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과제기본정보

IoT 기반 건설현장 미세먼지 예측？관리 통합 플랫폼 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 20CTAP-C152276-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 시설물 설계 해석기술 | 설계 정보화기술 적용분야 건설업
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 생애주기가치평가 실용화대상여부 비실용화
3순위 None | None | None 과제유형 응용
과제명 IoT 기반 건설현장 미세먼지 예측？관리 통합 플랫폼 개발
주관연구기관 한양대학교 에리카산학협력단
총괄연구 책임자 성명 태성호
소속 한양대학교안산캠퍼스 직위 교수
전화번호 02-2220-0114 FAX 031-436-8146
총 연구기간 2019-04-19 ~ 2021-12-31
당해연도 연구기간 2020-01-01 ~ 2020-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
2차년도 130,000,000 4,350,000 39,150,000 43,500,000 173,500,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 ■ 건설공사 현장에서 발생하는 비산먼지의 발생량은 23,472톤으로, 전체 PM10의 발생비율에서 20%를 차지함. 이와 같은 주요배출 산업인 건설산업을 대상으로 정부에서는 미세먼지 집중 저감을 실시하고 있으나, 건설현장 미세먼지 관리는 정량적 측정단속규제 없이, 단편적인 현장관리 수준으
로 국한되어 현장관리가 소홀한 상태임.

■ 미국 EPA 계산치 방법을 통한 건설현장 예측기법이 존재하나, 건설현장 계측치와의 오차가 크며 즉각적으로 건설현장 미세먼지가 다량 발생하였을 때, 이를 대응 할 수 있는 건설현장 미세먼지 평가기법 및 통합 모니터링 시스템은 부재한 실정임.

■ 본 연구는 건설현장 유형별 현장 측정을 통한 미세먼지 평가기술과 건설현장의 미세먼지 노출에 따른 미세먼지 계측 모듈 및 계측기술을 기반으로 하여, 건설현장에 걸친 미세먼지를 평가 및 관리가 가능한 IoT 기반 건설현장 미세먼지 예측？관리 통합 플랫폼을 개발하는 연구임.
최종목표 본 연구개발은 건설현장 유형별 현장 측정을 통한 미세먼지 평가기술과 건설현장의 미세먼지 노출에 따른 미세먼지 계측 모듈 및 계측기술을 기반으로 하여, 건설현장 미세먼지를 평가 및 관리가 가능한 IoT 기반 건설현장 미세먼지 예측？ 관리 통합 플랫폼 개발을 목표로 한다.
본 연구의 연구목표에 대한 주요 연구내용은 다음과 같다.
1) 공사유형별 미세먼지 배출계수 및 저감관리 가이드라인 개발
건설현장 미세먼지 배출량 계측을 통한 공사유형별 미세먼지 배출계수 개발과 건
설현장 미세먼지 저감을 위한 가이드라인 개발연구를 수행함.
① 건설현장 유형별 미세먼지 배출계수 개발
② 건설현장 미세먼지 오염원 분류표 작성
③ 건설현장 미세먼지 저감관리 가이드라인 개발
2) IoT 기반 건설현장 미세먼지 계측 기술 개발
건설현장 미세먼지 모니터링을 위해 PM10 및 PM2.5 계측이 가능한 IoT 기반 미
세먼지 모니터링 계측 기기 개발 연구를 수행함.
① PM10, PM2.5 및 미세먼지 2차 발생원 모니터링 계측 모듈 개발
② IoT 기반 건설현장 미세먼지 모니터링 계측 기기 개발
③ 미세먼지 측정 사업업역 중장기 활성화 체계
3) 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발
건설현장 미세먼지 측정 통합관리 시스템 개발 및 건설현장 관련 미세먼지 관리
제도개선 연구를 수행함.
① IoT 센서 적용 미세먼지 모니터링 플랫폼 구축
② 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 구축
③ 건설현장 미세먼지 측정 및 통합관리 시범사업 수행
연구내용 및 범위 본 연구개발 과제는 IoT 기반 건설현장 미세먼지 예측？관리 평가 및 관리 기술에 관한 사회이슈 해결형 연구로서, 미세먼지 분석대상을 비산먼지와 비산먼지(PM10)를 보다 위해성이 높은 초미세먼지(PM2.5) 및 미세먼지 2차 발생원(SOx, NOx)으로 확장하며, 건설현장 미세먼지 평가기술 및 계측기술을 통합한 예측？관리 통합 플렛폼 개발과 이를 통한 시범사업 적용 및 사업화 모델 개발을 연구개발 범위로 함.

