WO2021085739A1 - 실시간 차량용 악취 측정 장치를 이용한 악취 추적 시스템 - Google Patents

실시간 차량용 악취 측정 장치를 이용한 악취 추적 시스템 Download PDF

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WO2021085739A1
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odor
vehicle
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measurement device
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윤기열
김석만
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주식회사 태성환경연구소
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Definitions

  • the present disclosure relates to a real-time odor tracking system using a vehicle odor measurement device, and more particularly, to a system that analyzes and manages odor information generated at a specific point based on odor information collected from a vehicle odor measurement device. will be.
  • the degree of spread of odors generated from pollutants is determined by the topography or atmospheric conditions, and accurate information on the atmospheric conditions at the time of odor occurrence is required in order to accurately track the odor sources that affect them when odors occur at a specific point. Atmospheric conditions can be measured by installing as many air measurement networks as necessary. In addition, in order to trace back the source of odor, information on the major contaminants generated from the source of odor is required, and most of this has been secured by investigating the process of the source of odor.
  • the degree of odor feeling differs depending on the person's sense of smell and the degree of odor diffusion is affected by atmospheric conditions, so for effective analysis, accurate odor concentration measurement and real-time measurement of the gas at the time of odor occurrence at the site when odor occurs. It is essential to collect.
  • the present disclosure is to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present disclosure is to provide a system for analyzing and managing odor information generated at a specific point based on odor information collected from a vehicle odor measuring device.
  • a vehicle odor measuring device for measuring odor information while moving to the ground; And a server that analyzes and manages odor information generated at a specific point based on the odor information collected from the vehicle odor measurement device.
  • a real-time odor tracking system using a vehicle odor measurement device is provided.
  • the vehicle odor measuring device may obtain quantitative and qualitative analysis information of odor components for odor substances through Sift-MS (Selected ion flow tube-Mass Chromatography).
  • the server may generate an odor map using the odor information collected from the vehicle odor measurement device and the location of a vehicle on which the vehicle odor measurement device is mounted.
  • the server may process the change in concentration of the malodorous substance to be displayed on the malodor map.
  • the vehicle odor measuring device may set a movement path for tracking odor through a change in concentration of the odor substance.
  • a real-time odor tracking system using the vehicle odor measuring device includes: a vehicle odor measuring device for measuring odor information while moving to the ground; And a server that analyzes and manages odor information generated at a specific point based on the odor information collected from the vehicle odor measurement device.
  • the vehicle odor measurement device may measure odor information on odor substances through Selected ion flow tube-Mass Chromatography (Sift-MS).
  • the server may generate an odor map by using the odor information collected from the vehicle odor measuring device and the location of the vehicle on which the mobile odor measuring device is mounted.
  • the server may process the change in concentration of the malodorous substance to be displayed on the malodor map.
  • the vehicle odor measurement device may set a movement path for tracking odor through a change in concentration of the odor substance.
  • the server may determine a moving path of the vehicle odor measuring device so that the estimated average driving speed is equal to or greater than a preset value surrounding the expected odor occurrence region.
  • the vehicle odor measurement device includes an Odor Monitoring System (OMS) including a plurality of sensors arranged in two dimensions, and the OMS is a substance that causes odor through Sift-MS (Selected ion flow tube-Mass Chromatography). And the concentration of each of the causative substances is learned to correspond to a pattern represented by the plurality of sensors arranged in two dimensions, and the vehicle odor measuring device is represented by the plurality of sensors arranged in two dimensions using the OMS. By analyzing the odor information according to a pattern, the causative agent and the concentration of each causative agent may be determined.
  • OMS Odor Monitoring System
  • a odor reduction plan by measuring or collecting and analyzing an odor substance generated at a specific point with a real-time odor measuring device and a odor collecting device, and identifying the substance causing the odor. .
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an integrated monitoring system for tracking odor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration diagram of an integrated monitoring system for tracking odor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a network configuration of an integrated monitoring system for tracking odors according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a collection flow of odor data according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus for measuring odor for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a view showing a mobile vehicle equipped with a vehicle odor measuring device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an odor map produced by a vehicle odor measuring device according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • OMS Odor Monitoring System
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which OMS analyzes an odor according to an embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating an integrated monitoring system for tracking odor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the odor tracking integrated monitoring system includes a fixed odor measuring device 100, a vehicle odor measuring device 200, a drone 300, a meteorological measuring device 400, and a server 500 capable of communicating with each other through a communication network. It may include.
  • the communication network can be configured regardless of its communication mode, such as wired and wireless, and a local area network (LAN), a metropolitan area network (MAN), a wide area network (WAN), It can be composed of various communication networks such as mobile communication networks.
  • LAN local area network
  • MAN metropolitan area network
  • WAN wide area network
  • the fixed odor measurement device 100 may be fixed at a specific point, and measure and analyze environmental pollutants in the atmosphere to collect odor information.
  • the vehicle odor measuring device 200 may measure and analyze environmental pollutants in the air while moving to the ground, and collect the measured odor information.
  • the drone 300 may collect odor information by measuring and analyzing environmental pollutants in the air while moving in the air.
  • Each of the fixed odor measuring device 100, the vehicle odor measuring device 200, and the drone 300 can detect odor-causing substances in real time, and when odor-causing substances are detected, odor information can be transmitted to the server 500. have.
  • the meteorological measurement device 400 may measure and collect meteorological information.
  • the server 500 may receive odor information collected from the stationary odor measuring device 100, the vehicle odor measuring device 200, and the drone 300, and based on the odor information collected from various devices, a specific point You can analyze and manage the odor information generated from
  • the server 500 may convert and calculate at least one of odor type, odor intensity, complex odor, and odor-causing substance concentration using the odor information.
  • the server 500 may receive meteorological information collected from the meteorological measurement device 400, and may analyze the pattern of the malodor component by comparing the meteorological information and the malodor information.
  • the server 500 may predict the occurrence of malodor through the pattern of the malodor component, and may provide predicted malodor information according to a result of the malodor occurrence prediction.
  • the server 500 may transmit a warning notification message according to the occurrence of odor to an administrator terminal (not shown).
  • the odor tracking integrated monitoring system measures odor type, odor intensity, complex odor, and odor-causing substance concentration in real time, and through this, when a odor complaint occurs, a quick complaint response may be established.
  • the odor tracking integrated monitoring system may be classified into a fixed odor measuring device 100 for detecting odor-causing substances in real time and transmitting them to the server 500 and a server 500 that receives and displays information.
  • the odor tracking integrated monitoring system can store the measurement data of the odor sensor measured in the field in a database in real time.
  • the odor tracking integrated monitoring system is classified into a fixed odor measuring device 100, a vehicle odor measuring device 200, a odor measuring device such as a drone 300, and a meteorological measuring device such as a meteorological measuring device 400, and a server 500.
  • the data transmission between the odor measuring device and the server 500 may be performed by wireless communication, and the odor measurement result measured at the point where the odor measuring device is located may be transmitted to the server 500 and displayed.
  • the fixed odor measuring device 100, the vehicle odor measuring device 200, or the drone 300 may transmit the measured odor measurement result to the server 500.
  • the transmission frequency at which the odor measurement result is transmitted to the server 500 may be determined differently according to circumstances.
  • the transmission frequency may vary depending on the result of the odor measurement and the location of the odor measurement.
  • the transmission frequency may be determined depending on how high the odor intensity, concentration, or dilution factor is according to the result of odor measurement.
  • the transmission frequency can increase stepwise as the odor intensity, concentration, or dilution factor increases.
  • a preset value eg, real time
  • the transmission frequency may increase.
  • the transmission frequency may be determined according to the magnitude of the expected change.
