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광역 환경 관리 센서 네트워크 기술 개발 (최종)
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Participants
김내수, 박현, 박정수, 김관중, 이창원, 김용운, 정훈
Published
201303
Type
Final Report
Keyword
수질 관리, 수질 평가, 소프트웨어 센서
KSP Keywords
Environment management, Sensor networks
Funding Org.
지식경제부
Research Org.
한국전자통신연구원
Project Code
13IC1700, Development of Environment Management Sensor Network, Kim Gwan Joong
Abstract
3. 개발결과 요약
핵심기술
실시간 오염관리 수질평가 기술, 총인/총질소 산출 소프트웨어센서 기술, 하천 환경에 적합한 센서네트워크 무선접속 기술
최종목표
중 · 소 하천 수질의 상시적인 모니터링을 통해 수질오염 사고를 실시간적으로 감지하고 즉각적인 대응 체계를 구축할 수 있는 센서 기반의 수질관리 솔루션의 개발
개발내용 및 결과
o 관리 대상 하천 전역의 수질 분포 및 예측 서비스를 제공하기 위한 실시간 구동 하천 수질관리 모델 개발
o 녹조 발생 등 하천 부영양화 상태를 감지할 수 있도록 수질센서 측정값을 기반으로 총인 및 총질소 값을 예측하는 소프트웨어 센서 기술 개발
o 하천 환경에 적용에 적합하고 국가 수질자동측정망과 연동할 수 있는 IP(인터넷) 기반의 센서네트워크 무선접속 기술 개발
o 하천 환경에서 수질 및 유속 센서의 무인운용을 지원하기 위한 센서네트워크 관리 기술 개발
기술개발 배경
o 현재 국가 수질자동측정망이 대부분 본류 중심의 광역관리 체계로 설치 · 운영되어 대규모 오염사고 감시에는 용이하나, 소하천의 오염사고에는 취약하므로 소권역·중권역 지역에 경제적이고 친환경적으로 적용이 용이한 USN 기반의 수질관리 기술개발이 요구되고 있음
- 중 · 소권역에서 배출된 오염물질이 본류로 유입되는 동안 희석과 자연정화 등으로 그 농도가 낮아져 본류에서는 감지가 되지 않을 수 있음
o 현재까지 하천, 호소의 수질관리 자동화는 주로 고가의 수질 분석기에 의존하고 있으나, 이는 시스템 구축/운용비가 과다하게 소요되므로 대하천에 소수 개의 시스템을 설치/운용함으로써 실질적인 오염 감시 효과를 기대하기 어려운 실정임
- 따라서, 하천, 호소의 수질 오염을 실시간적으로 감시할 수 있고, 시스템을 경제적으로 구축/운용할 수 있는 USN 기반 수질평가 기술의 확보가 필요함
o 현재 농촌수자원의 수질/수량 통합 모니터링은 대부분 실측 인력이 전국에 소규모로 산재한 시설 지점에 관리자가 차량으로 이동하여 측정하는 고비용(예, 1시간 이동 1분 목측) 구조의 획기적 개선 필요
핵심개발 기술의 의의
o 기존 USN(센서네트워크) 방식에 의한 수질관리 기술의 제약점인 측정항목의 한계, 농도 값을 표출해 주는 단순 모니터링 수준, 지협적인 시범 적용 형태 등을 극복할 수 있는 각종 특화 서비스를 선도적으로 개발함으로써 실효적인 오염관리가 가능한 시스템 구축이 가능하고, 국내 환경기업의 기술적 경쟁력 우위 점유
- USN 기반의 수질평가시스템 기술에 대한 주요 핵심기술 개발을 통한 IPR 확보를 통한 외산에 의존하는 기존의 수질 모니터링 기술에서 탈피
관리 대상 하천 전역의 수질분포 서비스, 수질오염 확산 예측 서비스, 실시간 오염총량 산출 서비스, 오염물 유출경로 추적 서비스 등 세계 최고 수준의 수질관리 기술 개발 및 국내외 표준화를 통해 기술적 주도권 확보
o 또한, 본 기술은 기존 주로 대하천의 수질관리를 위해 설치된 국가 수질자동측정망 등과 연동하여 각 지자체의 오염물 배출 총량을 산정할 수 있는 기술로 활용 가능
적용 분야
o 현재 한국농어촌공사가 운용중인 농업용수종합정보시스템의 확장 계획의 일부 구간에 적용 중에 있고, 향후 지자체 관리대상 중 · 소 하천에 대한 수자원 통합관리시스템에 적용 예정
o 국토부의 해양오염원관리 대책[육상폐기물 해양투기관리 종합 대책]의 수질모니터링 부문, 해양환경 개선 사업 등에 적용추진
o 환경부의 비점오염 관리대책 3단계(2011~2020년) 계획 등 비점오염 감시시스템 구축 분야에 적용 추진