기술개요

•  하수 내 감염균/바이러스 모니터링을 최적으로 수행 관리하기 위한 측정지점의 선정과 관리, 하수에서 감염균/바이러스 검출시 지역사회의 감염규모를 예측하기 위한 하수 빅데이터 마이닝 기술에 관한 것으로서, 일실시예에 따른 하수측정망 최적화 및 하수역학 기반 감염규모 예측 방법은 하수관망을 전산화하고 및 하수관망도에 대한 공간DB를 구축하는 단계, 상기 전산화된 하수관망과, 상기 구축된 공간DB를 이용하여, 잠재적인 하수 측정 가능 지점인 하수맨홀 별로 해당 유효 처리규모를 산정하여 DB화함으로써, 감염균 하수 측정망을 최적화 하는 단계, 및 국가 감염병 발병 통계와 하수내 감염균/바이러스 측정결과를 기초로 하여 생성된 회고적 모델링을 통해 측정지점이 서비스하는 지역내 감염규모를 추정하는 단계를 포함할 수 있음

기존기술 문제

• 지역별 상시적인 모니터링 부재로 인한 감염병 발발 시 원인 규명에 시급성 부재

• 정기적인 모니터링 부재로 인한 감염병 발생에 대한 선제적 대응책 부재

기술완성도

기술내용 및 특징

• 본 기술은 하수 내 감염균/바이러스 모니터링을 최적으로 수행 관리하기 위한 측정지점의 선정과 관리, 하수에서 감염균/바이러스 지역사회의 감염규모를 예측하기 위한 하수 빅데이터 마이닝 기술로 일실시예에 따른 아래 주요 단계적 특징을 나타냄

•  하수관망 전산화 및 상기 하수관망도에 대한 공간 DB 구축

• 감염균 하수 측정망 최적화

• 회고적 모델링을 통해 통해 측정지점이 서비스하는 지역내 감염규모를 추정

• 하수측정망 최적화 및 하수역학 기반 감염규모 예측 시스템

• 공간정보 추출부는, 하수관망도, 맨홀 및 하수처리장 공간분포, 하수처리구역 경계, 매설 관거 및 맨홀의 속성정보를 포함하는 하수관거의 공간정보와, 발병지역 및 발병 건수를 포함하는 감염병 발병현황 DB, 대기측정망, 수질측정망을 포함하는 감염병 발병에 영향을 미치는 기상 및 환경측정정보에 대한 정보를 기록하고 저장

• 최적화 처리부는, 각 맨홀 상류의 해당 처리구역규모를 산정한 후, 각 맨홀에 해당하는 구역별로 처리규모를 DB화함하며, Non-dominated Sorted Genetic Algorithm-II (NSGA-II) 알고리즘을 이용하여, 하수처리장 유입부를 포함하는 관망네트워크의 최말단 및 상류지역 상세 모니터링 지점을 최적화함

• 감염규모 예측부는, Hotspot 감염병 규모 추정 모델링을 이용하되, 상기 Hotspot 감염병 규모 추정 모델링은 국가 감염병 발병 통계와 하수내 감염균/바이러스 측정결과를 토대로한 회고적 모델링을 통해 측정지점이 서비스하는 지역내 감염규모를 추정함

기술 활용 분야

• 국가 감염병 모니터링 및 대응체계 구축

• 하수관거 모니터링으로 주요 지점별 유속, 수위 및 강우량 실시간 모니터링

시장 동향

• 전 세계 환경시험 시장은 용도에 따라 대기검사, 수질검사, 토양검사로 분류되며, 대기검사는 2017년을 기준으로 38.36%의 점유율을 차지하였으며, 그 뒤를 수질검사가 33.89%, 토양검사가 27.75%로 뒤따르고 있음

• 수질검사는 2017년 30억 7,070만 달러에서 연평균 성장률 7.35%로 증가하여, 2022년에는 43억 7,672만 달러에 이를 것으로 전망됨

지식재산권 현황

• 감염병 감시를 위한 하수측정망 최적화 및 하수역학 기반 감염규모 예측 방법 및 시스템

• 출원번호: 10-2021-0006865

• 출원일자: 2021년 01월 18일

• 출원인: 동국대학교 산학협력단, 수원대학교산학협력단, 고려대학교 세종산학협력단, 국민대학교산학협력단

• 발명자: 강주현, 김극태, 김성표, 이동훈, 이상호