를 수집하는 수집 단계; 상기 공정인자 및 수질인자를 입력받아, 미리 구비되어 있는 적어도 하나 이상의 인공신경망 모델 대상 중 어느 하나를 인공신경망 모델로 적용하는 적용 단계; '상기 인공신경망 모델을 통해 출력된 소독부산물의 예측값'과 '정수처리시스템에서 실제로 확인된 소독부산물의 실제값'에 대한 오차와 기 설정된 임계값의 비교결과에 따라 최적 인공신경망 모델을 선택하기 위한 피드백을 수행하는 수행 단계; 및 상기 선택된 최적 인공신경망 모델을 이용하여 소독부산물의 생성결과를 예측하는 예측 단계를 포함한다.On the other hand, the present invention is a collection step of collecting process factors and water quality factors of the disinfection process; Receiving an input of the process factor and the water quality factor, and applying one of at least one artificial neural network model object provided in advance to an artificial neural network model; A method for selecting an optimal neural network model based on a result of comparing an error between 'prediction values of disinfection by-products output through the artificial neural network model' and 'actual values of disinfection by-products actually confirmed in a water treatment system' and a preset threshold value Performing a feedback step; And a prediction step of predicting the generation result of the disinfection by-product using the selected optimal neural network model.
또한, 본 발명에서 상기 적용 단계는, 상기 인공신경망 모델을 적용할 때, 입력층과 출력층 간에 은닉층을 두는 다층구조에서 데이터를 훈련시키는 다층 퍼셉트론을 이용하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the application step is characterized in that when applying the artificial neural network model, using a multi-layer perceptron for training data in a multi-layer structure having a hidden layer between the input layer and the output layer.
또한, 본 발명에서 상기 적용 단계는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차를 감소시키는 방향으로 상기 인공신경망 모델의 연결강도를 조정하는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the applying step, characterized in that for adjusting the connection strength of the artificial neural network model in the direction of reducing the error of the prediction value and the actual value.
또한, 본 발명에서 상기 수행 단계는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차가 기 설정된 임계값 이하이면, 상기 예측값 및 실제값이 일치하는 경우로 간주하여 상기 인공신경망 모델을 최적 인공신경망 모델로 선택하는 것을 특징으로 한다.Further, in the present invention, if the error between the predicted value and the actual value is less than or equal to a predetermined threshold value, the artificial neural network model is selected as the optimal artificial neural network model by considering that the predicted value and the actual value match. Characterized in that.
또한, 본 발명에서 상기 수행 단계는, 상기 예측값 및 상기 실제값에 대한 오차가 기 설정된 임계값 이상이면, 상기 인공신경망 모델 이외에 다른 인공신경망 모델을 다시 적용하는 것을 특징으로 한다.The performing of the present invention may include reapplying another artificial neural network model in addition to the artificial neural network model if an error between the predicted value and the actual value is greater than or equal to a preset threshold.
한편, 본 발명은 프로세서를 구비한 사용자 단말기에, 소독공정의 공정인자 및 수질인자를 수집하는 기능; 상기 공정인자 및 수질인자를 입력받아, 미리 구비되어 있는 적어도 하나 이상의 인공신경망 모델 대상 중 어느 하나를 인공신경망 모델로 적용하는 기능; '상기 인공신경망 모델을 통해 출력된 소독부산물의 예측값'과 '정수처리시스템에서 실제로 확인된 소독부산물의 실제값'에 대한 오차와 기 설정된 임계값의 비교결과에 따라 최적 인공신경망 모델을 선택하기 위한 피드백을 수행하는 기능; 및 상기 선택된 최적 인공신경망 모델을 이용하여 소독부산물의 생성결과를 예측하는 기능을 실현시키기 위한 프로그램을 기록한 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 제공하는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the present invention is a user terminal having a processor, the function of collecting the process factor and water quality factor of the disinfection process; A function of receiving the process factor and the water quality factor, and applying any one of at least one artificial neural network model object provided as an artificial neural network model; A method for selecting an optimal neural network model based on a result of comparing an error between 'prediction values of disinfection by-products output through the artificial neural network model' and 'actual values of disinfection by-products actually confirmed in a water treatment system' and a preset threshold value The ability to perform feedback; And a computer-readable recording medium having recorded thereon a program for realizing a function of predicting a result of disinfection by-product using the selected optimal neural network model.
