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과제현황 목록

과제기본정보

크라우드소싱 기반 도시 대기환경 측정 및 예측기술 개발5년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국가전략프로젝트 과제번호 22NSPS-C149761-05
국가과학표준분류 1순위 환경 | 대기질 관리 | 대기오염 방지기술 적용분야 환경
2순위 환경 | 대기질 관리 | 미세먼지오염 개선기술 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 크라우드소싱 기반 도시 대기환경 측정 및 예측기술 개발
주관연구기관 (주)케이티
총괄연구 책임자 성명 양동구
소속 (주)케이티 직위 차장
기관 대표번호 031-727-0114 FAX -
총 연구기간 2018-10-11 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
5차년도 735,900,000 47,743,000 326,216,000 373,959,000 1,109,859,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ㅇ 현재 국내의 초미세먼지(PM2.5) 측정기 제작 기술은 시작단계로서 외국으로부터 수입 보급되고 있어 외국기술 의존도가 높은 상황이고 국내 환경 여건에 적합한 국산 측정장비 개발 및 상용화가 필요

- 민간기업/Start-up이 대기환경과 관련된 직접적인 기술?서비스 개발 및 사업화 필요

ㅇ 이동형 미세먼지 측정 센서는 스마트폰과 연동한 IoT 서비스 기반 사업자들이나 가전기기 제조업체에 의해 개발 판매되고 있으나, 기기에 따라 제한된 대기질정보를 측정하기 때문에, 정확도 향상과 다양한 대기질정보 서비스를 할 수 있도록 시스템의 개선 필요

ㅇ 대기질 사례별(황사, 고농도 월경성, 국내 영향 등)로 나타나는 대기질 매핑 기술 필요(3차원 매핑은 측정수단 가능 시 선택)

ㅇ 현재 국가에서 제공하는 대기질 예보는 국가 단위로 9km 해상도이고, 지역단위(예, 서울지역 평균농도)임. 국민 체감 오염도를 만족하기 위해서는 보다 상세한 모델링을 수행하여 해당 지역(예, 동단위 또는 세부 지점)별 예보 정보를 제공 필요함. 그 예로 고해상도 Hybrid 예측시스템이 있으며, 이를 학교, 병원, 노인회관등의 민감군에 제공하고 대응방안 수립을 위한 서비스 개발이 필요함

ㅇ 현재 국가에서 제공하는 우리동네 대기질 모바일앱 서비스는 측정망의 밀집도가 낮아 광범위한 지역의 정보에 불과하며, 1시간 간격의 통계정보로 실시간성이 떨어짐

ㅇ 이를 보완하기 위해 현재 기술을 응용하고 스마트도시에 도입되는 고정형·이동형 측정 데이터에 적절한 웹/모바일 서비스가 필요함

ㅇ 시흥시는 각종 개발사업(주거도시개발사업, 산업단지 조성)으로 인해 오염원(자동차 배기가스, 산업먼지)이 급격하게 늘어나고 있으며, 시화국가산업단지 인근지역의 문제 해결 필요
최종목표 ㅇ대기오염 측정기 센서 응용 기술 개발 및 적용

- 대기오염 측정기 센서를 활용한 미세먼지 측정 시스템

- 컴팩트한 현장적용형 고정형 미세먼지 측정시스템 개선기술

- 신뢰성이 향상된 이동형 미세먼지 측정시스템

- 고정형 및 이동형 미세먼지 측정기기의 데이터 통신시스템

- 미세먼지 등 대기오염물질 통합관리 시스템 구축

- 고정형과 이동형 간의 데이터 교정 기술

- 취합된 데이터를 모바일로 최종 수요자 수요 기반 실시간 전송 가능한 기술

ㅇ시각화 및 오염정보 분석 기술 적용

-대기오염 매핑 기반 구축

- 대기질 및 기상 관측자료, 배출량, 교통량, 토지이용도 및 건물배치도 등 빅데이터 활용 및 시각화 기술

- 시/공간적 변화 가시화 및 시민 홍보

- 대기질 모델링 결과 대기질 정도가 유해한 수준에 도달할 것으로 판단되는 영역을 사전에 감지하고, 이를 시공간 및 시계열적으로 표시하며 지역 시민에 상황 전파 및 교육

ㅇ대기질 상세 매핑 및 예측 기술

- 대기오염 예측 기술 적용

- 대기오염 장/단기 예보 기술(최소 2~3일 예보)

ㅇ대기오염도 및 배출원 정보 상관성 분석

- 토지용도 기반 오염원 추적 및 관리

- 대기오염 원인시설 추적 기법

- 실시간 모델링 결과에 의해 대기오염 기여도가 높은 사업장 대상 집중 관리 및 고농도 시 시민/오염원 대응체계 구축

ㅇ웹 및 모바일 서비스

- 웹/모바일앱을 통한 대기환경 정보 서비스 개발

- 텍스트, 그래프, 맵, 생활가이드(10분 단위 최신화)