  • the server 500 uses the odor information received from the stationary odor measurement device 100, the mobile odor measurement device 200 and the drone 300, and the weather information received from the meteorological measurement device 400 to determine the location of the occurrence of odor. You can decide.
  • the server 500 may process and use the odor information received from the fixed odor measuring device 100, the mobile odor measuring device 200, and the drone 300 in different ways in order to determine the location of the odor.
  • the server 500 may give different degrees of reliability to odor information received from the stationary odor measuring device 100, the mobile odor measuring device 200, and the drone 300.
  • the reliability of the odor measurement hardware mounted on the stationary odor measurement apparatus 100 and the mobile odor measurement apparatus 200 may be higher than that of the odor measurement hardware mounted on the drone 300. Therefore, the server 500 assigns a high weight to the odor information received from the stationary odor measurement device 100 and the mobile odor measurement device 200, and assigns a low weight to the drone 300 to perform odor tracking integrated monitoring. can do.
  • the server 500 may perform odor monitoring by reflecting characteristics of the odor measuring hardware included in the fixed odor measuring device 100, the mobile odor measuring device 200, and the drone 300.
  • the stationary odor measurement device 100 is equipped with hardware for odor measurement with high reliability for monitoring hydrogen sulfide
  • the movable odor measurement device 200 is hardware for odor measurement with high reliability for monitoring for ammonia Is mounted
  • the drone 300 is equipped with hardware for odor measurement with high reliability for monitoring complex odors
  • the server 500 is a fixed odor measurement device 100 when performing monitoring on hydrogen sulfide.
  • the highest weight is given to the odor information obtained from the odor information, and when monitoring for ammonia, the highest weight is given to the odor information obtained from the mobile odor measurement device 200, and when monitoring for a complex odor, By assigning the highest weight to the odor information acquired from the drone 300, odor tracking integrated monitoring (eg, determination of the odor occurrence location) may be performed.
  • the server 500 may apply and use a parallax on the odor information received from the drone 300 when performing odor tracking integrated monitoring.
  • the server 500 may determine whether the airflow at the location of the drone 300 is an upward air current or a downward air flow using the meteorological information received from the meteorological measurement device 400, and determine the intensity of the airflow.
  • the server 500 may reflect the odor information received from the drone 300 to be lower than a preset ratio (eg, 5%) when the airflow at the location of the drone 300 is an upward airflow.
  • the server 500 transmits the odor information received from the drone 300 from the drone 300 at a time interval inversely proportional to the intensity of the air current when the airflow at the location of the drone 300 is a downward airflow. By reflecting the received odor information, it is possible to monitor the odor on the ground.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating a system configuration diagram of an odor tracking integrated monitoring system according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a diagram illustrating a network configuration diagram of an odor tracking integrated monitoring system according to an embodiment of the present disclosure. to be.
  • the odor tracking integrated monitoring system includes major odor-causing substances (e.g., complex odor, hydrogen sulfide, ammonia, TVOCs, etc.) And weather information (wind direction, wind speed, temperature, humidity, etc.) are measured in real time, and collected data (odor intensity, concentration, diffusion route, weather information, etc.) are remotely measured using wireless communication (CDMA, WCDMA, LTE, etc.).
  • major odor-causing substances e.g., complex odor, hydrogen sulfide, ammonia, TVOCs, etc.
  • weather information wind direction, wind speed, temperature, humidity, etc.
  • collected data odor intensity, concentration, diffusion route, weather information, etc.
  • the odor tracking integrated monitoring system can configure an unmanned odor collection device as an integral or separate type according to the requirements of the consumer, and automatically collect samples step by step when the odor threshold is exceeded, and the manager can remotely collect odor at any time at the site. It can provide a function.
  • the odor tracking integrated monitoring system can automatically send an alarm and status to the administrator by text message using SMS and APP when odor occurs and a threshold is exceeded.
  • an unmanned odor collection system and a meteorological measurement system can be manufactured as an integral or separate type depending on options.
  • the odor tracking integrated monitoring system consists of an odor detection device and an information processing system, and the meteorological measurement device 400 collects meteorological information and compares it with odor information so that the occurrence pattern can be analyzed, and odor information detected and measured. It can be implemented as an odor information management system that can predict and prevent the occurrence of odors by displaying them on the outside in real time or periodically.
  • the odor tracking integrated monitoring system can provide a comprehensive odor-related situation service, real-time fine dust monitoring is possible with a smartphone app and PC, and it is possible to check the value of surrounding fine dust by interlocking with CCTV and electronic boards, and forecast when an event occurs. And, an immediate response may be possible with an advisory notification.
  • the odor and meteorological data collected from the odor source is transmitted to a signal converter, and the odor and weather signal converter converts the collected analog signal into a digital signal, and also converts the physical signal to the odor type and odor intensity.
  • the concentration can be processed and transmitted to the data analysis device.
  • the odor data analyzer can process the data collected from the signal converter into various forms and store it in its own storage device.
  • Analysis data of the odor measurement device may include real-time data, odor intensity data, and odor conversion 3D data.
  • the real-time data is real-time odor data measured by an automatic odor measurement device.
  • the measurement data can analyze the concentration of single gas and complex odor in real time.
  • the odor intensity data is the measurement of the odor intensity, odor type, concentration, and dilution factor for each gas measured by the automatic odor measurement device, and the odor intensity data is a warning text transmission and odor when an odor occurs above the threshold. Measurement data can be saved to display the modeling.
  • the odor diffusion 3D data is 3D data created through a modeling program in the server 500 by storing the actual odor as a file after signal processing when odors exceeding the set value.
  • the abnormal odor data is stored in the management program. Save, and the generated file can be saved with data such as odor intensity, odor type, concentration, and dilution factor.
  • the odor measuring device may be processed and analyzed by the odor data processing S/W of the odor analyzer based on the odor data collected from a signal converter.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a collection flow of odor data according to an embodiment of the present disclosure.
  • the odor measuring device may collect odor signals, measure and amplify odor signals, generate correction signals, and transmit odor signals as analog signals.
  • the main control device performs procedures such as A/D conversion, D/A conversion, other information conversion, correction signal generation, etc. of the odor signal, and can transmit the converted signal into analog or digital signals to the odor analyzer.
  • the measurement data transmitted in real time from the automatic odor measurement device and the measurement data returned by the request of the communication server can be notified to the operating system communication server that the transmission is complete by transmitting a transmission end signal (EOT) at the end of transmission.
  • EOT transmission end signal
  • Sending and receiving data are filled from the right of the number of digits in the format specified in the communication standard, and if the data does not exist or is less than the specified number of digits, it can be filled with a blank value.
  • the transmission is terminated after receiving the transmission end signal (EOT) from the receiving side, and after the transmission is completed, the connection can be terminated.
  • EOT transmission end signal
  • the TCP/IP method is used for transmission and reception to and from the operation center, and when data is transmitted from the automatic odor measurement device to the operation center, the operation center becomes the server 500, and the operation center measures the odor.
  • the odor measuring device may be the server 500.
  • FIG. 5 is a block diagram illustrating a configuration of an apparatus 200 for measuring odor for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • the vehicle odor measurement apparatus 200 may include a communication unit 210, an odor measurement unit 220, and a control unit 230.
  • the communication unit 210 may be connected to an external device to perform a communication function of transmitting and receiving information, and, for example, may transmit the measured odor information to the server 500.
  • the communication unit 210 may include a communication module for performing a wireless communication function, and further includes a position check module (eg, a GPS module) for performing a position check function, and the vehicle odor measurement device 200 You can check the location information of the vehicle equipped with.