상기와 같은 본 발명은, 정수처리시스템에서 소독부산물(일례로, 트리할로메탄)의 예측값 및 실제값에 대한 오차와 임계값의 비교결과에 따라 비선형식에 따른 최적 인공신경망 모델을 선택하여 소독부산물의 생성결과를 미리 예측할 수 있는 효과가 있다.As described above, the present invention selects and disinfects an optimal neural network model according to a non-linear form according to a comparison result of an error and a threshold of a predicted value and an actual value of a disinfection by-product (for example, trihalomethane) in a water treatment system. There is an effect that can predict the production of by-products in advance.
또한, 본 발명은 복잡한 반응과 관계의 비선형적 특성을 설명할 수 있는 인공신경망 모델을 적용함으로써, 단일소독 공정뿐만 아니라 복합소독 공정을 통해 생성되는 트리할로메탄과 같은 소독부산물을 예측할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention by applying an artificial neural network model that can explain the non-linear characteristics of complex reactions and relationships, it is possible to predict the disinfection by-products such as trihalomethane generated through the compound disinfection process as well as single disinfection process There is.
또한, 본 발명은 인공신경망에 의해 정확하게 예측된 소독부산물(일례로, 트리할로메탄)의 생성결과를 이용하여 소독제 주입량을 조절함으로써 소독제를 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of reducing the disinfectant by controlling the amount of disinfectant injection by using the result of the production of antiseptic by-products (for example, trihalomethane) accurately predicted by the artificial neural network.
상술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되어 있는 상세한 설명을 통하여 보다 명확해 질 것이며, 그에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에 그 상세한 설명을 생략하기로 한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description of the present invention when taken in conjunction with the accompanying drawings, It can be easily carried out. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 다양한 종류의 소독부산물[예를 들어, 트리할로메탄(THMs), 할로아세토나이트릴(HANs), 할로아세틱엑시드(HAAs), 할로케톤(Halo-ketones), 할로아세테이트(Halo-acetates), 할로알데히드(Halo-aldehydes), 할로아로마틱(Halo- aromatics), 할로아민(Halo-amines), 할로에테르(Halo-ethers), 클로랄하이트레이트 등)에 통용될 수 있을 뿐만 아니라 이에 한정되어 해석되지 않으나, 설명의 이해를 돕기 위해 대표적인 소독부산물의 하나인 '트리할로메탄(THMs)'을 구체적으로 적용하여 설명하기로 한다.The present invention provides various kinds of disinfection by-products [eg, trihalomethane (THMs), haloacetonitrile (HANs), haloacetic acid (HAAs), halo-ketones, haloacetates (Halo-acetate). acetates, halo-aldehydes, halo-aromatics, halo-amines, halo-ethers, chloralates, etc.) Although not interpreted, the present invention will be described in detail by applying 'trihalomethane (THMs)', which is one of the representative disinfection by-products.
도 1은 본 발명에 따른 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치에 대한 일실시예 구성도이다.1 is a configuration diagram of an embodiment of the apparatus for predicting the production result of disinfection by-product using the artificial neural network according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치(이하 "소독부산물 예측 장치"라 함)는, 비선형식에 따른 인공신경망을 이용하여 소독제(즉, 염소)의 양에 따라 발생할 수 있는 소독부산물(즉, 트리할로메탄)의 생성결과(예를 들어, 발생농도, 발생량 등)를 미리 예측한다. 이를 통해, 정수처리시스템에서는 단일소독 공정 혹은 복합소독 공정에서 유입원수 및 소독제의 반응으로 생성되는 트리할로메탄의 생성결과를 미리 예측함으로써, 소독공정의 소독효과를 유지하면서 동시에 소독부산물을 최소화시킬 수 있는 최적의 소독제 주입량을 결정할 수 있다. 즉, 소독부산물 예측 장치는 단일소독 공정 또는 복합소독 공정에서 소독제 종류, 소독제 조합, 소독제 주입량에 따른 트리할로메탄의 생성결과를 예측한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for predicting the generation result of disinfection by-products using the artificial neural network according to the present invention (hereinafter referred to as “the sterilization by-product prediction apparatus”) is a disinfectant (ie, chlorine) using an artificial neural network according to a non-linear type. The anticipated results of disinfection by-products (ie trihalomethane) (eg, concentration, amount, etc.) that can occur according to the amount of Through this, the water treatment system predicts the result of trihalomethane generated by the reaction of influent water and disinfectant in a single disinfection process or multiple disinfection process in advance, thereby minimizing disinfection byproducts while maintaining disinfection effect of the disinfection process. The optimal disinfectant dosage can be determined. That is, the antiseptic by-product predictor predicts the trihalomethane generation result according to the disinfectant type, the disinfectant combination, and the disinfectant injection amount in the single disinfection process or the multiple disinfection process.