- 대상 도시 특성에 맞는 대기환경 정보 서비스 제공 체계
연구내용 및 범위 <연구내용 1> 대기오염 측정기 센서 응용 기술 개발 및 적용

ㅇ 고정형 측정장치(PM2.5, 필요 시 NO2 등 기체물질) 응용 기술 개발 및 적용

ㅇ 이동형 센서 측정장치(PM2.5, 필요 시 NO2등 기체물질) 응용 기술 개발 및 적용

ㅇ 지역 내 주요 대기오염물질 및 배출원 파악

ㅇ 측정 데이터 체계 분석 및 디스플레이

ㅇ 스마트시티 내 시민/기업 참여 리빙랩 사업으로 가능한 사업 모델 제시

<연구내용 2> 시각화 및 오염정보 분석 기술 적용

ㅇ 국가 및 지자체에서 현재 운영 중인 고정식 미세먼지 자동측정망 자료와 스마트시티 내의 격자 형태로 배열된 센서들의 측정 자료를 실시간으로 수집하고 분석하여 미세먼지 공간 분포를 상세 시각화하는 기술 적용

ㅇ 다양한 미세먼지 지상관측자료를 활용하여 자료동화 기법 등을 적용한 상세 미세먼지 분포추정 모델링을 수행하여 미세먼지 분포를 2D 또는 3D로 매핑하는 기술 적용

ㅇ 상세 측정된 미세먼지 정보를 분석하여 미세먼지 우심지역 (Hot Spot)을 탐색하고 이를 시민에게 실시간으로 제공하는 기법 적용

<연구내용 3> 대기질 상세 매핑 및 예측 기술

ㅇ 국가 미세먼지 예보자료를 기초자료로 활용하여 실증도시의 배출원

ㅇ 기 구축된 대기질 통합예보센터에서의 미세먼지 예보 상황과 실증도시내의 대기오염 상세 모니터링 데이터, 고해상도 배출량 및 기상자료 등을 활용하여 해당 지역의 향후 최소 2~3일간의 정밀 대기오염(미세먼지) 예측상황을 도출, 지역 시민들에게 서비스를 제공하는 체계를 구축함

ㅇ 자동차 통행량, 주요 시설 에너지 사용량 데이터 등은 본사업 관련 세부분야와 협업하여 연계

<연구내용 4> 대기오염도 및 배출원 정보 상관성 분석

ㅇ 고정식?이동식 측정자료, 기상관측자료, 배출원 자료 등을 이용한 실증도시의 주요 원인 배출원을 적시하고 이를 개선할 수 있는 방안 수립 및 저감관리 기술 확립

ㅇ 고농도 배출원 저감 및 민감군 피해 저감을 위한 지역 맞춤형 비상조치 도출

<연구내용 5> 웹 및 모바일 서비스>

ㅇ 웹/모바일 대기오염 정보 서비스 개발(텍스트, 그래프, 맵, 생활가이드)

[지자체 추가제안] 지자체가 추가로 제안한 내용에 대해서는 면밀한 검토를 통해 수용여부를 검토하여 반영이 필요한 과제의 경우 적극적으로 수용하여 전체 연구개발 내용을 확정해야 함.

ㅇ (추가제안1) (악취 모니터링 및 추적시스템) GIS 기반 실시간 악취발생 감시시스템을 구축하여 기존 시흥시가 운영 중인 유비무환악취제로시스템과 연동하여 기상환경에 따른 악취 모델링 및 모니터링 시스템 구현