  • a position check module eg, a GPS module
  • the odor measurement unit 220 may measure environmental pollutant information in the air, and while the vehicle odor measurement device 200 is moving to the ground, it is possible to measure and collect odor information around the surrounding area that changes in real time or periodically. have.
  • the odor measurement unit 220 may measure odor information on odor substances through Selected ion flow tube-Mass Chromatography (Sift-MS).
  • Sift-MS can be used to perform precise analysis on odor substances of odor generating sources, and Sift-MS is a selected ion flow tube mass spectrometry method to determine volatile organic compounds (VOCs) in the air in ppm units.
  • Direct mass spectrometry mass spectrometry can be represented (in ppptv) analyzing with typical limits of detection.
  • Sift-MS applies precise and gentle chemical ionization and eliminates sample preparation, pre-concentration and chromatography, enabling real-time quantitative analysis.
  • H3O+, NO+, O2+, O-, O2-, OH-, NO2-, NO3 -It is possible to track and analyze the target gas without pre-concentration by applying 8 kinds of chemical ionization reagent ions.
  • Sift-MS is capable of quantitative and qualitative analysis of malodorous substances in the air, and can provide the analyzed data, and can be used to identify more accurate malodorous substances by utilizing it for total investigation of malodor conditions.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a mobile vehicle equipped with an apparatus 200 for measuring odor for a vehicle according to an exemplary embodiment of the present disclosure.
  • Sift-MS is also mounted on the mobile vehicle equipped with the vehicle odor measurement device 200, and the mobile vehicle equipped with the vehicle odor measurement device 200 moves to the ground, while odor substances in real time May be possible.
  • the control unit 230 may control the operation of the communication unit 210 and the odor measurement unit 220 to be normally performed.
  • the control unit 230 may set a movement path for tracking the odor by changing the concentration of the odor substance.
  • the server 500 may generate an odor map using the odor information collected from the vehicle odor measurement device 200 and the location of the vehicle on which the vehicle odor measurement device 200 is mounted.
  • FIG. 7 is a view showing an odor map produced by the vehicle odor measuring device 200 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the server 500 analyzes the odor information measured by the vehicle odor measurement device 200 and the position of the vehicle on which the vehicle odor measurement device 200 is mounted, and the vehicle odor measurement device 200 ) Is moved to the ground, the concentration change for the odor substance can be processed to be displayed on the odor map.
  • a method for reducing odor is easily established by measuring or collecting and analyzing a odor substance generated at a specific point by a real-time odor measuring device and a odor collecting device, and identifying the substance causing the odor. can do.
  • Changes in the concentration of odor substances displayed on the odor map may be updated over time.
  • the update frequency of the concentration change over time may be determined differently depending on the situation.
  • the update frequency may vary depending on the result of the odor measurement and the location of the odor measurement.
  • the frequency of the update may be determined depending on how high the odor intensity, concentration, or dilution factor is according to the result of the odor measurement. As the odor intensity, concentration, or dilution factor increases, the update frequency can increase in steps.
  • the update frequency may be determined differently according to each location in the entire map. In the case of an area where a change of more than a preset value is expected within a preset time, the frequency of update may increase. For example, in a region where a rapid change in odor measurement results is expected at the current odor measurement location according to climate conditions such as wind and surrounding odor occurrence conditions, the update frequency may be higher than in other regions.
  • the update frequency can be determined according to the magnitude of the expected change.
  • the server 500 may determine the update frequency so that the average wind strength of the corresponding region and the update frequency of the corresponding region are proportional.
  • the server 500 may determine the update frequency so that the difference between the maximum value and the minimum value of the odor concentration within the corresponding region and the update frequency of the corresponding region are proportional.
  • the size of the corresponding area may be a preset value. For example, the server 500 may see 1 [ha] as a unit area and determine the update frequency so as to correspond to a difference between the maximum value and the minimum value of the odor concentration within 1 [ha].
  • the server 500 may determine the update frequency so that the difference between the maximum value and the minimum value of the temperature within the corresponding region and the update frequency of the corresponding region are proportional.
  • the server 500 may determine a moving path of the vehicle odor measuring device 200 according to road conditions and odor information. Since the vehicle odor measurement apparatus 200 basically moves on a road, a moving path of the vehicle odor measurement apparatus 200 may be determined based on a road condition (eg, a location of a road, a traffic condition, etc.). For example, in the case of a road with a large amount of traffic, a relatively slow speed is expected, so the priority for selecting a moving route may be relatively lowered. As another example, the server 500 may determine a moving path of the vehicle odor measuring device 200 to pass through a road around the expected odor generation area (eg, a factory chimney location).
  • a road condition eg, a location of a road, a traffic condition, etc.
  • the server 500 may determine a moving path of the vehicle odor measuring device 200 to pass through a road around the expected odor generation area (eg, a factory chimney location).
  • the server 500 may determine an expected odor generation area, and when there is a road around the expected odor generation area, the moving path of the vehicle odor measurement device 200 may be determined as a road around the expected odor generation area. When there is no road around the expected odor generation area, the server 500 may determine a moving path of the drone 300 around the expected odor generation area. The server 500 may prioritize the access of the vehicle odor measurement device 200 over the access of the drone 300 in order to obtain the odor information in the expected odor occurrence area.
  • the server 500 Is a vehicle odor measurement device 200 so that access of the vehicle odor measurement device 200 is prioritized over the drone 300 in the case of an area where odor is expected to occur (eg, the probability of odor occurrence is more than a preset value) And it is possible to determine the movement path of the drone 300.
  • the server 300 may determine a moving path of the vehicle odor measuring device 200 in consideration of the direction of the surrounding wind in the expected odor generation area. For example, when the east wind is blowing in the expected odor generation area, the server 500 includes the eastern point of the expected odor generation area and the west point of the expected odor generation area in the movement path of the vehicle odor measurement device 200 As much as possible, the moving path of the vehicle odor measuring device 200 may be determined. The server 500 acquires odor information at both the point in the direction where the wind blows and the point in the direction where the wind blows based on the expected odor occurrence region, thereby determining whether or not the odor is actually occurring in the expected odor occurrence region. It can be clearly confirmed.
  • OMS Odor Monitoring System
  • the server 500 may build big data.
  • the server 500 may build big data including all information on factories related to odor, weather information, information on odor in the atmosphere, measurement information on odor, and the like.
  • Information on factories related to odors may include location information of the factory, information on odors expected to be discharged from the factory, time at which the factory discharges odor substances, and types of odor substances discharged from the factory in the past.
  • the server 500 may determine in real time a point that causes the odor by constructing big data including various information related to the odor. For example, when a complaint about odor is received, the server 500 may use big data to determine a point of cause of odor that is expected to affect the location of the complaint about odor.
  • the server 500 and/or OMS can classify the type and intensity of smell information through random forest-based machine learning and artificial intelligence techniques, and store real-time data and accumulated data (big data). By fusion, the dilution factor for odor information can be predicted.
  • the temperature, humidity, and sensor data entered in the learning database in relation to random forest-based machine learning and artificial intelligence techniques to classify the type and intensity of odor information can be used as independent variables for model generation, based on the type and intensity.
  • the pattern can be divided into classes, and the classified class values can be stored and displayed as predicted values, and the probability of belonging to each class as a dependent variable is estimated to store and display the class value with the highest probability as a predicted value. can do.
  • odor intensity and dilution factor which can be used for model generation and prediction
  • odor intensity is a formula such as "a + K*log (dilution factor)".
  • a method for reducing odor is easily established by measuring or collecting and analyzing a odor substance generated at a specific point by a real-time odor measuring device and a odor collecting device, and identifying the substance causing the odor. can do.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example in which OMS analyzes an odor according to an embodiment.
  • OMS may acquire and analyze odor information.
