KR20220089011A - 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 및 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템 - Google Patents

지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 및 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템 Download PDF

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Abstract

지하철 전동차 내, 승강장, 대합실, 터널 및 관련 공기조화기, 송풍기에 설치된 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 바이러스를 포함한 실내외공기질(IAQ,AQI)정보를 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 분석한 AI 슈퍼컴퓨터는 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지 관리 등 분석정보를, 각 역사별 원격제어 LCP 및 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다.
바이러스 내지 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화 하는 즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 찾아내는 것이다.
즉, 센싱기술의 웨어러블 모바일을 통하여 개인이 동의한 인체센싱의 생체정보(biometrics information)를 빅데이터 함으로써 지하철 공기질 통합관리에 포함하여 각 공공의료기관에 연계된 의료융합기술의 건강의료정보를 제공 받을 수 있다.
고주파(HF)의 응집,확산운동과 미세노즐 분무 생성방식의 비활성화와 관성충돌(inertial impaction)흡착 및 구리 세퍼레이터, 구리 이온용매 분사,UV살균 등의 바이러스 제어 기술을 구성하는 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템이다.
[색인어]
지하철 통합관리,바이러스,비말감염,공기감염,언택트,나노,바이오에어로졸,콜로이드, PM1.0, PM2.5

Description

지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 및 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템{Integration management (Sensing between AI) of air quality(IAQ) and Reduction system of fine dust (Virus between fine particulate) in subway}
지하철 전동차 내, 승강장, 대합실, 터널 및 관련 공기조화기, 송풍기에 설치된 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 바이러스를 포함한 실내외공기질(IAQ,AQI)정보를 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 분석한 AI 슈퍼컴퓨터는 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지 관리 등 분석정보를, 각 역사별 원격제어 LCP 및 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다.
바이러스 내지 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화 하는 즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 찾아내는 것이다.
즉, 센싱기술의 웨어러블 모바일을 통하여 개인이 동의한 인체센싱의 생체정보(biometrics information)를 빅데이터 함으로써 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능)에 포함하여 각 공공의료기관에 연계된 의료융합기술의 건강의료정보를 제공 받을 수 있다.
고주파(HF)의 응집,확산운동과 미세노즐 분무 생성방식의 비활성화와 관성충돌(inertial impaction)흡착 및 구리 세퍼레이터, 구리 이온용매 분사,UV살균 등의 바이러스 제어기술을 구성하는 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템이다.
Virus ↓ + PM2.5 ↓+ CO2 ↓ + O2 ☞ '숨편한지하철'의 실내질(IAQ)을 목적으로 한다.
즉, 지하철 미세먼지 관리 강화계획, 실내공기질관리법, 학교보건법, 산업안전보건법을 기준한다.
전동차 내는 출퇴근시 혼잡도는 200%이상, 이산화탄소 2000ppm 이상 ,PM10 평균180 ㎍/m3으로서 호흡곤란 수준으로 승객의 생명을 보호한다.
또한, 지하철 승객의 건강에 대하여 건강의료정보를 제공한다.
바이러스 내지 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화 하는 즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 찾아내는 것이다.
바이러스의 크기의 나노는,
Nano는 10-9에 해당하는 SI 접두어. 기호는 n. nm(나노미터:1nm=10-9m), ns(나노초:1ns=10-9s) 등으로 사용한다. 전에는 μ(미크론, 마이크로미터: 1μ=10-6),m(밀리:1m=10-3)를 합쳐mμ(밀리미크론)으로서 10-9m를 표현했으나, 현재는 1nm로 대체되었다. 그러므로 나노미터는 종래의 밀리미크론과 같은 값이다.
일자형 나노미립자는 인체에서 배출되지 않는다.
미세먼지에 대하여 정부주관으로 2019.04.01에 '미세먼지 해결 범국가기구' 설립추진단이 결성되었으며, 과기부와 교육부의 '학교 고농도 미세먼지 대책'이 개발사업(2019.01.12.)으로 책정하는 등 국가적, 사회적, 지역적으로 국민의 건강을 지키기 위하여 반드시 해결하여야 할 과제가 되었다.
인테리젠트 빌딩은 공기조화시설이 갖추어져 있으나, 일반 아파트, 개인주택, 초등, 중고등학교에서는 환기시설과 공기청정시설이 전무한 상태로서, 미세먼지인 입자상 물질과 초미세먼지인 가스상 물질인 오존, 이산화질소, 일산화탄소,아황산가스, 암모니아 등 화학반응 가스의 제거가 불가능한 상태인 것이다.
더욱이 전동차 내는 환기시설이 없기에 밀폐된 상태에서 일반 공기청정기로 가동하는 것은 인체에서 발생하는 이산화탄소와 산소 부족으로 오히려 건강이 위험하다 할 것이다.
또한, 기존의 환기장비는 초미세먼지를 제거하는 필터링(Filtring)이 부족하기에 도리어 실외의 초미세먼지를 실내로 끌어드리는 현상이 발생되고 있다.
대기질(AQI)은 초미세먼지(PM2.5), 미세먼지(PM10), 오존(O3), 이산화질소(NO2), 일산화탄소(CO), 아황산가스(SO2)과 2차 발생인 화학반응 가스상 물질인 질소산화물(NOx)'과 '황산화물(SOx)' '휘발성유기화합물(VOCs) 등으로 구성된다.
터널 내의 미세먼지 성분은 레일 마찰 철분 69%, 터널 내 시멘트 흙먼지 14%,외부오염원 17%이며,
지하철에 흡입되는 공기 중에는 대기 오염물 중에서 자동차의 매연이 주 원인이다.
즉, 오일이 포함된 블랙카본류와 일산화탄소(CO)와 질소산화물(NOX) 등이다.
전동차 내는 출퇴근시 혼잡도는 200%이상, 이산화탄소 2000ppm 이상 ,PM10 평균180 ㎍/m3으로서 호흡곤란 수준으로 승객의 생명을 위협하고 있다.