일반적으로 복합소독 공정은 1차로 오존 또는 이산화염소 등을 이용한 소독공정을 진행한 후, 2차로 염소 소독 공정을 진행한다. 따라서, 소독부산물 예측 장치는 복합소독 공정의 경우에, 1차로 오존 또는 이산화염소 등을 이용한 소독 공 정(도 1에 미도시)을 진행하고, 2차로 염소 소독 공정을 진행하여 트리할로메탄의 생성결과를 예측한다. 여기서, 1차 소독 공정은 당업자라면 쉽게 이해할 수 있는 공정에 해당하므로 자세한 설명을 생략하기로 한다. 이와 같이, 소독부산물 예측 장치는 복합소독 공정에서도 소독제 조합별로 트리할로메탄의 생성결과를 미리 예측할 수 있게 됨에 따라, 소독제 조합에 따른 소독제 주입량을 조절하여 트리할로메탄의 생성을 최소화시킬 수 있는 최적 상태를 제공할 수 있다.In general, the compound disinfection process first proceeds with a disinfection process using ozone or chlorine dioxide, and then performs a second chlorine disinfection process. Therefore, in the case of the compound disinfection process, the disinfection by-product predicting device proceeds with a disinfection process using ozone or chlorine dioxide (not shown in FIG. 1) first, and then proceeds with a chlorine disinfection process by a second process. Predict the result. Here, since the first disinfection process corresponds to a process that can be easily understood by those skilled in the art, a detailed description thereof will be omitted. In this way, the antiseptic by-product prediction device can predict the generation of trihalomethane for each disinfectant combination even in the compound disinfection process, thereby minimizing the generation of trihalomethane by adjusting the disinfectant injection amount according to the disinfectant combination. It can provide an optimal state.
이를 위해, 소독부산물 예측 장치는 최적 인공신경망 모델을 선택하기 위한 적어도 하나 이상의 '인공신경망 대상 모델'을 미리 구비한다. 여기서, 인공신경망 대상 모델은 입력조건에 포함되는 각각의 공정 및 수질인자를 다르게 설정할 수 있지만, 바람직하게는 하나의 정수처리시스템에서 최적 인공신경망 모델을 선택하는 과정이므로 소독제 주입량 이외에 다른 인자에 대해서는 동일하게 유지한다. To this end, the antiseptic by-product predictor is provided with at least one 'artificial neural network target model' for selecting an optimal artificial neural network model. Here, the artificial neural network target model may be set differently for each process and water quality factors included in the input conditions, but is preferably the same process for other factors other than the disinfectant injection amount because it is a process of selecting an optimal artificial neural network model in one water treatment system. Keep it.
먼저, 소독부산물 예측 장치는 '각각의 인공신경망 대상 모델을 적용하여 예측된 트리할로메탄의 생성결과(이하 "예측값"이라 함)'와 '정수처리시스템에서 실제로 확인된 트리할로메탄의 측정결과(이하 "실제값"이라 함)' 간의 차이인 오차를 기 설정된 임계값(일례로, 1.2)과 비교한다. 이때, 소독부산물 예측 장치는 예측값 및 실제값에 의한 오차가 임계값 이상인 경우에, 미리 구비된 다른 인공신경망 대상 모델을 선택 및 적용하여 전술한 과정을 반복한다. 반면에, 소독부산물 예측 장치는 예측값 및 실제값에 의한 오차가 임계값 이하인 경우에, 현재 적용된 인공신경망 대상 모델을 최적 인공신경망 모델로 선택할 수 있다.First, the antiseptic by-product prediction device is applied to each model of the artificial neural network, and predicts the trihalomethane generation result (hereinafter referred to as "prediction value") and the measurement of the trihalomethane actually confirmed in the water treatment system. The error, which is the difference between the result (hereinafter referred to as "actual value"), is compared with a predetermined threshold (for example, 1.2). In this case, the disinfection by-product prediction apparatus repeats the above-described process by selecting and applying another artificial neural network target model provided in advance when the error by the predicted value and the actual value is greater than or equal to the threshold value. On the other hand, the apparatus for predicting disinfection by-products may select the currently applied artificial neural network target model as an optimal artificial neural network model when the error due to the predicted value and the actual value is less than or equal to the threshold.