■ 공사유형별 미세먼지 배출계수 및 저감관리 가이드라인 개발
건설현장 미세먼지 배출량 계측을 통한 공사유형별 미세먼지 배출계수 개발
과 건설현장 미세먼지 저감을 위한 가이드라인 개발연구를 수행함.
① 건설현장 유형별 미세먼지 배출계수 개발
② 건설현장 미세먼지 오염원 분류표 작성
③ 건설현장 미세먼지 저감관리 가이드라인 개발

■ IoT 기반 건설현장 미세먼지 계측 기술 개발
건설현장 미세먼지 모니터링을 위해 PM10 및 PM2.5 계측이 가능한 IoT 기반
미세먼지 모니터링 계측 기기 개발 연구를 수행함.
① PM10, PM2.5 및 미세먼지 2차 발생원 모니터링 계측 모듈 개발
② IoT 기반 건설현장 미세먼지 모니터링 계측 기기 개발
③ 미세먼지 측정 사업업역 중장기 활성화 체계

■ 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발
건설현장 미세먼지 측정 통합관리 시스템 개발 및 건설현장 관련 미세먼지
관리 제도개선 연구를 수행함.
① IoT 센서 적용 미세먼지 모니터링 플랫폼 구축
② 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 구축
③ 건설현장 미세먼지 측정 및 통합관리 시범사업 수행

본 연구는 최종 목표인 공사유형 별 미세먼지 배출계수 및 IoT 기반 미세먼지 계측기술 기반의 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발을 위해 연차별 연구개발 목표를
[1차년도] 건설현장 미세먼지 예측 및 관리 기술 정립
■ 공사유형별 미세먼지 배출 특성 조사를 위한 기존문헌 고찰
■ 공사유형별 미세먼지 배출 특성 조사를 위한 현장 측정
■ 설계 단계 미세먼지 저감을 위한 체크리스트 개발
■ 미세먼지 측정 계측평가 방법 분석
■ 미세먼지 발생원 계측 모듈 개발
■ 미세먼지 관리사업 모델 수립 및 요소 분석
■ 미세먼지 관리 평가 플랫폼 개발

[2차년도] 건설현장 미세먼지 예측 및 관리 기술 개발 및 성능평가
■ 건설현장 미세먼지 배출계수 분석
■ 공사유형별 미세먼지 배출 특성 조사를 위한 현장 측정
■ 시공 단계 미세먼지저감을 위한 가이드 개발
■ IoT 기반 건설현장 미세먼지 모니터링 계측 기기 개발
■ 사업화를 위한 시장여건 분석 및 사업화전략 수립
■ 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발