  • OMS analyzes the odor to specifically determine the components included in the odor and the concentration of each component.
  • the OMS may include a plurality of sensors, and the odor may be analyzed according to the degree to which each sensor reacts.
  • a two-dimensional pattern type represented by a plurality of sensors may be obtained according to a reaction degree of a plurality of sensors arranged in two dimensions, and a causative substance and a concentration of each may be determined according to the obtained two-dimensional pattern type.
  • methyl acrylate may be 30 ppm and ethyl acrylate may be 2 ppm, and for another example, propenylbenzene may be 25 ppm and NH3 may be 8 ppm as an irritating odor.
  • the OMS may include a plurality of sensors arranged in two dimensions showing different patterns according to each odor, and the relationship between the patterns of the plurality of sensors arranged in two dimensions and the type of odor may be learned. For example, by analyzing the odor obtained using Sift-MS, the result is obtained, and the result of the analysis is learned in OMS, so that the OMS can analyze the odor. In this case, although OMS is much lighter hardware than Sift-MS, accurate odor analysis can be performed by using the learning result through Sift-MS.
  • the above-described method can be written as a program that can be executed on a computer, and can be implemented in a general-purpose digital computer that operates the program using a computer-readable recording medium.
  • the structure of the data used in the above-described method can be recorded on a computer-readable recording medium through various means.
  • the computer-readable recording medium includes a storage medium such as a magnetic storage medium (e.g., ROM, RAM, USB, floppy disk, hard disk, etc.), and an optical reading medium (e.g., CD-ROM, DVD, etc.). do.

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Abstract

본 개시의 일 실시 예에 따르면, 지상으로 이동하면서 악취 정보를 측정하는 차량용 악취 측정 장치; 및 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 서버를 포함하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템이 제공된다.

Description

실시간 차량용 악취 측정 장치를 이용한 악취 추적 시스템
본 개시는 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 냄새 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 시스템에 관한 것이다.
산업이 발전함에 따라 산업 단지에서 발생하는 악취가 주변 지역에 미치는 영향이 사회적으로 문제가 되고 있다. 이에 정부에서는 2005년부터 악취방지법을 제정하여 악취 발생량을 법적으로 규제하고 있다.
오염원에서 발생한 악취는 지형 또는 대기 상태 등에 의해서 확산 정도가 결정되며 특정 지점에서 악취 발생 시 이에 영향을 주는 악취 발생원에 대한 정확한 추적을 위해서는 악취 발생 시점의 대기 상태 등에 대한 정확한 정보가 필요하다. 대기 상태는 대기 측정망을 필요한 만큼 설치하면 측정이 가능하다. 이와 함께 악취 발생원에 대한 역추적을 위해서는 악취 발생원에서 발생하는 주요 오염물에 대한 정보가 필요하며 이는 악취 발생원의 공정 등을 조사하여 대부분 확보가 되어 있는 상태이다.
위와 같은 상황에서 악취 발생원 역추적에 무엇보다도 중요한 정보는 악취 발생 시 포함된 오염물질에 대한 성분 분석인데, 정확한 성분 분석을 위해서 악취 발생 시점의 기체의 실시간 채취가 필요하다.
하지만, 현 상황은 악취 처리 관련 종사자들이 비정기적으로 악취 발생 관련 민원이 자주 발생하는 지역에 간단한 공기 포집 장치를 휴대하고 나가서 수동으로 공기를 포집하고 있다. 악취는 순간적으로 발생했다가 대기 상태 등에 의해 소멸하는 경향이 있으므로 정확한 분석을 위한 기체의 채취가 이루어지지 못하고 있다.
또한, 악취를 느끼는 정도는 사람의 후각에 따라 상이하며 대기 상태 등에 의해 악취의 확산 정도가 영향을 받으므로, 효과적인 분석을 위해서는 정확한 악취 농도의 측정과 악취 발생시 현장에서 악취 발생 시점의 기체를 실시간으로 채취하는 것이 필수적이다.
하지만, 현재 악취 관리의 초기 단계인 현장에서의 기체 채취는 인력에 의존하고 있다. 즉, 악취 관리자가 현장에 직접 나가서 기체를 채취함으로써 공간적/시간적 제약으로 인해 실제로 악취가 발생한 시점의 기체를 채취하지 못함으로써 악취 분석의 부정확성을 내재하고 있는 등 악취 관리에 많은 문제점을 내포하고 있다.
본 개시는 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 냄새 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시의 목적은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 지상으로 이동하면서 악취 정보를 측정하는 차량용 악취 측정 장치; 및 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 서버를 포함하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템이 제공된다.
상기 차량용 악취 측정 장치는, Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취 물질에 대한 악취성분의 정량 및 정성 분석 정보를 획득할 수 있다.
상기 서버는, 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보 및 상기 차량용 악취 측정 장치가 탑재된 차량의 위치를 이용하여 악취 지도를 생성할 수 있다.
상기 서버는, 악취 물질에 대한 농도 변화를 상기 악취 지도 상에 표시되도록 처리할 수 있다.
상기 차량용 악취 측정 장치는, 상기 악취 물질에 대한 농도 변화를 통해, 악취를 추적하기 위한 이동 경로를 설정할 수 있다.
본 개시에 따른 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템은 지상으로 이동하면서 악취 정보를 측정하는 차량용 악취 측정 장치; 및 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 서버를 포함할 수 있다.
또한, 상기 차량용 악취 측정 장치는, Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취 물질에 대한 악취 정보를 측정할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보 및 상기 이동식 악취 측정 장치가 탑재된 차량의 위치를 이용하여 악취 지도를 생성할 수 있다.
또한, 상기 서버는, 악취 물질에 대한 농도 변화를 상기 악취 지도 상에 표시되도록 처리할 수 있다.
또한, 상기 차량용 악취 측정 장치는, 상기 악취 물질에 대한 농도 변화를 통해, 악취를 추적하기 위한 이동 경로를 설정할 수 있다.
또한, 상기 서버는 예상되는 악취 발생 지역을 둘러싸고 예상 평균 주행 속도가 기설정값 이상이 되도록 상기 차량용 악취 측정 장치의 이동 경로를 결정할 수 있다.
또한, 상기 차량용 악취 측정 장치는 2차원으로 배열된 복수개의 센서를 포함하는 OMS(Odor Monitoring System)를 포함하고, 상기 OMS는 Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취의 원인 물질 및 각각의 상기 원인 물질의 농도를 상기 2차원으로 배열된 복수개의 센서가 나타내는 패턴에 대응시키도록 학습되고, 상기 차량용 악취 측정 장치는 상기 OMS를 이용하여 상기 2차원으로 배열된 복수개의 센서가 나타내는 패턴에 따라서 상기 악취 정보를 분석하여 상기 원인 물질 및 각각의 상기 원인 물질의 농도를 결정할 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따르면, 특정 지점에서 발생되는 악취 물질을 실시간 악취 측정 기기 및 악취 포집 장비로 측정 또는 포집하여 분석하고, 악취 원인 물질을 규명하여, 악취 저감 방안을 용이하게 수립할 수 있다.
본 개시의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 개시의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템의 시스템 구성도를 도시한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템의 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 데이터의 수집 흐름을 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치가 탑재된 이동 차량을 나타낸 도면이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치를 통해 제작된 악취 지도를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따라 빅데이터 및 OMS(Odor Monitoring System)를 이용하여 악취관련 데이터를 획득하는 일 예를 도시한 도면이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 OMS가 악취를 분석하는 일 예를 도시한 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 개시를 설명하기로 한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시 예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템을 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 악취 추적 통합 모니터링 시스템은 통신망을 통해 서로 통신 가능한 고정식 악취 측정 장치(100), 차량용 악취 측정 장치(200), 드론(300), 기상 측정 장치(400) 및 서버(500)를 포함할 수 있다.