이와 달리, 소독부산물 예측 장치는 모든 인공신경망 대상 모델을 일괄적으 로 적용하여 예측값 및 실제값에 의한 오차를 계산한다. 이후, 소독부산물 예측 장치는 계산된 각각의 오차를 임계값과 비교하여, 해당 오차가 임계값 이하이면서 최저의 오차를 갖는 인공신경망 대상 모델을 최적 인공신경망 모델로 선택할 수 있다.In contrast, the antiseptic by-product predictor calculates the error based on the predicted value and the actual value by applying all the neural network target models collectively. Thereafter, the apparatus for predicting disinfection by-products may compare each calculated error with a threshold value and select an artificial neural network target model having a minimum error while the corresponding error is less than or equal to the threshold value as an optimal artificial neural network model.
여기서, 소독부산물 예측 장치는 상기와 같이 최적 인공신경망 모델이 선택된 후, 기 설정된 주기 이후에 최적 인공신경망 모델을 선택하는 과정을 재수행하는 것이 바람직하다. 이는 정수처리시스템에서 실제로 측정되는 실제값이 달라질 수 있으므로 그에 따라 예측값 및 실제값에 의한 오차를 실시간으로 고려하여 최적 인공신경망 모델을 선택할 수 있도록 하기 위함이다.Here, the apparatus for predicting disinfection by-products is preferably performed again after selecting an optimal neural network model after selecting the optimal neural network model as described above. This is because the actual value actually measured in the water treatment system may vary, so that the optimal artificial neural network model can be selected in consideration of the error due to the predicted value and the actual value accordingly.
한편, 소독부산물 예측 장치는 구체적으로 데이터 수집부(110), 인공신경망 모델부(120), 피드백부(130)를 포함한다.On the other hand, the disinfection by-product prediction device includes a
데이터 수집부(110)는 인공신경망을 이용하여 임의의 소독부산물을 예측할 때 필요한 공정 및 수질인자를 정수처리시스템에서 수집하여 데이터베이스(DB)(도 1에 미도시)를 구축한다. 여기서, 공정인자에는 유량, 반응조 크기, 정수지 거리, 소독제 종류 및 주입량, 시설 제원, 도류벽 조건 등이 있고, 수질인자에는 산성도(pH), 온도, 용존유기탄소(DOC: Dissolved Organic Carbon), 흡광도값(UV), 반응시간, 잔류염소 등이 있다. 이러한 공정 및 수질인자는 임의의 소독부산물이 발생하는데 영향을 미치는 인자로서, 정수처리시스템에서 소정의 주기 또는 실시간으로 수집되거나, 사용자의 조작에 의해 수집될 수도 있다.The
인공신경망 모델부(120)는 인공신경망 모델 대상을 적용하여 특정 소독부산 물(즉, 트리할로메탄)의 생성결과를 예측한다. 즉, 인공신경망 모델부(120)는 데이터 수집부(110)에서 예측하려는 트리할로메탄을 생성할 때 필요한 인공신경망 모델 대상을 적용하여, 트리할로메탄의 생성결과를 예측할 수 있는 인공신경망 모델을 구축한다. 이때, 인공신경망 모델부(120)는 입력층과 출력층 간에 은닉층(중간층)을 두는 다층구조에서 데이터를 훈련시키는 다층 퍼셉트론(multilayer perceptron)을 이용해 기계적 학습을 수행한다. The artificial neural
구체적으로, 인공신경망 모델부(120)는 데이터 수집부(110)로부터 트리할로메탄을 생성할 때 필요한 인공신경망 모델 대상에 속하는 공정 및 수질인자가 선택되어 입력될 수 있도록 하기 위한 모델 입력부(121), 모델 입력부(121)에서 입력된 공정 및 수질인자를 이용하여 트리할로메탄의 생성결과를 예측할 수 있는 인공신경망이 구축된 인공신경망 모델(122), 인공신경망 모델(122)에서 예측된 트리할로메탄의 생성결과(즉, 예측값)를 출력하는 모델 출력부(123)를 포함한다. 여기서, 인공신경망 모델(122)은 전술한 바와 같이 입력층, 은닉층, 출력층으로 구성되며, 입력층이 모델 입력부(121)에 연결되고, 출력층이 모델 출력부(123)에 연결된다. 여기서, 인공신경망 모델부(120)는 예측값 및 오차값의 차이인 오차를 감소시키는 방향으로 인공신경망 모델(122)의 은닉층의 수, 연결강도(connection weight)를 갱신시킨다. 일례로, 이는 은닉층의 수를 고정할 경우에, 연결강도를 조정하기 위해 오차를 감소시키는 방향으로 연결강도를 조절하고, 상위층에서 역전파하여 하위층에서 이를 근거로 다시 자기층의 연결강도를 조정해나간다(후술할 도 2 참조).Specifically, the artificial neural