[3차년도] 건설현장 미세먼지 예측 및 관리 기술 검증 및 현장적용로 수립하고 각 세부과제별로 주요 연구내용을 구성함.
■ 건설현장 미세먼지 배출계수 개발
■ 건설현장 미세먼지 오염원 분류표 작성
■ 건설현장에서의 미세먼지 관리 기술개발
■ IoT 기반 건설현장 미세먼지 모니터링 계측 기기 현장적용 검증
■ 사업화를 위한 시장여건 분석 및 사업화전략 수립
■ 건설현장 미세먼지 측정 및 통합관리 시범사업
■ 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 사용자 매뉴얼
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 ■ 본 연구과제의 2차년도 개발 목표는 본 연구과제의 최종 목표인 “건설현장 미세먼지 예측 및 관리 기술 개발” 개발을 위한 “건설현장 미세먼지 예측 및 관리 기술 개발 및 성능평가” 연구이며, 연구과제 수행을 통해 기술개발 성숙도를 TRL 5단계에서 7단계 수준까지 향상시킬 예정임.
■ 세부 연구목표 :
- 공사유형별 미세먼지 배출계수 및 가이드라인 개발
- IoT 기반 건설현장 미세먼지 계측 기술 개발
- 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발 		■ 공사유형별 미세먼지 배출 특성 조사를 위한 현장 측정
- 공사유형별 미세먼지 발생원 측정
？ 건설현장 발생원 미세먼지 배출농도 측정
？ 건설기계장비 미세먼지 배출계수 분석
■ 건설현장 미세먼지 배출농도 측량 분석
- 건설현장 미세먼지 배출농도 측량 분석
？ 건설현장 미세먼지 배출농도 특성 분석
？ 건설현장 미세먼지 배출농도 발생원별 분석
？ 건설현장 미세먼지 배출농도 주변 대기환경 분석
■ 시공 단계 미세먼지 저감을 위한 가이드 개발
- 공사현장 미세먼지 예측 및 평가를 위한 기준 개발
？ 공사특성 및 규모별 분진 및 미세먼지 관리를 위한 절차 제안
- 공사현장 분진 및 미세먼지 저감 가이드(안) 개발
？ 관리 일정 및 주기, 관리대상, 수준별 대응방안 등 검토
■ IoT 기반 건설현장 미세먼지 모니터링 계측 기기 개발
- IOT 센서 모듈 개발 (센서부 + 마이컴부 + 통신부)
？ 센서부 : 온습도/미세먼지/CO2 기타 환경센서를 계측하여
？ 마이컴부 : 센서에서 측정된 값을 메모리 및 연산
？ 통신부 : 외부와 연결할수 있도록 Serial Communication UART
- IoT 멀티센서 통합플랫폼 개발 지원
？ 무선게이트웨이 설계 및 IoT 통합플랫폼 연계방안 구축
？ Web&APP 소프트웨어 개발
■ 사업화를 위한 시장여건 분석 및 사업화전략 수립
- 사업을 위한 기술 및 인력 보유 수준 검토
？ 평가방법론, 현장측정기술 및 장비, 전문 인력의 수준에 대한 검토
？ 서비스 제공 방법 및 범위, 절차 및 수준 등에 대한 여건 분석
- 기존 서비스와 연계방안 및 사업다각화 전략 수립
？ 환경영향평가 등 기존 사업 병행 전략의 타당성 검토
■ 건설현장 미세먼지 IoT 통합 플랫폼 개발
- 클라우드 기반 미세먼지 통합관리 Platform 구성
？ 건설 현장별 적용에 따른 각 지점별 소형 Gateway Device의 Network 구성
？ 실시간으로 지점 환경, 설비 데이터 EMS 웹서버 전송
- 미세먼지 관리 평가 플랫폼 미들웨어 개발
？ IoT 기반 미세먼지 관리 평가 플렛폼 미들웨어 개발
연구성과 기술적 기대성과 ■ 공사 유형별 건설현장 측정을 통한 한국형 미세먼지 배출계수를 제공함으로써 기존의 국외 배출계수에 의한 미세먼지 배출량 계산보다 정량적 미세먼지 평가 가능
■ 설계초기단계부터 건설현장의 설계안에 대한 미세먼지 발생량 용이하게 평가하고 이에 대한 관리가 가능함에따라 달성 가능성이 높은 미세먼지 저감방안 모색과 대안설계 가능
■ 건축 전반에 대한 미세먼지 등 환경성평가 및 녹색건축 인증 지원 컨설팅을 기술자립과 기술이전 저변확대 및 관련 산업 육성 추진가능
사회 경제적 파급효과 ■ 건설현장 초기단계에서 이해관계자간의 지속가능성 목표 수립과 의사결정 지원을 통해 경제적으로 합리적인 공동주택의 계획과 설계 유도 가능
■ 턴키 및 재건축의 입찰 또는 사업초기단계에서 미세먼지 평가기술을 활용한 지속가능성의 사전평가를 통해 사업수주의 전략적 역량 강화 가능
■ 건축자재 및 건축설비의 단위당 미세먼지 발생량 예측 및 저감 관리 기술 개발에 따라 건설 산업 전반의 미세먼지 발생량 저감 유도 가능
■ 건설현장 미세먼지 예측이 가능함에 따라 건축사업 초기단계에서 국가 미세먼지 저감 목표 및 정책 방향에 부합하는 미세먼지 저감관리 가능.
■ 한국형 미세먼지 영향평가 방법론을 개발하고 이를 기반으로 한 건설현장 전생애 관점에서의 미세먼지 저감 매뉴얼 및 관련 사업화 모델 개발함으로써 미세먼지 저감형 평가 관련 정책 개발과 운영과정의 기초자료로 활용 가능
활용방안 [활용계획] 건설현장의 미세먼지를 저감관리하기 위해 정량적인 예측평가기법을 구축하였다는 점에서 의의가 있으며, 예측평가기법 및 건설현장에서의 미세먼지
저감 가이드라인을 통하여 미세먼지 발생을 억제하기 위한 시설의 설치 및 필요한 조치에 관한 기준반영에 효과적으로 활용.
[기대효과] 건물 및 공사의 전과정에서 미세먼지 예측평가 원천기술 확보 및 건설현장 미세먼지 관리 대응 및 측정 사업 모델 체계화
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 미세먼지 건설현장 IoT 통합 플랫폼 예측관리
영문 Particulate matter Construction project Internet of things Integrated platform Assessment
최종보고서
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