먼저, 통신망은 유선 및 무선 등과 같은 그 통신 양태를 가리지 않고 구성될 수 있으며, 근거리 통신망(LAN: Local Area Network), 도시권 통신망(MAN: Metropolitan Area Network), 광역 통신망(WAN: Wide Area Network), 이동 통신망 등 다양한 통신망으로 구성될 수 있다.
고정식 악취 측정 장치(100)는 특정 지점에 고정되어, 대기 중 환경오염물질을 측정하고, 분석하여 악취 정보를 수집할 수 있다.
차량용 악취 측정 장치(200)는 지상으로 이동하면서 대기 중 환경오염물질을 측정하고 분석하여, 측정된 악취 정보를 수집할 수 있다.
드론(300)은 공중으로 이동하면서 대기 중 환경오염물질을 측정하고, 분석하여 악취 정보를 수집할 수 있다.
고정식 악취 측정 장치(100), 차량용 악취 측정 장치(200) 및 드론(300) 각각은 악취 유발 물질을 실시간으로 감지할 수 있으며, 악취 유발 물질이 감지되면, 악취 정보를 서버(500)로 전송할 수 있다.
기상 측정 장치(400)는 기상 정보를 측정하고 수집할 수 있다.
서버(500)는 고정식 악취 측정 장치(100), 차량용 악취 측정 장치(200), 드론(300) 등으로부터 수집된 악취 정보를 수신할 수 있으며, 다양한 장치로부터 수집된 악취 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리할 수 있다.
서버(500)는 악취 정보를 이용하여, 냄새 종류, 냄새 세기, 복합 악취 및 악취 유발 원인 물질 농도 중 적어도 하나를 변환하여 산출할 수 있다.
서버(500)는 기상 측정 장치(400)로부터 수집된 기상 정보를 수신할 수 있으며, 기상 정보와 악취 정보를 비교하여, 악취 성분의 패턴을 분석할 수 있다.
서버(500)는 악취 성분의 패턴을 통해 악취 발생을 예측할 수 있으며, 악취 발생 예측 결과에 따라, 예측된 악취 정보를 제공할 수 있다.
서버(500)는 악취 정보의 분석 결과, 악취가 발생한 것으로 판단되면, 악취 발생에 따른 경고 알림 메시지를 관리자 단말기(미도시)로 전송할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 악취 추적 통합 모니터링 시스템은 실시간으로 냄새 종류, 냄새 세기, 복합 악취, 악취 유발 원인 물질 농도를 측정하고, 이를 통해 악취 민원 발생 시 빠른 민원 대응 수립이 가능할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 악취 유발 물질들을 실시간으로 감지하여 서버(500)로 전송하기 위한 고정식 악취 측정 장치(100)와 정보를 전송 받아 이를 표출하는 서버(500)로 분류할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 현장에서 측정되는 악취 센서의 측정 데이터를 실시간으로 데이터베이스에 저장할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 고정식 악취 측정 장치(100), 차량용 악취 측정 장치(200, 드론(300)과 같은 악취 측정 기기와 기상 측정 장치(400)와 같은 기상 측정 기기와 서버(500)로 분류될 수 있으며, 악취 측정 기기와 서버(500) 간의 데이터 전송은 무선 통신으로 수행될 수 있으며, 악취 측정 기기가 위치하고 있는 지점에서 측정된 악취 측정 결과를 서버(500)로 전송되어 표출될 수 있다.
고정식 악취 측정 장치(100), 차량용 악취 측정 장치(200) 또는 드론(300)은 측정된 악취 측정 결과를 서버(500)로 전송할 수 있다. 이 때 악취 측정 결과가 서버(500)로 전송되는 전송 빈도는 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다. 전송 빈도는 악취 측정 결과 및 악취 측정 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 악취 측정 결과에 따른 냄새 세기, 농도 또는 희석 배수가 얼마나 높은지에 따라 전송 빈도가 결정될 수 있다. 냄새 세기, 농도 또는 희석 배수가 커짐에 따라 전송 빈도가 계단식으로 증가할 수 있다. 다른 예로, 현재 악취 측정 위치에서 기설정 시간(예: 실시간) 내에 기설정 값 이상의 변화가 예상되는 경우 전송 빈도가 높아질 수 있다. 예를 들면, 바람 등 기후 상황 및 주변 악취 발생 상황에 따라 현재 악취 측정 위치에서 악취 측정 결과에 대한 급격한 변화가 예상되는 경우, 전송 빈도가 높아질 수 있다. 예상되는 변화의 크기에 따라 전송 빈도가 결정될 수 있다.
서버(500)는 고정식 악취 측정 장치(100), 이동식 악취 측정 장치(200) 및 드론(300)으로부터 수신한 악취 정보 및 기상 측정 장치(400)로부터 수신한 기상 정보를 이용하여 악취의 발생 위치를 결정할 수 있다. 서버(500)는 악취의 발생 위치를 결정하기 위해서 고정식 악취 측정 장치(100), 이동식 악취 측정 장치(200) 및 드론(300)으로부터 수신한 악취 정보를 상이한 방식으로 처리하여 이용할 수 있다.
예를 들면, 서버(500)는 고정식 악취 측정 장치(100), 이동식 악취 측정 장치(200) 및 드론(300)으로부터 수신한 악취 정보에 서로 상이한 신뢰도를 부여할 수 있다. 고정식 악취 측정 장치(100) 및 이동식 악취 측정 장치(200)에 탑재되는 악취 측정용 하드웨어의 신뢰도는 드론(300)에 탑재되는 악취 측정용 하드웨어의 신뢰도보다 높을 수 있다. 따라서, 서버(500)는 고정식 악취 측정 장치(100) 및 이동식 악취 측정 장치(200)로부터 수신되는 악취 정보에 높은 가중치를 부여하고, 드론(300)에 낮은 가중치를 부여하여 악취 추적 통합 모니터링을 수행할 수 있다.
다른 예로, 서버(500)는 고정식 악취 측정 장치(100), 이동식 악취 측정 장치(200) 및 드론(300)에 포함된 악취 측정용 하드웨어의 특성을 반영하여 악취 모니터링을 수행할 수 있다. 일 예로, 고정식 악취 측정 장치(100)에는 황화수소에 대한 모니터링에 대한 신뢰도가 높은 악취 측정용 하드웨어가 탑재되어 있고, 이동식 악취 측정 장치(200)에는 암모니아에 대한 모니터링에 대한 신뢰도가 높은 악취 측정용 하드웨어가 탑재되어 있고, 드론(300)에는 복합악취에 대한 모니터링에 대한 신뢰도가 높은 악취 측정용 하드웨어가 탑재되어 있는 경우, 서버(500)는 황화수소에 대한 모니터링을 수행할 때는 고정식 악취 측정 장치(100)에서 획득한 악취 정보에 가장 높은 가중치를 부여하고, 암모니아에 대한 모니터링을 수행할 때는 이동식 악취 측정 장치(200)에서 획득한 악취 정보에 가장 높은 가중치를 부여하고, 복합악취에 대한 모니터링을 수행할 때는 드론(300)에서 획득한 악취 정보에 가장 높은 가중치를 부여하하여 악취 추적 통합 모니터링(예: 악취 발생 위치 결정)을 수행할 수 있다.