피드백부(130)는 인공신경망 모델부(120)를 통해 출력된 예측값과 정수처리 시스템에서 실제로 확인된 실제값의 차이인 오차를 계산해 임계값과 비교하여, 비교결과에 따라 현재 적용하고 있는 인공신경망 모델 대상을 인공신경망 모델부(120)에 적용할지 또는 다른 인공신경망 모델 대상을 인공신경망 모델부(120)에 적용할지를 피드백하도록 한다. The
구체적으로, 피드백부(130)는 예측값과 실제값의 오차를 계산하기 위한 오차 계산부(131), 오차 및 임계값의 비교결과에 따라 인공신경망 모델 대상을 적용할지를 결정하고, 인공신경망 모델(122)의 은닉층의 수, 연결강도를 갱신시키기 위한 피드백 제어부(132)를 포함한다. 이때, 피드백 제어부(132)는 해당 오차가 기 설정된 임계값 이하이면, 예측값 및 실제값이 일치하는 경우로 간주하여 인공신경망 모델(122)에 대한 학습을 수행하지 않고, 현재 적용된 인공신경망 모델 대상을 최적 인공신경망 모델로 판단한다. 반면에, 피드백 제어부(132)는 해당 오차가 기 설정된 임계값 이상이면, 인공신경망 모델(122)에 대한 학습이 다시 수행될 수 있도록 다른 인공신경망 모델을 적용한다.Specifically, the
부가적으로, 소독부산물 예측 장치는 소독부산물 예측 프로그램이 기 탑재된 사용자 단말기에 연결되어 소독부산물 예측 과정을 제어할 수 있는 사용자 환경을 제공하는 사용자 인터페이스부(도 1에 미도시)를 구비한다.In addition, the disinfection byproduct prediction apparatus is provided with a user interface unit (not shown in FIG. 1) which is connected to a user terminal equipped with a disinfection byproduct prediction program to provide a user environment for controlling the disinfection byproduct prediction process.
한편, 소독부산물 예측 장치는 전술한 바와 같이 최적 인공신경망 모델을 적용하여 트리할로메탄의 생성결과를 예측한다. 즉, 소독부산물 예측 장치는 최적 인공신경망 모델이 인공신경망 모델(122)에 적용된 경우의 예측값을 트리할로메탄의 생성결과로 예측한다.On the other hand, the antiseptic by-product predictor predicts the trihalomethane generation result by applying the optimal artificial neural network model as described above. That is, the antiseptic by-product predictor predicts the prediction value when the optimal artificial neural network model is applied to the artificial
특히, 본 발명의 소독부산물 예측 장치는 비선형식에 따른 인공신경망을 적용함으로써, 선형식에 따른 인공신경망을 적용하는 경우와 같이 실제 데이터와 선형식 변수를 계속 비교하여 조정하거나 예측변수를 수질인자로 한정하여 적용하지 않는다. 즉, 소독부산물 예측 장치는 예측변수를 수질인자 뿐만 아니라 공정인자도 적용할 수 있다.In particular, the apparatus for predicting disinfection by-products according to the present invention applies an artificial neural network according to a non-linear form, and continuously adjusts and compares predicted variables with water quality factors as in the case of applying an artificial neural network according to a linear equation. It does not apply to limitation. That is, the disinfection by-product predictor may apply the predictor as well as the process factor to the water quality factor.