1. 의료융합기술의 건강의료정보란,
AI 슈퍼컴퓨터(데이터센터)는 생체정보 분석결과인 의료(medical treatment)정보를 개인 당사가가 동의하는 한에서 원격통신체계로 각 국가 정보기관 및 기업, 특히 종합병원이 보유한 의료임상 정보와 협약에 의한 상호 공유할 수 있으며, 더 나아가 전 지구적인 고객에게 데이터 베이스 정보를 제공하여 미래를 예측하는 의료기술에 대하여 모든 사람이 혜택을 받을 수 있는 '의료 정보제공 시스템'이 구성되어 있다. 즉, 빅데이터 의료융합기술이라 할 것이다.
2. 바이러스 내지 초미세먼지에 의해 인체의 유전자 변이가 발생하는 것에 대하여,
바이러스를 포함한 초미세먼지는 기관지에서 걸러지지 않고 폐에 침투하여 혈관 속을 흐르기에 뇌졸 증, 심혈관, 폐질환, 유전자 변이 등 질병의 원인이 되기도 하지만, 또한, 1급 발암물질 (예;black carbon)로서 인체에 숨어있는 '질병유전자'를 활성화 한다. 즉, 변화된 유전자를 '유전자 메틸화'라 한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 미리 찾아내어 맞춤치료를 할 수 있다.
1)유전자 조정기술(GAT, Genetic Adjust Technology)에 대하여
DNA가 유전물질이라는 사실은 거의 정설이다.
인간의 표준형 유전자지도(Genetic, geneme map)(일명 유전자 빅테이터)는 많은 메스컴을 통하여 알려졌듯이 99% 완성이 되었다.
요사이 친자, 형제의 증빙을 위한 유전자 검사를 널리 이용하고 있듯이, 각 개인의 유전자지도를 제작할 수 있는 것도 향후에는 수 십분안에 저렴한 경비로 할 수 있을 것이다.
향후에는 모든 사람의 유전자 DNA-Code를 원격의료로서 종합병원 및 정부에서 보관할 것으로 예상된다(현재 실행국; 영국,미국,중국 등)
유전자 DNA-Code는 수백에서 수천개의 단위로 염기(Base)가 모여 만든 유전자의 숫자와 위치를 나타낸 것으로써, 인간에게만 있는 고유의 염기 300만개 염색체의 분류조합인 120-136 유전자 코드(DNA Code)를 말하며, 인간의 유전자 질환이나 변이된 유전자를 조기에 검진하여 유전자를 조정하여 우수한 두뇌, 완벽한 육체, 150년의 수명, 질병에 강한 인간 (Post-human)을 만들기 위한 것이다.
모든 사람은 유전자 코드가 99.9% 동일하다.
30억개의 염기가운데 0.1% 인 300만개의 염기가 사람마다 다르다. 바로 이것이 눈과 피부, 인종, 생김새, 질병의 감수성, 세포현상의 차이를 만들어 낸다.
즉, 염기 300만개 염색체의 분류 조합인 120-136 유전자 코드(DNA Code)중 유전질환, 변이된 세포현상을 찾아내어 특정염기를 바꾸는 프로그램을 작성하면 되는 것이다. 즉, 유전자 조정 프로그램이다.
상기와 같이, 유전자 정보를 분석하고 유전자 배열(Sequencing)을 해서 염기서열을 모두 알아내는 정보(한 사람당 1 테라바이트 용량)가 유전자지도(인간게놈지도)인 것이다.
유전자지도에는 어떤 염색체의 어느 위치에 어떤 유전자가 있는지를 표시하는 것이다. 즉, DNA 염기서열 고유번호가 지정되어 있다.
예를 들면, 머리털이나 눈, 피부의 색 등을 결정하는 유전자 A, B, C가 몇 번 염색체의 어느 위치에 있는가를 알 수 있다.
즉, DNA 염기서열 결정(sequencing)을 통해 DNA 염기서열을 모두 읽을 수 있다.
좋은 지도를 갖고 있으면 목적지에 쉽게 도달할 수 있듯이, 유전자지도가 완벽할수록 유전적 질환이나 유전자 변이로 나타나는 다양한 질환들을 정확하게 찾아내어 고칠 수 있다.
그러므로, 앞으로는 청진기 및 CT, MRI로 병을 진단하는 진료방법 외에 컴퓨터를 이용한 통계 프로그램으로 병이 진단되며 치료법이 제시될 것이다.
즉, 의사 외에 생물정보를 담당하는 통계학자의 역할이 매우 커지게 된다.
개별화된 맞춤형 의료, 그 대안이 유전자지도인 것이다.
유전자지도는 암·치매·당뇨병·후천성면역결핍증(에이즈) 등과 같은 난치병이나 불치병을 치료할 수 있는 계기를 마련하였다. 유전자지도를 바탕으로 질병에 결정적인 영향을 미치는 유전자를 밝혀내고 그 유전자를 교체하거나 기능을 할 수 없도록 예방할 수도 있으며, 개인의 유전자 특성에 따라 약물이나 치료법을 달리하는 맞춤식 치료도 개발될 수 있다.
지금까지 밝혀진 질병 유발 유전자수는 286개에 불과하다.
누구나 유전자 돌연변이를 가지고 있으며 염기서열 한 두개가 바뀌는 것은 매우 흔한 일이다. 이렇게 염기서열이 바뀌고 유전자가 정상이 아니면 그 것이 특정병이나 암과의 관계가 된다.
예로서, 대표적인 암인 유방암(HER2), 폐암(EGFR), 대장암(K-ras),악성흑생종(BRAF)의 유전자가 확인 되었다. 확실한 답을 줄 수 있는 질병의 유전자는 계속 밝혀지고 있다.
상기와 같이 밝혀진 질병 유전자 치료를 하기 위해서 현재까지 밝혀진 유전자 제어 기술은 다음과 같은 3가지 방법들이 있으며 향후에는 더 많은 방법들이 제시될 것이라 예상 된다.
A; 표적 유전자를 절단하는 방식이 있다.
유전병 치료나 멸종 동물 복원방식인 '유전자 가위'인 크리스퍼(CRISPR)가 있다.
인간 세포 내에서 질병 유전자만 크리스퍼를 이용해 정확하게 잘라낼 수 있다.