다른 예로, 서버(500)는 악취 추적 통합 모니터링을 수행할 때 드론(300)으로부터 수신한 악취 정보에 대해 시차를 적용하여 이용할 수 있다. 악취에 대한 모니터링을 수행할 때 기준이되는 고도가 지면에 근접한 고도인 경우, 고도가 높은 위치에서 측정된 악취 정보가 고도가 낮은 위치에 반영되기 위해서는 시차가 존재할 수 있다. 따라서, 서버(500)는 기상 측정 장치(400)로부터 수신한 기상 정보를 이용하여 드론(300)의 위치에서의 기류가 상승 기류인지 하강 기류인지 결정하고, 기류의 강도를 결정할 수 있다. 일 실시 예에 따른 서버(500)는 드론(300)의 위치에서의 기류가 상승 기류인 경우 드론(300)로부터 수신한 악취 정보를 기설정 비율(예: 5%)보다 낮게 반영할 수 있다. 또는 일 실시 예에 따른 서버(500)는 드론(300)의 위치에서의 기류가 하강 기류인 경우 드론(300)로부터 수신한 악취 정보를 기류의 세기에 반비례하는 시간 간격을 두고 드론(300)로부터 수신한 악취 정보를 반영하여 지상에서의 악취에 대한 모니터링을 수행할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템의 시스템 구성도를 도시한 도면이고, 도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 추적 통합 모니터링 시스템의 네트워크 구성도를 도시한 도면이다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 악취 추적 통합 모니터링 시스템은 악취 배출 사업장이 밀집한 국가산업단지 또는 특정 지점에서 발생하는 주요 악취 유발 물질(예를 들면, 복합악취, 황화수소, 암모니아, TVOCs 등) 및 기상 정보(풍향, 풍속, 온도, 습도 등)를 실시간으로 측정하고, 무선 통신(CDMA, WCDMA, LTE 등)을 이용하여 수집 데이터(냄새 세기, 농도, 확산 경로, 기상 정보 등)를 원격으로 서버(500)로 구현된 관제 시스템에 전송함으로써, 주변 악취에 대해 자료를 분석하고 관리할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 무인 악취 포집 기기를 수요자 요구 사항에 따라 일체형 및 분리형으로 구성할 수 있으며, 악취 기준치 초과 시 단계별로 시료를 자동 채취할 수 있으며, 관리자가 현장에서 언제든지 원격으로 악취 포집할 수 있는 기능을 제공할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 악취 발생 및 임계치 이상 발생 시 관리자에게 자동으로 SMS 및 APP을 이용하여 알람 및 상태를 문자로 전송할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 무인 악취 포집 시스템 및 기상 측정 시스템이 옵션에 따라 일체형 및 분리형으로 제작이 가능할 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 악취 감지 기기 및 정보 처리 시스템으로 구성되어 있으며, 기상 측정 장치(400)는 기상 정보를 수집하여 악취 정보와 대비함으로써 발생 패턴을 분석할 수 있도록 하였으며, 감지하여 측정한 악취 정보를 실시간 또는 주기적으로 외부에 표시하여 악취 발생을 예측하고 방지하는 대책을 강구할 수 있는 악취 정보 관리 시스템으로 구현될 수 있다.
악취 추적 통합 모니터링 시스템은 악취 관련 종합 상황 서비스를 제공할 수 있으며, 스마트폰 앱 및 PC로 실시간 미세먼지 모니터링이 가능하며, CCTV, 전광판 등과 연동하여 주변 미세먼지 수치 확인이 가능하며, 이벤트 발생 시 예보 및 주의보 알림으로 즉각적인 대응이 가능할 수 있다.
악취 데이터를 수집하는 방법에 있어, 악취 발생원으로부터 수집된 악취 및 기상 데이터는 신호 변환기로 전송되며, 악취 및 기상 신호 변환기는 수집된 아날로그 신호를 디지털 신호로 변환하며 또한 물리적 신호를 냄새 종류, 냄새 세기, 농도로 처리하여 데이터 분석 장치로 전송할 수 있다.
악취 데이터 분석기는 신호 변환기로부터 수집된 데이터를 다양한 형태로 가공하여 자체 저장 장치에 저장할 수 있다.
악취 측정 기기의 분석 데이터에는 실시간 자료, 악취 강도 자료, 악취 환산 3D 자료 등이 포함될 수 있다.
실시간 자료는 악취 자동 측정 기기에서 측정된 실시간 악취 데이터로, 예를 들어, 측정 데이터는 실시간으로 단일종 가스 및 복합악취 농도를 분석할 수 있다.
악취 강도 자료는 악취 자동 측정 기기가 측정한 가스별 냄새 세기, 냄새 종류, 농도, 희석 배수를 측정 범위 및 악취 강도에 대하여 측정한 자료로, 악취 강도 자료는 임계치 이상의 악취 발생 시 경고 문자 전송 및 악취 모델링을 표출하기 위해서 측정 데이터를 저장할 수 있다.
악취 확산 3D 자료는 설정된 값 이상의 악취 발생 시 실제 악취를 신호처리 후 파일로 저장하여 서버(500)에서 모델링 프로그램을 통해서 만들어진 3D 자료로, 측정된 악취 정보의 파일 생성 시 관리 프로그램에서 이상 악취 데이터를 저장하며, 생성된 파일은 냄새 세기, 냄새 종류, 농도, 희석 배수 등의 자료와 함께 저장될 수 있다.
악취 데이터를 분석하는 방법에 있어, 악취 측정 기기가 신호 변환기로부터 수집된 악취 데이터를 바탕으로 악취 분석기의 악취 데이터 처리 S/W에 의해 처리, 분석될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 악취 데이터의 수집 흐름을 도시한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 악취 측정 기기는 악취 신호를 수집하고, 악취 신호의 측정 및 증폭을 수행하고, 보정 신호를 발생할 수 있으며, 아날로그 신호로 악취 신호를 전송할 수 있다.
주 제어장치는 악취 신호를 A/D 변환, D/A 변환, 기타 정보 변환, 보정 신호 발생 등의 절차를 수행하고, 아날로그, 디지털 신호로 변환 신호를 악취 분석기로 전송할 수 있다.
악취자동측정기기에서 실시간으로 전송되는 측정 자료와 통신서버의 요청에 의해 반환되는 측정데이터는 송신 종료 시에 전송 종료 신호(EOT)를 전송하여 전송이 완료되었음을 운영시스템 통신 서버 측에 알릴 수 있다.
송, 수신 자료는 통신규격에 정해진 포맷 자리수의 오른쪽부터 채우며, 자료가 존재하지 않거나 정해진 자리 수 이하인 경우에는 공백 값으로 채울 수 있다.
송신 측에서 마지막 자료를 전송한 후 수신 측의 전송 종료 신호(EOT)를 접수한 다음에 전송을 종료하며, 송신을 완료한 후에는 연결(Connection)을 종료할 수 있다.
악취 데이터의 전송 방식에 있어, 운영센터와의 송, 수신은 TCP/IP 방식을 사용하며, 악취 자동 측정기에서 운영센터로 자료 전송 시에는 운영센터가 서버(500)가 되며, 운영센터에서 악취 측정 기기로 원격명령 전송 시에는 악취 측정 기기가 서버(500)가 될 수 있다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치(200)의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5를 참조하면, 차량용 악취 측정 장치(200)는 통신부(210), 악취 측정부(220) 및 제어부(230)를 포함할 수 있다.
먼저, 통신부(210)는 외부 장치와 연결되어, 정보를 전송하고 수신하는 통신 기능을 수행할 수 있으며, 예를 들어, 서버(500)로 측정된 악취 정보를 전송할 수 있다.
통신부(210)는 무선 통신 기능을 수행하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있으며, 위치 확인 기능을 수행하기 위한 위치 확인 모듈(예를 들면, GPS 모듈)을 더 포함하여, 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 차량의 위치 정보를 확인할 수 있다.