ㅇ (추가제안2) (악취추적 드론 적용) 악취발생지역에 드론을 활용하여 악취시료 채취 및 악취측정을 동시에 진행하여 무선통신 기술로 원격 촬영화면, 측정데이터 전송 및 악취 오염원 시설 추적
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
5차년도 ■ 연구과제1. 대기오염 측정기 센서 응용 기술 개발 및 적용
- 이동형 설치형 측정기 센서 응용기술 개발 및 적용(KT)
- 미세먼지 측정기 설계 및 운영 기획(케이웨더)
- 보급형 악취 센서 측정기 개발(KT)
■ 연구과제2. 시각화 및 오염정보 분석 기술 적용
- 다양한 미세먼지 오염정보 시각화 및 상세 분포 매핑 시스템 선행 사례 조사 및 기획(케이웨더)
■ 연구과제3. 대기질 상세 매핑 및 예측 기술
- 대기질 매핑 기술 개발(KT)
■ 연구과제4. 대기오염도 및 배출원 정보 상관성 분석
- 대기오염 측정 데이터의 분포 분석과 지역 배출원 자료 상관성 분석 (KT)
■ 연구과제5. 웹 및 모바일 서비스
- 서비스 환경 분석(DKI)
- 사례분석 및 데이터 분석(DKI)
■ 연구과제1. 대기오염 측정기 센서 응용 기술 개발 및 적용
- 고정형, 휴대형 측정기 설계 및 제조
- 이동형 측정기 설계 및 시작품 개발
■ 연구과제2. 시각화 및 오염정보 분석 기술 적용
- 시각화 기술 설계 및 구축
- 매핑시스템 설계 및 구축
■ 연구과제3. 대기질 상세 매핑 및 예측 기술
- 대기질 매핑 및 예측 관련 요구 분석 계획 수립
■ 연구과제4. 대기오염도 및 배출원 정보 상관성 분석
- 대기오염도 및 배출원 정보 상관성 분석 계획 수립
■ 연구과제5. 웹 및 모바일 서비스
- 휴대용 센서 대기질 정보 제공 기능 개발
- 대기질 정보 제공 서비스 실증
연구성과 기술적 기대성과 ㅇ입체적 공간정보, 기상정보, 고정형/이동형 등 다양한 수집원을 활용한 미세먼지 분석/예측 모델링 기술은 관련 대학 연구원 등 기초연구 활성화

ㅇ미세먼지 외 타도시 공간 부유물질 분석/모델링에 레퍼런스 제공

ㅇ빅데이터 시각화/3D Air Pullution Map 등 도시공간 정보 기술 극대화
사회 경제적 파급효과 ㅇ개인이 정보 수집원이나 서비스 제공대상으로 시민참여형 서비스 실증
ㅇ민간/Start-up 등 대기환경 직접 기술/제품 개발 유발 매출 발생
ㅇ환경 관련 간점 서비스 모델 발굴로 선순환 생태계 구성
ㅇ정보제공의 신뢰향상으로 대기환경 시민의 관심 유발
ㅇ시민의 참여로 적극적인 대기환경 오염원 방어 활동 유도
ㅇ분석 정보 기반 도시민의 건강 증진에 직접적 기여로 건강한 도시 건설
활용방안 ㅇ연구과제 1. 크라우드 소싱 기반 복합 비즈니스 창출에 활용

- 유지보수가 용이하고 경량화된 측정기를 보급/설치 운영하여 시민 호흡기 안전 확보에 활용

- 실내 외 다양한 측정기 측정 데이터를 개방형 데이터 허브 플랫폼으로 전송, 빅데이터 분석을 통한 2차 비즈니스 창출에 기여

- 시민 모니터링 요원 등 크라우드 소싱 기반 측정과 창출되는 다양한 비즈니스 영역에서 은퇴자, 실버세대 등 다양한 계층의 일자리를 창출하여 사회발전에 기여

ㅇ연구과제 2. 직관적인 시각화 서비스와 오염지역 실시간 경보로 시민 호흡기 안전 확보

- 3D Air Pollution Map 수준의 직관적 시각화 서비스로 지자체 관리자 및 일반시민 사용성 증대

- 실시간 오염지역 분석을 통해 우심지역을 탐색하고 실시간 경보를 통해 시민 대상 상황 전파

- 개방형 데이터 허브 플랫폼 시각화 기술 개발과 연계하여 타 세부과제와 융합 시각화 모델 제시

ㅇ연구과제 3. 세밀한 정보 매핑 및 예보 기간 확대로 대기질 서비스 이용도 증진

- GIS 기반 관측자료 결과를 고해상도 매핑을 통해 보다 직관적인 대기질 예측에 활용

- 대기질 모델링 결과값을 통해 2~3일 예보 서비스 제공하여 시민의 정보 활용도 극대화

- 자동차 통행량, 에너지 사용량 데이터 등 타 세부과제 분야 데이터와 융합, 연계 활용

ㅇ연구과제 4. 효과적인 피해저감 방안 연계

- 오염원 정보, 배출량 정보, 지형정보 등 다양한 정보 상관성 분석을 통해 대기환경 취약지역과 배출원을 객관화하여 환경 법규/규제 활성화의 근거로 활용

- 고농도/취약 지역 분석 후 드론, 방재센터 연계 등 효과적인 피해 저감 방안을 적용하여 시민안전에 기여

ㅇ연구과제 5. 확장된 대국민 서비스 제공

- 환경데이터 수집 기관 및 연관 기관과의 데이터 연계를 통한 다양한 서비스 확대 제공 (기상정보, 오염정보, 수질정보, 산불, 재난 등)

- 실내 외 개인화 기능을 통한 개인맞춤형 대기질 서비스 제공을 통한 국민건강 증진 기여
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 크라우드소싱 미세먼지 악취 대기환경 리빙랩
영문 crowdsourcing finedust stink Atmospheric environment livinglab
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