크리스퍼는 세균의 면역체계에서 비롯된 학술 용어다. 세균은 천적 바이러스의 침입을 받으면, 바이러스 DNA를 잘게 자른 다음 그 조각을 자신의 유전체에 삽입해 둔다. 이를 크리스퍼라고 한다.
이 방식은 실험실에서 적용되고 있기에 아직 완성이 되지 않은 단계라 할 것이다.
B; 표적 유전자에 효소를 이용하는 방식이 있다.
질병 유전자를 재조합하고 암세포에 치료유전자(효소)를 넣어 치료하는 방식이다.
이 방식은 웨어러블 모바일에 나노프로그램모듈에 치료유전자(효소)를 삽입하는 화학적기술이 부가되기에 본 출원발명에 적용하기에는 한계가 있다 할 것이다.
C; 특정 유전자 1-2개만을 조합의 변화를 주는 방식이 있다.
질병 유전자를 세포에서 활성화된 유전자를 조합을 달리하여 각 세포에 특징적인 변화를 주는 후성유학(Epigenomics)방식이다.
즉, 각 유전자가 유전자 지도에서 'DNA 염기서열 고유번호'로 설정되어 있기에 선별하여 염기를 바꾸는 것이다.
이 방식은 유전자지도에서 유전질환, 질병 유전자 중에서 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 방식으로서 전기적방식으로서의 유전자 조정 프로그램이다.
즉, 본 출원발명의 유전자 조정 기술이다.(GAT, Genetic Adjust Technology)
개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 손목 위에 탈부착하는 팔치형태의 웨어러블 모바일(도 3)(33)에 구성된 나노바이오센서(NBS)(37)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(34)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(34)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일(33)에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일(33)의 나노프로그램모듈(41)이 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(43)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달된다.
웨어러블 모바일(33)은 와이파이 통신방식으로서, 와이파이 주파수(AC)를 모바일 웨어러블에 장착된 정류기가 포함된 안테나(38)를 통하여 충전기(DC)(39)에 전원을 공급한다,
상기 전기력을 공급전원으로 하여 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(43)을 작동하여 세포변이가 된 혈관내의 암세포, 콜레스테톨, 이물질 등을 분쇄, 중화하여 체외로 배출할 수 있다.
2) 의료정보제공 시스템의 구성에 대하여,
또한, 본 출원발명은 AI 슈퍼컴퓨터(MSC)(34)의 상기 '유전자 조정 프로그램'을 포함하여,
사용자의 생체정보인 온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질 외에 바이러스 등의 칩입으로 단백질 변화에 의한 세포현상치수의 생체정보를 감지하여, 인터넷(와이파이 또는 라이파이)통신체계로 AI 슈퍼컴퓨터(34)에 송신하여 생체정보 분석결과를 웨어러블 모바일(33)에 보내어 사용자가 실시간 모니터링 할 수 있으며,
AI 슈퍼컴퓨터(34)는 생체정보 분석결과인 의료(medical treatment)정보를 개인 당사가가 동의하는 한에서 인터넷 통신체계로 각 국가 정보기관 및 기업, 특히 종합병원이 보유한 의료임상 정보와 협약에 의한 상호 공유할 수 있으며, 더 나아가 전 지구적인 고객에게 데이터 베이스 정보를 제공하여 미래를 예측하는 의료기술에 대하여 모든 사람이 혜택을 받을 수 있는 '의료 정보제공 시스템'이 구성되어 있다.
신경망처리장치(NPU)(H/W)를 운영하는 센싱(Sensing)기술(S/W)의 자동화(Aotomation)를 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다.
지하철 전동차 내, 승강장, 대합실, 터널 및 관련 공기조화기, 송풍기에 설치된 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 바이러스를 포함한 실내외공기질(IAQ,AQI)정보를 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 분석한 AI 슈퍼컴퓨터는 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지 관리 등 분석정보를, 각 역사별 원격제어 LCP 및 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다.
지하철 전동차 내, 승강장, 대합실, 터널 및 관련 공기조화기, 송풍기에 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술을 구성하는 단계,
상기 센싱기술을 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 AI 슈퍼컴퓨터에 전송하는 단계,
빅데이터(Big-data)로 분석한 AI 슈퍼컴퓨터는 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지관리 등 분석정보를 제공하는 단계,
분석정보를 각 역사별 원격제어 LCP 및 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공하는 단계,
상기 제어정보를 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 단계,
고주파 전기장(HF)을 인가하여 정전화시킴으로써 확산운동을 가속화시키며, 정전기력에 의해서 초미세먼지입자끼리 응집시키는 고주파 장치(도 4)를 포함하는 단계,
물 분자를 공기 중에 분사하고, 이 물 입자에 초미세먼지입자인 각종 미생물균과 바이러스가 확산운동에 의하여 흡착하여 비활성화시키는 에어로졸 물 입자를 생성하는 미세노줄 분무 생성장치가 더 포함하는 단계,
상기 미세노즐 분무 생성장치에 UV램프(ultraviolet rays lamp) 자외선 살균장치를 포함하는 단계.
「서울지하철 미세먼지 관리 강화계획('19~'22)」의 관리목표/ 관계부처합동(2018.3.23 )
전동차 내 이산화탄소 2000ppm, PM10 평균180 ㎍/m3 ☞ 1000ppm 이하, 100 ㎍/m3
승강장의 최대 PM10 280 ㎍/m3 ,평균150 ㎍/m3 ☞ 50㎍/m3
터널 내의 평균PM10 330 ㎍/m3 ,평균250 ㎍/m3 ☞120㎍/m3
상기 지하철 관리 강화계획 외 실내공기질관리법을 기준한다.
Virus ↓ + PM2.5 ↓+ CO2 ↓ + O2 ☞ '숨편한지하철'의 실내질(IAQ)을 목적으로 한다.
전동차 내는 출퇴근시 혼잡도는 200%이상, 이산화탄소 2000ppm 이상 ,PM10 평균180 ㎍/m3으로서 호흡곤란 수준으로부터 승객의 생명을 보호한다.
또한, 지하철 승객의 건강에 대하여 건강의료정보를 제공한다.