도 2는 본 발명에 적용되는 인공신경망 모델에 대한 일실시예 설명도이다.2 is a diagram illustrating an embodiment of an artificial neural network model applied to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 적용되는 인공신경망 모델(122)은, 신경망 구조와 학습 알고리즘을 적용하는데, 여기서는 다층 퍼셉트론의 구조를 적용한 경우에 대하여 설명한다.As shown in FIG. 2, the artificial
이와 같이, 본 발명의 인공신경망 모델(122)은 입력층 및 출력층 사이에 은닉층을 둔 다층구조에서 데이터를 훈련시키는 알고리즘을 내포하는 다층 퍼셉트론을 이용한 기계적 학습을 통해 이루어진다. 이에 따라, 인공신경망 모델(122)은 입력층(210), 은닉층(220), 출력층(230)을 포함한다. 여기서, 입력층(210)은 적어도 하나 이상의 입력노드를 조정할 수 있고, 은닉층(220)은 입력노드 수에 따라 인공신경망 모델(122)을 연산하는 은닉노드를 가지며, 출력층(230)은 입력조건을 은닉층(220)의 연산에 따라 적어도 하나 이상의 출력결과를 갖는다. 바람직하게는 은닉층(220)의 수는 미리 설정되어 있다.As described above, the artificial
입력층(210)에서는 모델 입력부(121)로부터 소정의 입력조건이 입력되고, 출력층(230)에서는 분류된 결과를 모델 출력부(123)로 출력한다. 즉, 모델 출력 부(123)에서 소독부산물로 트리할로메탄을 출력하는 경우에, 소정의 입력조건으로는 트리할로메탄을 생성할 때 영향을 미치는 요인에 해당되는 소독제 주입량, 산성도(pH), 반응시간, 용존유기탄소, 온도, 잔류염소, 흡광도값(UV)이 제공된다. 은닉층(220)은 입력층(210) 및 출력층(230) 사이에 적어도 하나 이상의 계층이 존재할 수 있다.In the input layer 210, a predetermined input condition is input from the
인공신경망 모델(122)은, 입력조건이 입력층(210)에 입력되면, 은닉층(220)에 있는 노드에 의해 수행된 연산결과가 다음 레벨에 있는 노드의 입력값이 되며, 이러한 과정을 출력층(230)까지 수행하여 최종 결과를 도출한다. 이때, 각 층에 있는 노드를 연결시켜 주는 역할을 수행하는 것이 연결강도이다. 이 연결은 같은 층에 있는 노드를 연결할 수 없고 다른 층에 있는 노드를 연결할 수 있으며, 일반적으로 하나의 노드는 다음 층에 있는 모든 노드와 연결된다.The artificial
인공신경망 모델(122)에서는 각 노드를 인공 뉴런(neuron)으로 모델화시킬 수 있다. 각 뉴런은 입력된 외부 자극을 합하여 그 결과에 따라 반응한다. 이는 하기 [수학식 1]과 같이 나타낼 수 있는데, 바이어스(bias)와 함께 입력의 가중합을 활성화 함수(또는 전달함수)에 전달하여 결과를 출력한다.In the artificial
여기서, netj는 입력(x1, x2, …, xp)에 대한 가중합이고, bj는 바이어스를 의미하고, yj는 출력결과를 나타낸다. wji는 i번째 입력과 j번째 뉴런사이의 연결강도를 나타내고, f(*)j는 j번째 뉴런의 활성화 함수이다. 특히, f(*)j는 비선형 함수로서 단계 함수(hard limiter), 임계논리 함수(threshold logic), 시그모이드 함수(sigmoid) 등이 적용될 수 있으나, 여기서는 시그모이드 함수를 적용하기로 한다. 이는 비선형 함수인 시그모이드 함수를 적용하여, 결정 영역이 통상의 직선이 아니라 완만한 곡선으로 경계를 형성시켜 행위의 분석이 약간 복잡하지만 미분을 통해 은닉층(230)을 학습할 수 있도록 하기 위함이다.Here, net j is a weighted sum of inputs (x 1 , x 2 ,..., X p ), b j represents a bias, and y j represents an output result. w ji represents the strength of the connection between the i th input and the j th neuron, and f (*) j is the activation function of the j th neuron. In particular, f (*) j is a nonlinear function, and a hard limiter, a threshold logic, a sigmoid function, and the like may be applied, but the sigmoid function will be applied here. This is to apply the sigmoid function, which is a nonlinear function, so that the crystal region is bounded by a gentle curve rather than a normal straight line, so that the
한편, 인공신경망 모델(122)은 예측값 및 실제값을 비교하여 오차가 작은 방향으로 노드간의 연결강도를 조절한다. 이때, 인공신경망 모델(122)은 델타 규칙(delta rule)이 적용될 수 있다. 즉, 인공신경망 모델(122)에서는 입력층(210)의 각 노드에 입력조건이 입력되면, 각 노드에서 변환되어 은닉층(220)에 전달되고 최후에 출력층(230)에서 예측값을 출력한다. 또한, 인공신경망 모델(122)에서는 예측값 및 실제값을 비교하여 차이를 줄여나가는 방향으로 연결강도를 조절하고, 상위층에서 하위층으로 역전파하여 하위층에서 이를 근거로 다시 자기 층의 연결강도를 조절하도록 한다.On the other hand, the artificial
