- WIPO 기술분류 전기 > 컴퓨터기술
- 표준산업분류 컴퓨터 프로그래밍, 정보서비스업
- 국가과학기술표준분류 환경 > 물관리
- 지식재산권 상태 등록
- 출원일/등록일 2020-09-16 / 2021-01-27
- 거래유형 양도/실시권설정 모두가능
- 기술료 조건 협의 후 결정
하천 유해화학물질 유출 시나리오 기반 기계학습모형과 재귀적 특징 제거법을 결합한 화학사고 발생원 역추적 방법
- 서울대학교 산학협력단
- 요약
- 본 발명은 하천 유해화학물질 유출 시나리오 기반 기계학습모형과 재귀적 특징 제거법을 결합한 화학사고 발생원 역추적 방법에 관한 것으로, (a)수리 지형인자 계산 모듈이 대상하천의 과거 유량자료를 이용한 유량을 입력자료로 하여 HEC-RAS 모의를 통해 수리 지형인자를 계산하는 단계와; (b)매개변수 산정 모듈이 상기 수리 지형인자를 입력자료로 하여 저장대 모형 매개변수 경험식을 통해 대상하천에서의 유해화학물질 예상 유출위치별로 저장대 모형의 매개변수를 산정하는 단계와; (c)시간-농도 곡선 산출 모듈이 저장대 모형 매개변수를 입력자료로 하여 유해화학물질 예상 유출위치별로 유출 시나리오에 대한 관측지점에서의 시간-농도 곡선을 산출하는 단계와; (d)시간-농도 곡선 특징 추출 모듈이 관측지점에서의 모든 시간-농도 곡선에 대해 시간-농도 곡선 특징을 추출하는 단계, 및 (e) 최적 특징 조합 선택 모듈이 추출된 시간-농도 곡선의 특징을 학습 자료로 사용하여 유해화학물질의 유출 위치와 유출 질량을 각각 예측하기 위한 최적 특징 조합을 산출하는 단계로 이루어져, 실제 화학사고 발생 시 실측치인 유해화학물질의 시간-농도 곡선으로부터 시간-농도 곡선 특징을 추출한 후, 상기 단계(e)에서의 각각의 최적 특징 조합에 대응하는 실측치의 시간-농도 곡선 특징을 이용하여 유출 위치와 유출 질량을 예측함으로써 유해화학물질의 발생원을 역추적할 수 있게 된다.
- 대표청구항
- (a) 수리 지형인자 계산 모듈(11)이 대상하천의 과거 유량자료를 이용한 각 유량 시나리오를 입력자료로 하여 1차원 수리동역학 모형인 HEC-RAS 모의를 통해 수리 지형인자를 계산하는 단계(S10)와; (b) 매개변수 산정 모듈(12)이 상기 유량 시나리오 각각에 대해 계산된 상기 수리 지형인자를 입력자료로 하여 분포형 저장대 모형 매개변수 경험식을 통해 각 유량 시나리오에 대해 대상하천에서의 유해화학물질 예상 유출위치별로 분포형 저장대 모형의 매개변수를 산정하는 단계(S20)와; (c) 시간-농도 곡선 산출 모듈(13)이 상기 각 유량 시나리오에 대해 산정된 분포형 저장대 모형 매개변수를 입력자료로 하여 유해화학물질 예상 유출위치별로 유출 시나리오(유량 시나리오의 유량,유출위치,유해화학물질 주입 질량)에 대한 관측지점에서의 시간-농도 곡선을 분포형 저장대 모형 모의를 통해 산출하는 단계(S30)와; (d) 시간-농도 곡선 특징 추출 모듈(14)이 상기 관측지점에서의 모든 시간-농도 곡선에 대해 시간-농도 곡선 특징을 추출하는 단계(S40), 및 (e) 최적 특징 조합 선택 모듈(15)이 추출된 시간-농도 곡선의 특징을 기계학습 모형의 학습 자료로 사용하여 유해화학물질의 유출 위치와 유출 질량을 각각 예측하기 위한 기계학습 모형별 최적 특징 조합을 재귀적 특징 제거법을 통해 산출하는 단계(S50)로 이루어져, 실제 화학사고 발생 시 관측지점에 설치된 관측센서를 이용해 실측치인 유해화학물질의 시간-농도 곡선이 추출되고 상기 실측치인 시간-농도 곡선으로부터 시간-농도 곡선 특징을 추출한 후, 상기 단계(e)에서의 각각의 최적 특징 조합에 대응하는 실측치의 시간-농도 곡선 특징을 이용하여 유출 위치와 유출 질량을 기계학습 모형을 통해 예측함으로써 유해화학물질의 발생원을 역추적할 수 있으며, 상기 시간-농도 곡선 특징은 곡선 형태(왜도, 첨도), 농도(최대 농도, 평균 농도), 기울기(상승부 기울기, 하강부 기울기, 꼬리 기울기), 시간(표준 편차, 상승부 체류시간, 하강부 체류시간, 최대 농도 75%의 체류시간, 최대 농도 50%의 체류시간, 최대 농도 10%의 체류시간), 적분(전체 면적, 꼬리 부분 면적, 위험 면적, 하강부 면적), 미분(최대 미분값, 최소 미분값), 상(상승부 상 면적, 하강부 상 면적)인 것을 특징으로 하는, 하천 유해화학물질 유출 시나리오 기반 기계학습모형과 재귀적 특징 제거법을 결합한 화학사고 발생원 역추적 방법.
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