바이러스 내지 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화 하는
즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 찾아내는 것이다.
즉, 센싱기술의 웨어러블 모바일을 통하여 개인이 동의한 인체센싱의 생체정보(biometrics information)를 빅데이터 함으로써 지하철 공기질 통합관리에 포함하여 각 공공의료기관에 연계된 의료융합기술의 건강의료정보를 제공 받을 수 있다.
전동차 내; 숨편한열차상부의 수직층류로 725만명의 시민의 건강을 책임진다(절감비용은 수십조원이상으로 예상불가)
승강장; 데미스터+여재정전식을 합침하여 양방향 세정형으로 설치 기존 5-7억/역사당. 조달청 수주금액에서 약 30% 설치비 및 운영비 절감
역사공기질 통합관리; 미세먼지 조기 대응 공조제어 등으로 공기조화기, 터널 송풍기의 운전 관리비가 하향된다.
도 1은 출원발명의 실시예에 따른 FLOW SHEET
도 2는 출원발명의 실시예에 따른 LOGIC DIAGRAM
도 3은 출원발명의 실시예에 따른 웨어러블 모바일 구성도
도 4는 출원발명의 실시예에 따른 고주파(HF)의 미세먼지 응집,확산
도 5는 출원발명의 실시예에 따른 미세노즐 분무생성장치
도 6은 출원발명의 실시예에 따른 에어로졸 관성충돌포집
도 7은 출원발명의 실시예에 따른 W - 메쉬 데미스터
출원발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1은 출원발명의 실시예에 따른 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 및 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지)저감 기술의 FLOW SHEET
공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템 개념을 도시한 것이다.
지상 외기에서 세정형필터를 통과한 후 공기조화기에 공급된 공기는 무전원정전세정장치를 통과한 후, 승강장(100% 전외기방식)과 대합실(일부순환)에 공기를 공급한다.
승강장에 공급되는 공기는 100% 전외기방식의 양압으로서 열차가 도착시 슬라이딩 도어에 의한 전동차 내로 흡입,혼합하게 된다. 이를 대류의 '혼합'의 현상이다.
승강장은 수직층류식, 대합실은 부분순환식으로서, 필터링 및 고주파(HF)의 응집,확산운동과 미세노즐 분무 생성방식의 비활성화와 관성충돌(inertial impaction)흡착 및 구리 세퍼레이터, 구리 이온용매 분사,UV살균 등의 바이러스 제어 기술을 구성한다.
전동차 내는 수직층류식 방식이다. 즉, 전동차 상부의 형광등 디퓨저를 사용하여 공기를 상부에서 하부로 공기를 내려보내는 방식이다. 이는 바이러스의 비말감염과 공기감염을 제어하는 데 효과적일 것이다.
전동차 내에서의 필터성능 개선은 바이러스의 비말감염과 공기감염을 제어하는 수직층류식 환기방식과 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압) 및 혼잡도에 의한 풍량자동 제어방식이다.
터널 내의 레일의 마모입자 성분은 철분류가 대부분으로서 1차로 야간에 세척,포집,세정하는 청소 기관차를 운영하고, (참조; 레일 마찰 철분 69%, 터널 내 시멘트 흙먼지 14%,외부오염원 17%)
2차적으로, 지하철 터널 내에서 마모입자 발생저감(내마모성 소재, 순간포집 등)에 대하여 전동차의 진행시 양방향 열차풍(9 m/sec)에 의한 혼합과 확산의 미세먼지를 미스팅(미세안개스프레이) 및 순간포집, 순간세정하는 양방향 자동세정장치를 구성한다.
도 2는 출원발명의 실시예에 따른 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 및 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지)저감 기술의 LOGIC DIAGRAM.
신경망처리장치(NPU)(H/W)를 운영하는 센싱(Sensing)기술(S/W)의 자동화(Aotomation)를 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다.
센싱(Sensing)기술이란, 기존 측정기의 모니터링 역할에서 벗어나 사물인터넷(IOT)의 컴퓨터칩과 센서와 통신기능을 내장시켜 인터넷에 연결하여 빅데이터화 하는 것이다.
지하철 공기질 통합관리에도 역사별,전동차별,호선별의 클러스터 방식(신경망처리장치,NPU)의 인공지능(AI)기술이 구성된다.
지하철 전동차 내, 승강장, 대합실, 터널 및 관련 공기조화기, 송풍기에 설치된 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 바이러스를 포함한 실내외 공기질(IAQ,AQI)정보를 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 분석한 AI 슈퍼컴퓨터는 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지 관리 등 분석정보를, 각 역사별 원격제어 LCP 및 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리(측정 내지 인공지능) 시스템이다
필터링 및 고주파(HF)의 응집,확산운동과 미세 노즐 분무 생성방식의 비활성화와 관성충돌(inertial impaction)흡착 및 구리 세퍼레이터, 구리 이온용매 분사,UV살균 등의 바이러스 제어 기술을 구성하는 미세먼지(바이러스 내지 초미세먼지) 저감 시스템이다.
바이러스 내지 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화 하는 즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.
혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 찾아내는 것이다.
즉, 센싱기술의 웨어러블 모바일을 통하여 개인이 동의한 인체센싱의 생체정보(biometrics information)를 빅데이터 함으로써 지하철 공기질 통합관리에 포함하여 각 공공의료기관에 연계된 의료융합기술의 건강의료정보를 제공 받을 수 있다.
구성 및 동작을 살펴보면,
A실외기 센서(21)(AOS, PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)와 A승강장 센서(22) 및 모니터(APSM), A대합실 센서(23) 및 모니터(AWSM), A승강장 공조기송풍기(24) 및 필터정압(APAF), A대합실 공조기송풍기(25) 및 필터정압(AWAF)의 시그날을 승강장에 설치된 원격제어 LCP(35)에서 모니터링 및 제어를 할 수 있다.
또한, 반대편의 승강장에서도 동일하다.
B실외기 센서(26)(AOS, PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)와 B승강장 센서(27) 및 모니터(APSM), B대합실 센서(28) 및 모니터(AWSM), B승강장 공조기송풍기(29) 및 필터정압(APAF), B대합실 공조기송풍기(30) 및 필터정압(AWAF)의 시그날을 승강장에 설치된 원격제어 LCP(36)에서 모니터링 및 제어를 할 수 있다.