구체적으로, 인공신경망 모델(122)은 p번째의 입력패턴 및 출력 패턴이 제시되는 경우에 노드 i에서 노드 j로의 연결강도를 하기 [수학식 2]를 이용하여 조절한다.Specifically, the artificial
여기서, tpj는 p번째 목표패턴의 j 성분이고, opj는 p번째 입력패턴에서 인공신경망 모델(122)이 계산한 출력패턴의 j 성분이고, ipj는 p번째 입력패턴의 i 성분이고, δpj=tpj-opj는 목표패턴과 실제패턴의 차(오차)를 나타낸다.Here, t pj is the j component of the p-th target pattern, o pj is the j component of the output pattern calculated by the artificial
부가적으로, 인공신경망 모델(122)에서는 입력패턴 및 원하는 출력 패턴이 제시될 수 있는데, 전술한 바와 같이 입력층(210)에 주어진 입력패턴이 출력층(230)에 전파되면서 변한 출력패턴(즉, 예측값)을 목표패턴(즉, 실제값)과 비교한다. 이때, 인공신경망 모델(122)에서는 출력패턴이 목표패턴과 일치하는 경우에 학습이 일어나지 않는다. 반면에, 인공신경망 모델(122)에서는 출력패턴이 목표패턴과 일치하지 않는 경우에 전술한 바와 같이 출력패턴 및 목표패턴의 차이를 감소시키는 방향으로 노드간의 연결강도를 조절하여 학습한다.In addition, in the
도 3은 본 발명에 따른 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 방법에 대한 일실시예 흐름도이다.Figure 3 is an embodiment flow diagram for a method for predicting the production result of disinfection by-product using the artificial neural network according to the present invention.
먼저, 소독부산물 예측 장치는 소독공정의 공정인자 및 수질인자를 수집한다(S301).First, the disinfection by-product prediction device collects process factors and water quality factors of the disinfection process (S301).
이후, 소독부산물 예측 장치는 공정인자 및 수질인자를 입력받아, 미리 구비되어 있는 적어도 하나 이상의 인공신경망 모델 대상 중 어느 하나를 인공신경망 모델로 적용한다(S302).Subsequently, the disinfection byproduct prediction apparatus receives the process factor and the water quality factor, and applies any one of at least one artificial neural network model object provided in advance to the artificial neural network model (S302).
그런 후, 소독부산물 예측 장치는 '인공신경망 모델을 통해 출력된 예측값'과 '정수처리시스템에서 실제로 확인된 실제값'에 대한 오차와 기 설정된 임계값의 비교결과에 따라 최적 인공신경망 모델을 선택하기 위한 피드백을 수행한다(S303).Then, the antiseptic by-product prediction device selects an optimal neural network model based on a comparison of the error between 'prediction output through artificial neural network model' and 'actual value actually confirmed in water treatment system' and preset threshold. To perform the feedback (S303).
이때, 소독부산물 예측 장치는 상기와 같이 선택된 최적 인공신경망 모델을 이용하여 소독부산물의 생성결과를 예측한다(S304).At this time, the antiseptic by-product prediction apparatus predicts the generation result of the disinfection by-product using the optimal artificial neural network model selected as described above (S304).
도 4는 본 발명에 따른 소독부산물 예측 프로그램을 나타낸 도면이고, 도 5는 상기 도 4의 소독부산물 예측 프로그램에 의한 예측값 및 실제값의 상관성을 나타낸 그래프이다.4 is a view showing a disinfection by-product prediction program according to the present invention, Figure 5 is a graph showing the correlation between the prediction value and the actual value by the disinfection by-product prediction program of FIG.