악취 측정부(220)는 대기 중 환경오염물질 정보를 측정할 수 있으며, 차량용 악취 측정 장치(200)가 지상으로 이동하는 상태에서, 실시간 또는 주기적으로 변화되는 주변의 악취 정보를 측정하여 수집할 수 있다.
악취 측정부(220)는 Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취 물질에 대한 악취 정보를 측정할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, Sift-MS를 이용하여 악취 발생원의 악취 물질에 대한 정밀 분석을 수행할 수 있으며, Sift-MS는 선택된 이온 플로우 튜브 질량분석법으로 공기 중 휘발성 유기화합물(VOCs)을 ppm 단위로(ppptv로) 전형적인 검출 한계로 분석하는 직접 질량 분광 방식의 질량분석기를 나타낼 수 있다.
Sift-MS는 정확하고 부드러운 화학 이온화를 적용하고 시료 준비, 사전 농축 및 크로마토그래피를 제거함으로써 실시간의 정량분석이 가능하며, H3O+, NO+, O2+, O-, O2-, OH-, NO2-, NO3- 등 8가지 화학 이온화 시약이온을 적용하여 사전 농축없이 대상 가스를 추적 및 분석 가능할 수 있다.
또한, Sift-MS는 대기중 악취 물질의 정량 및 정성 분석이 가능하며, 분석된 자료에 대한 제공이 가능할 수 있으며, 악취 실태 전수조사에 활용함으로써 좀 더 정확한 악취 물질을 규명하는데 사용될 수 있다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 이동 차량을 나타낸 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 이동 차량에 Sift-MS도 탑재되어, 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 이동 차량이 지상으로 이동하면서, 실시간으로 악취 물질에 대한 측정이 가능할 수 있다.
제어부(230)는 통신부(210) 및 악취 측정부(220)의 동작이 정상적으로 수행되도록 제어할 수 있다.
제어부(230)는 악취 물질에 대한 농도 변화를 통해, 악취를 추적하기 위한 이동 경로를 설정할 수 있다.
서버(500)는 차량용 악취 측정 장치(200)로부터 수집된 악취 정보 및 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 차량의 위치를 이용하여 악취 지도를 생성할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 차량용 악취 측정 장치(200)를 통해 제작된 악취 지도를 나타낸 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 서버(500)는 차량용 악취 측정 장치(200)를 통해 측정된 악취 정보와 차량용 악취 측정 장치(200)가 탑재된 차량의 위치를 분석하여, 차량용 악취 측정 장치(200)가 지상으로 이동하는 상태에서, 악취 물질에 대한 농도 변화를 악취 지도 상에 표시되도록 처리할 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 특정 지점에서 발생되는 악취 물질을 실시간 악취 측정 기기 및 악취 포집 장비로 측정 또는 포집하여 분석하고, 악취 원인 물질을 규명하여, 악취 저감 방안을 용이하게 수립할 수 있다.
악취 지도 상에 표시되는 악취 물질에 대한 농도 변화는 시간의 흐름에 따라 갱신될 수 있다. 시간의 흐름에 따른 농도 변화의 갱신 빈도는 상황에 따라 다르게 결정될 수 있다. 갱신 빈도는 악취 측정 결과 및 악취 측정 위치에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면 악취 측정 결과에 따른 냄새 세기, 농도 또는 희석 배수가 얼마나 높은지에 따라 갱신 빈도가 결정될 수 있다. 냄새 세기, 농도 또는 희석 배수가 커짐에 따라 갱신 빈도가 계단식으로 증가할 수 있다.
또한 갱신 빈도는 전체 지도 중 각 위치에 따라 서로 다르게 결정될 수 있다. 기설정 시간 내에 기설정 값 이상의 변화가 예상되는 지역의 경우 갱신 빈도가 높아질 수 있다. 예를 들면, 바람 등 기후 상황 및 주변 악취 발생 상황에 따라 현재 악취 측정 위치에서 악취 측정 결과에 대한 급격한 변화가 예상되는 지역의 경우, 갱신 빈도가 다른 지역에 비해 높아질 수 있다. 예상되는 변화의 크기에 따라 갱신 빈도가 결정될 수 있다.
예를 들면, 바람 세기가 큰 경우 악취 측정 결과에 대한 급격한 변화가 예상된다고 보고, 갱신 빈도를 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 서버(500)는 해당 지역의 평균 바람 세기와 해당 지역의 갱신 빈도가 비례하도록 갱신 빈도를 결정할 수 있다.
다른 예로, 특정 범위 내의 지역 내에서 악취 농도의 최대 값과 최소 값의 차이가 큰 경우 악취 측정 결과에 대한 급격한 변화가 예상된다고 보고, 갱신 빈도를 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 서버(500)는 해당 지역 내에서 악취 농도의 최대 값과 최소 값의 차이와 해당 지역의 갱신 빈도가 비례하도록 갱신 빈도를 결정할 수 있다. 해당 지역의 크기는 기설정된 값일 수 있다. 예를 들면, 서버(500)는 1[ha]를 단위 면적으로 보고 1[ha] 내에서 악취 농도의 최대 값과 최소 값의 차이에 대응되도록 갱신 빈도를 결정할 수 있다.
다른 예로, 특정 범위 내의 지역 내에서 온도의 최대 값과 최소 값의 차이가 큰 경우 악취 측정 결과에 대한 급격한 변화가 예상된다고 보고, 갱신 빈도를 상대적으로 크게 결정할 수 있다. 서버(500)는 해당 지역 내에서 온도의 최대 값과 최소 값의 차이와 해당 지역의 갱신 빈도가 비례하도록 갱신 빈도를 결정할 수 있다.
서버(500)는 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로를 도로 상황 및 악취 정보 등에 따라 결정할 수 있다. 차량용 악취 측정 장치(200)는 기본적으로 도로 상에서 이동하기 때문에 도로의 상황(예: 도로의 위치, 교통 상황 등)에 기초하여 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로가 결정될 수 있다. 예를 들면, 통행량이 많은 도로의 경우 상대적으로 서행이 예상되기 때문에 이동 경로로 선택되기 위한 우선순위가 상대적으로 낮아질 수 있다. 다른 예로, 서버(500)는 예상되는 악취 발생 지역(예: 공장 굴뚝 위치)의 주변 도로를 경유하도록 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로를 결정할 수 있다.
서버(500)는 예상되는 악취 발생 지역을 결정하고, 예상되는 악취 발생 지역의 주변에 도로가 있는 경우, 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로를 예상되는 악취 발생 지역의 주변 도로로 결정할 수 있다. 예상되는 악취 발생 지역의 주변에 도로가 없는 경우 서버(500)는 예상되는 악취 발생 지역 주변으로 드론(300)의 이동 경로를 결정할 수 있다. 예상되는 악취 발생 지역에서 악취 정보를 얻기 위해 서버(500)는 차량용 악취 측정 장치(200)의 접근을 드론(300)의 접근보다 우선할 수 있다. 차량용 악취 측정 장치(200)에 탑재된 하드웨어의 신뢰도가 드론(300)의 신뢰도보다 높고, 차량용 악취 측정 장치(200)는 드론(300)과는 달리 지상에서 악취 정보를 획득하기 때문에, 서버(500)는 악취가 발생할 것으로 예상되는 지역(예: 악취 발생 확률이 기설정 값 이상)의 경우, 드론(300)보다는 차량용 악취 측정 장치(200)의 접근이 우선될 수 있도록 차량용 악취 측정 장치(200) 및 드론(300)의 이동 경로를 결정할 수 있다.