상기 원격제어 LCP(35)와 원격제어 LCP(36)는 '오염모델'에 의한 미세먼지 조기 대응 공조기 풍량제어와 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압)의 관리를 모니터에서 원터치 방식으로 할 수 있으며, 시그날은 인터넷으로 인공지능 슈퍼컴퓨터(34)로 보내어 분석된다.
센싱기술의 시그날이란,
사물인터넷(IOT)의 컴퓨터칩과 센서와 통신기능을 내장시켜 인터넷에 연결하는 방식과 센서에서 DC 4-20mma 또는 DC1-5, 1-10v, 릴레이 접점의 출력을 원격제어 LCP(35,36)에 송신한 후, 원격제어 LCP(35,36)에서 변환(Transmitter)하여 인터넷에 연결하는 방식을 사용한다.
상기 센서는 측정값과 시그날을 확인 할 수 있으며, 연동된 원격제어 LCP(35,36)에 시그날을 전송하여 원격제어 LCP에서 모니터링 및 제어 할 수 있으며, AI 슈퍼컴퓨터(34)에 시그날을 전송하여 분석한 후, AI 슈퍼컴퓨터(34)에서도 각 역사별,각 전동차별, 각 터널별로 원격제어를 할 수 있다.
상기 원격제어 LCP(35,36)의 모니터링 및 제어란, 지하철 내의 오염수치,온도,습도의 '오염모델'(서울지하철 미세먼지 관리 강화계획('19~'22)의 관리목표/ 관계부처합동(2018.3.23. ) 및 실내공기질관리법)을 규정하여, 지하철 내에 공기를 공급하는 공기조화기를 단계별 풍량조절 연동 운전하여 미세먼지 조기 대응 공조제어를 할 수 있다.
서울지하철 '오염모델'이란,
전동차 내 이산화탄소 2000ppm, PM10 평균180 ㎍/m3 ☞ 1000ppm 이하, 100 ㎍/m3
승강장의 최대 PM10 280 ㎍/m3 ,평균150 ㎍/m3 ☞ 50㎍/m3 이하
터널 내의 평균PM10 330 ㎍/m3 ,평균250 ㎍/m3 ☞120㎍/m3 이하 이다.
전동차 내 역시 내부에 설치된 센서(32)(PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도,필터정압)에 의하여 모니터링이 되며, 동시에 인공지능 슈퍼 컴퓨터(34)에 시그날을 보내어 분석된다.
전동차 내에서의 필터성능 개선은 바이러스의 비말감염과 공기감염을 제어하는 수직층류식 환기방식과 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압) 및 오염도 및 혼잡도에 의한 필터링 '풍량조절' 제어방식이다.
터널에서의 오염도의 제어는 난류(Turbulent)의 혼합(Mixing)과 대류(Convection)에 의한 확산(Diffusion)원리이다. 즉, 지하철 터널 내에서 마모입자 발생저감(순간포집 등)에 대하여 전동차의 진행시 양방향 열차풍(9 m/sec)에 의한 혼합과 확산의 마모입자를 미스팅(미세안개스프레이) 및 순간포집, 순간세정하는 양방향 자동세정 장치이다.
터널 내의 센서(31)(PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)에 의하여 모니터링이 되며, 동시에 인공지능 슈퍼 컴퓨터(34)에 시그날을 보내어 분석된다.
상기 지하철 미세먼지 관리강화 계획의 '오염모델'에 따라 터널 내의 환기를 위한 송풍기 운전을 제어한다.
상기 승강장,전동차 내, 터널에서의 센싱기술의 시그날은 클러스터(Cluster)(NPU, Neural Processing Unit, 신경망처리방식)의 빅데이터(Big-data)로 AI 슈퍼 컴퓨터(34)에 전송되어 분석된 오염모델 개발 및 미세먼지 조기 대응 공조제어, 환경정보지도, 필터링(포집,촉매,분해, 고먼지보유용량,저정압), 유지 관리 등 분석정보를, 각 역사별 원격제어 LCP(35)(36)와 IPv6 개인식별 코드(ID)가 입력된 웨어러블 모바일(도 3)을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 각 전동차별, 각 역사별, 각 호선별로 온라인을 통한 통합감시 및 제어가 가능한 지하철 공기질 통합관리 (측정 내지 인공지능)를 한다.
참조로, 바이러스농도 측정치는 지하철 내의 공기질 센싱기술로 구성 될 수 있다.
공기 중 바이러스 농도를 측정하려면 우선 공기 중에 떠다니는 바이러스를 채집해야 한다. 현재 쓰이는 방식은 진공 청소기처럼 압력 차이로 바이러스를 공기와 함께 빨아들인다. 이 방식은 1μm 미만의 나노 입자부터는 채집 효율이 떨어진다. 0.03~0.1μm(30~100nm) 크기 입자는 10%도 채집하지 못한다. 또 채집한 바이러스의 농도를 측정하는 데는 중합효소연쇄반응(PCR) 진단법이 쓰이기 때문에 시간도 오래 걸린다.
물리적인 힘이 아닌 전기력으로 바이러스를 끌어당기는 전기식 바이러스 농축기(EPC)를 통해 작은 바이러스도 고효율로 채집한다. 실제 A형 인플루엔자 바이러스(H1N1)를 대상으로 실험한 결과 나노 입자도 99% 이상 잡아냈다. 채집한 바이러스의 농도 측정에도 PCR이 아닌 '종이 면역 센서' 방식을 채택한다.
종이 면역 센서는 핵산(RNA)의 양을 증폭하는 PCR과 달리 핵산 단백질의 항원-항체 반응을 이용한다. PCR보다 더 빠르다는 장점이 있다. 센서를 이용해 바이러스 농도를 측정한 결과 80.7%로, PCR(76.8%)로 측정한 것과 비슷한 결과를 보였다. 정확도가 PCR에 준한다는 뜻이다
도 3은 출원발명의 실시예에 따른 원격제어 웨어러블(Wearable) 모바일(Mobile)(33)을 도시한 것이다.