여기서, 인공신경망을 구성하기 위해 입력층에서는 소독제 주입량(즉, 염소 주입량)을 5∼10㎎/L, 산성도를 pH 5∼10, 반응시간을 0.1∼168 시간(hour), 온도를 10∼25℃, 흡광도값(UV)을 0.002∼0.021abs./㎝, 용존유기탄소(DOC)를 0.244∼1.21㎎/L로 입력조건을 설정한다. 이와 같이 본 발명의 소독부산물 예측 장치는 예측값 및 실제값의 오차가 임계값 이내에서 정비례하므로, 궁극적으로 예측값 및 실제값이 오차가 없는 상태 즉, 예측값 및 실제값이 일치되도록 수렴한다. Here, in order to construct an artificial neural network, in the input layer, the disinfectant injection amount (that is, the chlorine injection amount) is 5-10 mg / L, the acidity is pH 5-10, the reaction time is 0.1-168 hours (hour), and the temperature is 10-25. The input conditions are set at 0.00 DEG C, an absorbance value (UV) of 0.002 to 0.021abs./cm, and dissolved organic carbon (DOC) of 0.244 to 1.21 mg / L. As described above, since the error of the predicted value and the actual value is directly proportional to the threshold value, the disinfection by-product predicting apparatus of the present invention converges so that the predicted value and the actual value have no error, that is, the predicted value and the actual value coincide.
이를 통해, 소독부산물 예측 장치는 복합소독 공정에 따른 트리할로메탄 생성을 최소화할 수 있는 공정의 예측이 가능하며, 소독제 주입량을 감소시킬 수 있도록 할 수 있다.Through this, the disinfection by-product predictor can predict the process that can minimize the trihalomethane generation due to the compound disinfection process, it is possible to reduce the disinfectant injection amount.
한편, 전술한 바와 같은 본 발명의 방법은 컴퓨터 프로그램으로 작성이 가능 하다. 그리고 상기 프로그램을 구성하는 코드 및 코드 세그먼트는 당해 분야의 컴퓨터 프로그래머에 의하여 용이하게 추론될 수 있다. 또한, 상기 작성된 프로그램은 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체(정보저장매체)에 저장되고, 컴퓨터에 의하여 판독되고 실행됨으로써 본 발명의 방법을 구현한다. 그리고 상기 기록매체는 컴퓨터가 판독할 수 있는 모든 형태의 기록매체를 포함한다.On the other hand, the method of the present invention as described above can be written in a computer program. And the code and code segments constituting the program can be easily inferred by a computer programmer in the art. In addition, the written program is stored in a computer-readable recording medium (information storage medium), and read and executed by a computer to implement the method of the present invention. The recording medium may include any type of computer readable recording medium.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the technical spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 장치에 대한 일실시예 구성도,1 is a configuration diagram of an embodiment of the apparatus for predicting the production result of disinfection by-product using an artificial neural network according to the present invention;
도 2는 본 발명에 적용되는 인공신경망 모델에 대한 일실시예 설명도,2 is a diagram illustrating an embodiment of an artificial neural network model applied to the present invention;
도 3은 본 발명에 따른 인공신경망을 이용한 소독부산물의 생성결과 예측 방법에 대한 일실시예 흐름도,Figure 3 is an embodiment flow diagram for a method for predicting the production result of disinfection by-product using the artificial neural network according to the present invention,
도 4는 본 발명에 따른 소독부산물 예측 프로그램을 나타낸 도면, 4 is a view showing a disinfection by-product prediction program according to the present invention,
도 5는 상기 도 4의 소독부산물 예측 프로그램에 의한 예측값 및 실제값의 상관성을 나타낸 그래프이다.5 is a graph showing the correlation between the predicted value and the actual value by the antiseptic by-product prediction program of FIG.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
110 : 데이터 수집부110: data collection unit
120 : 인공신경망 모델부120: artificial neural network model unit
121 : 모델 입력부121: model input unit
122 : 인공신경망 모델122: artificial neural network model
123 : 모델 출력부123: model output unit
130 : 피드백부130: feedback unit
131 : 오차 계산부131: error calculation unit
132 : 피드백 제어부132: feedback control unit
Claims (23)
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