또한, 서버(300)는 예상되는 악취 발생 지역의 주변 바람의 방향을 고려하여 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로를 결정할 수 있다. 예를 들면 예상되는 악취 발생 지역에서 동풍이 불고 있는 경우, 서버(500)는 예상되는 악취 발생 지역의 동쪽 지점과 예상되는 악취 발생 지역의 서쪽 지점이 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로에 포함되도록 차량용 악취 측정 장치(200)의 이동 경로를 결정할 수 있다. 서버(500)는 예상되는 악취 발생 지역을 기준으로 바람이 불어오는 방향의 지점과 바람이 불어 가는 방향의 지점에서 모두 악취 정보를 획득함으로써, 예상되는 악취 발생 지역에서 실제로 악취가 발생하고 있는지 여부를 명확하게 확인할 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따라 빅데이터 및 OMS(Odor Monitoring System)를 이용하여 악취관련 데이터를 획득하는 일 예를 도시한 도면이다.
일 실시 예에 따른 서버(500)는 빅데이터를 구축할 수 있다. 예를 들면, 서버(500)는 악취와 관련된 공장들에 대한 정보, 기상 정보, 대기 중의 악취에 대한 정보, 악취에 대한 측정 정보 등을 모두 포함하는 빅데이터를 구축할 수 있다. 악취와 관련된 공장들에 대한 정보는 공장의 위치 정보, 공장에서 배출할 것으로 예상되는 악취 정보, 공장에서 악취 물질을 배출하는 시간, 공장에서 과거에 배출한 악취 물질의 종류 등을 포함할 수 있다. 서버(500)는 악취와 관련된 다양한 정보를 포함하는 빅데이터를 구축하여 악취의 원인이 되는 지점을 실시간으로 결정할 수 있다. 예를 들면, 서버(500)는 악취에 대한 민원이 들어왔을 때 빅데이터를 이용하여 악취에 대한 민원이 들어온 위치에 영향을 끼칠 것으로 예상되는 악취 원인 지점을 결정할 수 있다.
서버(500) 및/또는 OMS 는 랜덤 포레스트(Random Forest)기반 기계학습(Machine Learning) 및 인공지능 기법을 통해 냄새 정보에 대한 종류 및 세기를 구분할 수 있으며, 실시간 데이터와 축적데이터(빅데이터)를 융합하여 냄새 정보에 대한 희석배수를 예측할 수 있다.
냄새 정보에 대한 종류 및 세기를 구분하는 랜덤 포레스트 기반 기계학습, 인공지능 기법과 관련하여 학습 데이터베이스에 입력된 온도, 습도, 센서 데이터를 독립 변수로 모델 생성에 사용할 수 있으며, 종류와 세기를 바탕으로 패턴(pattern) 을 클래스(Class)로 구분하고 구분된 클래스 값을 예측값으로 저장 및 표출할 수 있으며, 종속 변수로 각 클래스에 속할 확률을 추정하여 가장 높은 확률을 가진 클래스 값을 예측값으로 저장 및 표출할 수 있다.
특히, 냄새 세기와 희석 배수는 베버-페히너의 법칙(Weber-Fechner's Law)이 성립하여 이를 모델 생성 및 예측 과정에 활용할 수 있으며, 냄새 세기는 "a + K*log(희석배수)"와 같은 수식으로 산출될 수 있다.
이와 같이, 본 개시의 일 실시 예에 따르면, 특정 지점에서 발생되는 악취 물질을 실시간 악취 측정 기기 및 악취 포집 장비로 측정 또는 포집하여 분석하고, 악취 원인 물질을 규명하여, 악취 저감 방안을 용이하게 수립할 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 OMS가 악취를 분석하는 일 예를 도시한 도면이다.
일 실시 예에 따른 OMS는 악취 정보를 획득 및 분석할 수 있다. 예를 들면, OMS는 악취를 분석하여 악취에 포함된 성분들 및 각 성분들의 농도 등을 구체적으로 결정할 수 있다. OMS는 복수의 센서를 포함할 수 있으며 각각의 센서가 반응하는 정도에 따라 악취를 분석할 수 있다. 예를 들면, 2차원으로 배치된 복수개의 센서의 반응 정도에 따라서 복수개의 센서들이 나타내는 2차원 패턴 타입을 획득하고, 획득한 2차원 패턴 타입에 따라 원인 물질과 각각의 농도를 결정할 수 있다. 예를 들면, 마늘 냄새의 경우 methyl acrylate 가 30ppm, ethyl acrylate가 2ppm일 수 있으며, 다른 예로 숨이 막히는 자극적인 냄새는 Propenylbenzene가 25ppm, NH3가 8ppm일 수 있다.
이처럼 OMS는 각각의 냄새에 따라 상이한 패턴을 보이는 2차원으로 배치된 복수개의 센서를 포함할 수 있으며, 2차원으로 배치된 복수개의 센서의 패턴과 악취의 종류 사이의 관련성은 학습될 수 있다. 예를 들면, Sift-MS를 이용하여 획득되는 악취를 분석하여 그 결과를 획득하고, 그러한 분석 결과를 OMS에 학습시킴으로써 OMS가 악취를 분석하도록 할 수 있다. 이 경우, OMS는 Sift-MS보다 훨씬 가벼운 하드웨어임에도 불구하고, Sift-MS를 통한 학습 결과를 이용함에 따라 정확한 악취 분석을 수행할 수 있다.
전술한 본 개시의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 개시가 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 개시의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 개시의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 개시의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
한편, 상술한 방법은 컴퓨터에서 실행될 수 있는 프로그램으로 작성 가능하고, 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체를 이용하여 상기 프로그램을 동작시키는 범용 디지털 컴퓨터에서 구현될 수 있다. 또한, 상술한 방법에서 사용된 데이터의 구조는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 여러 수단을 통하여 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체는 마그네틱 저장매체(예를 들면, 롬, 램, USB, 플로피 디스크, 하드 디스크 등), 광학적 판독 매체(예를 들면, 시디롬, 디브이디 등)와 같은 저장매체를 포함한다.
본 실시 예와 관련된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 상기된 기재의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 방법들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (7)

  1. 지상으로 이동하면서 악취 정보를 측정하는 차량용 악취 측정 장치; 및
    상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보를 기초로, 특정 지점에서 발생된 악취 정보를 분석하고 관리하는 서버를 포함하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 악취 측정 장치는, Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취 물질에 대한 악취 정보를 측정하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서버는, 상기 차량용 악취 측정 장치로부터 수집된 상기 악취 정보 및 상기 이동식 악취 측정 장치가 탑재된 차량의 위치를 이용하여 악취 지도를 생성하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 서버는, 악취 물질에 대한 농도 변화를 상기 악취 지도 상에 표시되도록 처리하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 차량용 악취 측정 장치는, 상기 악취 물질에 대한 농도 변화를 통해, 악취를 추적하기 위한 이동 경로를 설정하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 서버는 예상되는 악취 발생 지역을 둘러싸고 예상 평균 주행 속도가 기설정값 이상이 되도록 상기 차량용 악취 측정 장치의 이동 경로를 결정하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 악취 측정 장치는 2차원으로 배열된 복수개의 센서를 포함하는 OMS(Odor Monitoring System)를 포함하고,
    상기 OMS는 Sift-MS(Selected ion flow tube-Mass Chromatography)를 통해 악취의 원인 물질 및 각각의 상기 원인 물질의 농도를 상기 2차원으로 배열된 복수개의 센서가 나타내는 패턴에 대응시키도록 학습되고,
    상기 차량용 악취 측정 장치는 상기 OMS를 이용하여 상기 2차원으로 배열된 복수개의 센서가 나타내는 패턴에 따라서 상기 악취 정보를 분석하여 상기 원인 물질 및 각각의 상기 원인 물질의 농도를 결정하는, 차량용 악취 측정 장치를 이용한 실시간 악취 추적 시스템.
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