와이파이(Wi-Fi) 또는 라이파이(Li-Fi)의 인터넷 통신방식과 브레인넷(brain-net) 또는 양자(quantum) 통신체계의 IPv6 개인식별코드(40)가 입력된 웨어러블 모바일(도 3)이다.
손목 위에 탈부착하는 팔치형태로서 생체정보를 감지하는 하나 이상의 나노바이오센서(NBS)(37),
와이파이 전자파(AC)를 공급전원(DC)으로 변환하는 정류회로가 포함된 송수신 안테나(38) 및 직류충전기(39),
일반적 전력 수준인 150마이크로와트(㎼, 100만분의 1W)의 신호를 받아 약 40㎼의 전기를 생산하는 것이다. 이 정도 양이면 간단한 모바일 기기용 디스플레이나 바이오 칩을 구동시키는데 충분하다.
지하철 실내공기질정보(22,23,27,28)와 개인의 생체정보를 자기수치화 서비스에 의하여 클러스터방식의 빅데이터를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(34)로부터 분석된 공기질정보와 의료정보를 개인식별코드(ID)(40)를 통하여 나노프로그램모듈(41)로 실시간 모니터링 할 수 있다,
개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 웨어러블 모바일에 구성된 나노바이오센서(NBS)(37)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(34)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일(도 3)(33)에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일(33)의 나노프로그램모듈(41)은 원격제어모듈(42)을 통하여 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(43)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달되어 세포변이가 된 혈관 내의 암세포, 콜레스테롤, 이물질을 분쇄, 중화하여 체외로 배출할 수 있는 것을 특징으로 한다.
한편으로, 생체정보의 다양성과 정확성을 위해 나노바이오센서(NBS)(37) 외에 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(43)에서도 혈액샘플을 대상으로 센서의 기능을 수행하여 무선으로 웨어러블 모바일의 나노프로그램모듈(41)에 제공할 수 있다.
IPv6 개인식별코드(40)은,
EROM(Electrically Read Only Memory)에 저장된 개인 식별번호 128비트이다.
한 부분(Part)당 8비트가 배정되며, 16부분(Part) 총 128비트로 구성되어 있다.
와이파이(WI-Fi) 통신체계를 사용하므로 IPv4 또는 IPv6(인터넷 주소체계)라는 인터넷 프로토콜 버전6,128비트를 사용한다.
IPv6는 350언데실리온(340에 0이 36개 붙은 단위)이 넘는 식별코드를 분류할 수 있다.
즉, 인터넷 주소체계로서 전 지구상의 인구인 약 75억명 이상의 무한대 특정의 개인별 식별코드를 분류할 수 있다.
즉, 향후 인터넷 주소체계를 사용하는 각 회사들의 정보교환을 위한 '자기수치화 서비스'의 개인식별코드로 적용 할 수 있을 것이다.
생체정보 센서(37)는,
측정상대가 온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질 외이다.
이 생체정보는 웨어러블 모바일(도 3)의 하나이상의 센서들(37)이 감지한다. 각 개인의 생체정보를 '자기수치화 서비스'의 클러스터방식으로 AI 슈퍼컴퓨터(34)에 송신하여 빅데이터로서 분석하고 분석결과인 의료정보를 웨어러블 모바일을 통하여 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 웨어러블 모바일에 구성된 나노바이오센서(NBS)(37)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(34)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(34)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일의 나노프로그램모듈(41)과 원격제어모듈(42)이 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(43)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달된다.
AI 슈퍼컴퓨터(34)는 생체분석정보인 의료정보를 개인 당사자가 동의하는 한에서 클러스터방식의 각 국가 정보기관 및 기업 특히, 종합병원이 보유한 의료임상정보와 협약에 의한 상호 공유할 수 있으며, 더 나아가 전 지구적인 고객에게 빅데이터의 데이터 베이스 정보를 제공하여 미래를 예측하는 의료기술에 대하여 모든 사람이 혜택을 받을 수 있는 의료정보 제공 시스템이 구성되어 있다.
상기 '자기수치화 서비스'란,
이 기술은 사물인터넷 환경에서 다양한 회사가 개발한 자기수치화 서비스로 정보교환을 지원하기 위한 기술이다. 자기수치화 서비스는 개인의 건강 정보(혈압, 혈당, 체온 등), 주변 환경 정보(날씨, 먼지농도,기온, 환경,위치 등) 등을 수치화하여 복합적으로 분석, 의미 있는 정보를 도출하는 활동이다.
도 4은 출원발명의 실시예에 따른 고주파(HF)의 미세먼지 응집,확산
고주파장치(HF, High Frequency)(도 4)의 High Frequency Active Auroral Research Program (HAARP)의 원리이다.
모든 입자는 정전기를 띠고 있어 공간전하의 형성 요소가 되고 있다.
1마이크론 이하의 먼지(전 먼지의 98%를 구성함)는 주로 실내에서 형성되고 있는 전기적 힘에 의하여 콘트롤 되고 있다. 이 전기적인 힘의 전장은 보이지 않는 거미줄과 같은 선들로 형성되어 있다.
지구의 자연 형성적인 전장 외에도 전기기구, 벽속의 전선, 조명기구, 사무기기 컴퓨터 등에 의하여 전장이 거미줄 같이 형성된다.
1마이크론 이하 입자는 이 전기적 힘의 선을 따라 이동하고 모든 물체의 표면에 부착되며 사람표면에도 마찬가지다.
이러한 이유 때문에 담배연기는 확산에 의하여 사람 몸이나 옷에 붙어 냄새가 남는 것이다.
이 전장의 힘은 1 마이크론 이하의 분진에게 큰 인력으로 작용하기 때문에 실내기류의 영향은 거의 받지 않는다.
그러므로 본 출원발명의 고주파장치(도 4)는, 실내 전기장과 에어로졸(aerosol) 및 콜로이드(colloid) 확산을 줄이기 위하여 초미세먼지를 DC1,000V와 AC150KHZ의 2단계 방식(복합전장)을 사용하거나 또는 150KHZ 내지 500KHZ(1초동안 150,000회 내지 500,000회 파장) 또는 그 이상의 고주파(HF)의 일단계방식을 사용하여 초미세먼지 이하의 입자를 정전화하고 서로 충돌시키고 서로 엉켜 큰 입자로 응집, 확대하여 먼지가 15-100미크론으로 되며 기류에 상승하게 하는 것이다.
즉, 수직 측류방식에 따른 기류에 이동되지 않는 실내에 존재하는 초미세먼지입자에 대하여 고주파 전기장을 인가하여 정전화시킴으로써 확산운동을 가속화시키며, 정전기력에 의해서 상기 초미세먼지 입자끼리 응집시키는 고주파 장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
도 5는 출원발명의 실시예에 따른 미세노즐 분무 생성장치
10~20마이크론 크기 내지 그 이하의 나노(neno) 크기의 에어로졸 물 분자를 만들어 내는 미세노즐(52) 연무 생성장치를 사용하여 물 분자를 공기 중에 분사하고, 이 물입자 에어로졸에 각종 미생물균과 바이러스가 확산운동에 의하여 흡착하여 비활성화시킨다.
상기 확산운동을 가속화하기 위하여,
고주파 전기장을 인가하여 정전화시킴으로써 전기력에 의해서 초미세먼지 입자끼리 응집시키는 고주파 장치(도 3)이다.
물입자 분사방식이란, 에어로졸을 발생하는 미스팅 (미세안개스프레이) 방식이다.
왕복플런저펌프(high-pressure pump)(51)를 이용하여 필터링 및 세균제거된 물을 사용하며 특수 제작된 미세노즐(52)을 통과 분사하여 10~20마이크론 크기 내지 그 이하의 나노(neno) 크기의 에어로졸 물 분자를 만들어 내는 분무 생성방식이다.
상기 미세노즐 분무 생성장치에 UV램프(ultraviolet rays lamp)를 더 포함할 수 있다.
램프의 재질은 고순도석영관(SIO2, 99.99% 이상)으로서, 살균 253.7 nm의 출력은 자외선 파장 중 가장 짧은 파장을 갖는다 하여 Short Wave라 부르고 각종 미생물균을 죽이는 효과가 있어서 Germicidal Range라(UV-C)라 통칭하며, 오존(O3)을 발생시키는 184.9 nm의 자외선도 발생하여 강력한 탈취효과 및 자외선이 못미치는 비조산면도 살균 가능하기에 Ozone Forming Range라 부른다.
260 nm 자외선이 DNA가 가장 잘 흡수하는 파장이다. 즉, 숙주를 파괴함으로 바이러스를 소멸하는 것이다.(100-200 nm 표준바이러스인 MS2를 공기중에 흘러보낸 뒤 0.026초 이후 제거, 오존은 0.06PPm 이하(1PPm은 공기 1kg에서 1mg 비율) 별도로, 활성산소를 이용한 바이러스 멸균장치를 더 포함할 수 있다.
도 6은 출원발명의 실시예에 따른 에어로졸의 관성충돌흡착
관성충돌(inertial impaction)흡착의 원리이다. 즉, 고주파(HF)를 통과한 복합미세먼지(도 4)는 물입자 에어로졸에 충돌하여 흡착된다.
10~20마이크론 크기 내지 그 이하의 나노(neno) 크기의 에어로졸 물분자를 만들어 내는 미세노즐(52)을 사용하여 물 분자를 공기 중에 분사하고, 각종 미생물균과 바이러스의 복합미세먼지(도 4)가 확산, 충돌운동에 의하여 물입자 에어로졸에 흡착하여 비활성화시킨다.
물입자 분사방식이란, 에어로졸을 발생하는 미스팅 (미세안개스프레이) 방식이다.
왕복플런저펌프(high-pressure pump)(51)를 이용하여 필터링 및 세균제거된 물을 사용하며 특수 제작된 미세노즐(52)을 통과 분사하여 10~20마이크론 크기 내지 그 이하의 나노(neno) 크기의 에어로졸 물 분자를 만들어 내는 분무 생성방식이다.
도 7은 출원발명의 실시예에 따른 구리재질의 W-메쉬(MESH)형태의 데미스터 단면도 및 외형도
구리재질의 데미스터에 포집하는 구성이다.
구리재질이란 구리 또는 구리를 포함한 합금재질을 사용한다.
구리는 전기가 잘 통하는(conductive)물질인데 이 특징이 미생물균(germ)에 저항하는 역할을 한다.(anti-micorobial action schizophrenic)
원리는, 공기중 입자가 데미스터에 통과시 충돌원리의 포집하는 방식으로써, 포집된 미생물균이 구리표면에 있는 구리이온을 필수영양소로 인식하여 세포안으로 흡수한다. 흡수된 구리이온이 미생물균의 세포막에 구멍을 내어 미생물균 세포는 중요한 영양분과 수분을 잃게된다. 구리이온은 산소와 결합하여 만들어진 활성산소인 프리라디칼(free radical)이 미생물균 및 바이러스의 DNA를 파괴하는 역할을 한다. 세포막에 난 구멍을 통해 미생물균은 결국 호흡과 대사작용에 심각한 방해를 받고 DNA까지 손상을 입어 완전히 사멸된다.
이때, 나노입자의 바이러스도 숙주인 미생물균이 죽음으로써 함께 사멸된다.
본 출원발명의 구리(CU) 재질 데미스터(도 7)는,
소재는 물로써 세정, 재생가능한 구리도금 및 구리 재질의 스크린망을 이용하여 장시간 사용이 가능하고 습기, 분진, 기름성분에 대한 적응력이 우수하여야 하고, 소재 직경은 0.28mm, 18~24mesh의 프레스 처리된 W형의 굴곡구조(71)이다.
- 데미스터 후레임(72)은 구리판 1.2t 이상으로 제작되어야 하며, 데미스터 프레임 상·하부에 드레인 구멍(Drain Hole)을 다수 타공하고 직경은 적정 크기로 하여 물 잔류가 없도록 하여야 한다.
- 면 풍속 2.5m/s에서 초기 압력손실은 5mmAq이하 되어야 하며, 말기 압력손실은 15mmAq이하가 되어야 한다.
- 후레임은 세정시 수압으로 인한 밀림이나 변형이 전혀 없어야 하며, 재생이 가능한 반영구적으로 사용할 수 있는 구조로 제작하여야 한다.
포집효율은 면풍속 2.5m/s 및 초기 압력손실 15mmAq이하에서 중량법 75%이상이어야 한다.
미생물균과 바이러스의 살균을 위한 구리(CU) 이온(ION)액체의 분사방식을 더 포함한다.
구리 이온이라하면 구리가 용매에 녹은 상태인 것이다.
구리이온 용매를 스프레이 방식으로 포집필터 소재 및 지지메쉬망에 분사하여 구리이온을 도포하는 기능이다.
구리이온에 아연을 더 혼합하여 구리 산화를 막고 향균력을 향상 시킬수 있다.
이때, 포집필터의 구리이온의 도포에 의한 공기통과율의 필터 정압 및 공기 중의 구리이온 농도를 측정하는 센서를 사용한다.
[실시예]
상기 상술한 실시예는 본 출원발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 여러 가지로 실시될 수 있으며, 본 출원발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 실시 가능한 모든 실시예와 실시예의 수정은 본 출원발명의 권리범위에 속한다는 것은 이해되어야 할 것이다.
센싱(Sensing)기술이란 기존 측정기의 모니터링 역할에서 벗어나 사물인터넷(IOT)의 컴퓨터칩과 센서와 통신기능을 내장시켜 인터넷에 연결하여 빅데이터화 하는 것이다.
지하철 공기질 통합관리에도 역사별,전동차별,호선별의 클러스터 방식(신경망처리장치,NPU)의 인공지능(AI)기술이 적용된다.
그 외 학교 및 일반 빌딩에서도 실내오염도에 따라 공기청정,냉난방,환기기기들을 연동,자동 운전하여 에너지 효율을 올릴수 있다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
02; 미세팅생성장치
03; 양방향 자동세정장치
04; 바이러스저감용 미세노즐 분무 생성장치
05; 자동세정 탱크(TANK)
06; 터널환기용 송풍기(FAN)
07; 필터 센서 및 트랜스미터(DPIT)
08; 고주파 전리부(HF), 주필터유니트,자외선(UV)살균램프
09; 양방향 자동세정장치 콘트롤박스
10; 전동차 내 모니터(PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)
11; 전동차 내 공기청정기
21; A실외기 센서(AOS, PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)
22; A승강장 센서 및 모니터(APSM)
23; A대합실 센서 및 모니터(AWSM)
24; A승강장 공조기송풍기 및 필터(APAF)
25; A대합실 공조기송풍기 및 필터(AWAF)
26; B실외기 센서(AOS, PM2.5,PM10,CO2,VOC,온도,습도)
27; B승강장 센서 및 모니터(BPSM)
28; B대합실 센서 및 모니터(BWSM)
29; B승강장 공조기송풍기 및 필터(BPAF)
30; B대합실 공조기송풍기 및 필터(BWAF)
31; A/B 터널센서(A/BTS)-환기송풍기 제어
32; 전동차 내 센서 및 모니터(STM)-공기청정기 풍량제어
33; 웨어러블 모바일(W-M)-원격제어
34; AI 슈터컴퓨터
35; A승강장 원격제어(ALCP)
36; B승강장 원격제어(BLCP)
37; 나노바이오센서(Nano bio sensors)
생체정보 센서 (온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질
38; 정류, 안테나
39; 직류충전기
40; IPv6 개인식별코드(ID)
41; 나노프로그램모듈
42; 원격제어모듈
43; 나노바이오로봇(NBR)
44; 고주파(HF)
51; 고압펌프
52; 미세노즐
53; 물공급파이프
71; W-메쉬(MESH)
72; Frame

Claims (4)

  1. 지하철 내부를 실시간 모니터링하여, 공기조화기의 필터유니트를 이용하여 바이러스를 포함한 실내의 미세먼지를 저감함과 함께, 지하철 내부의 공기감염을 제어하는 원격제어 LPC(35)(36)를 포함하는 지하철 공기질 통합관리 및 미세먼지저감 시스템에 있어서,
    상기 필터유니트는,
    오염물질을 포집하는 필터, 고주파장치, 미세노즐 분무 생성장치, 데미스터, 자외선(UV)살균램프가 포함되며,
    상기 원격제어 LPC(35)(36)는,
    모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 로직다이아그램이 구성되는 것을 특징으로 하는 지하철 공기질 통합관리 및 미세먼지저감 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 원격제어 LPC(35)(36)는,
    모니터 및 원격제어의 인공지능 제어부에 의해서,
    실내의 공기질을 실시간 모니터링하여 바이러스를 포함한 미세먼지 농도 및 이산화탄소 농도를 제어 하도록, 상기 원격제어 LPC(35)(36)를 제어하는 웨어러블모바일(33)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지하철 공기질 통합관리 및 미세먼지저감 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 고주파장치(44)는,
    기류에 이동되지 않는 실내에 존재하는 초미세먼지입자에 대하여 고주파 전기장을 인가하여 정전화시킴으로써 확산운동을 가속화시키며, 정전기력에 의해서 상기 초미세먼지입자끼리 응집시키는 것을 특징으로 하는 지하철 공기질 통합관리 및 미세먼지저감 시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 미세노즐 분무 생성장치(4)는,
    에어로졸 물 분자를 만들어 내는 미세노즐(52) 연무 생성장치를 사용하여 물 분자를 공기 중에 분사하고, 이 물입자 에어로졸에 각종 미생물균과 바이러스가 확산운동에 의하여 흡착하여 비활성화시키는 것을 특징으로 하는 지하철 공기질 통합관리 및 미세먼지저감 시스템.
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KR102532254B1 (ko) * 2022-11-14 2023-05-17 주식회사 오빌바이오 정전분무를 이용한 공기정화 시스템
KR102579312B1 (ko) * 2023-02-28 2023-09-20 주식회사 오빌바이오 친환경 공기정화 시스템

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