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하수처리장 공정상태 진단에 필요한 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터를 입력받거나 데이터 베이스부에 저장된 과거 데이터셋을 입력받는 데이터 수집부;상기 데이터 수집부에 의해 입력받은 데이터들을 대상으로 각각의 데이터가 가지는 수치적 절대값의 범위를 제거하여 상기 각각의 데이터를 전처리하는 데이터 전처리부;상기 데이터 전처리부에 의해 전처리된 데이터를 전달받아 상기 전처리된 데이터에 대해 다변량 분석기법을 적용하여 하수처리장의 과거 데이터셋들에 내재되어 있는 공정상태에 관한 정보를 추출하기 위해 상기 전처리된 데이터를 축약하는 데이터 축약부;상기 축약된 데이터를 이용하여 현재 처리성능의 상태에 관한 진단 결과를 도출하기 위해 상기 축약된 데이터를 그룹화하고, 상기 그룹화된 데이터의 상태를 판별하기 위한 판별함수를 도출하여 상기 판별함수에 의한 진단 결과를 도출하는 공정 진단부; 및상기 공정 진단부로부터 도출된 진단 결과를 의미하는 그룹에 따라 사전에 설정된 모의실험에 의하여 상기 공정운영 데이터의 조절변수의 변화량에 관한 규칙을 호출하는 제어전략 호출부;를 포함하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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제 1항에 있어서,상기 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치는 상기 제어전략 호출부에 의해 결정된 제어 행위를 하수처리장에 적용하는 제어전략 적용부;를 더 포함하되, 상기 제어전략 적용부는 상기 제어전략 호출부에 의해 결정된 제어 행위에 의한 전기적인 신호를 구동기(actuator)에 전달하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 데이터 전처리부는 상기 데이터 수집부에 의해 입력받은 데이터들에 대해 각각의 데이터별로 자동으로 계산되어 도출되는 평균과 표준편차를 이용하여 아래의 수식에 의해 상기 입력받은 데이터를 표준화하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정 상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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제 1항 또는 제 2항에 있어서,상기 데이터 축약부는 상기 다변량 분석기법 중 하나인 주성분 분석법에 의해 여러 개의 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터를 상기 여러 개보다 적은 개수의 축약된 주성분으로 차원축소를 수행하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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제 4항에 있어서,상기 공정 진단부는 상기 데이터 축약부에서 축약된 주성분에 대해 K-평균 군집 분석을 수행하여 공정의 처리성능 및 운영상태를 그룹화하며, 새로운 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터가 입력되어 주성분으로 변환된 후 상기 새로운 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터가 어떠한 그룹에 할당될 수 있는지를 판별하기 위한 수단으로 사용될 판별함수를 Fisher의 선형 판별분석을 이용하여 도출하고, 상기 할당된 그룹을 활용하여 하수처리장의 처리성능 및 공정운영에 관한 진단을 수행하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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제 5항에 있어서,상기 제어전략 호출부는 상기 공정 진단부에서 도출된 그룹별 특징에 따라 공정의 처리성능을 보다 향상시킬 수 있는 DO(용존산소) 제어 또는 외부탄소원 제어 동작 등에 관한 제어 규칙을 저장하며, 상기 공정 진단부에서 도출된 공정상태에 따라 상기 제어전략 호출부에 미리 저장되어 있는 제어 규칙을 호출하여 상기 제어 규칙에 대한 모의실험에 의하여 도출된 바 있는 공정운영 데이터의 조절변수의 변화량을 호출하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어장치
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하수처리장 공정상태 진단에 필요한 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터를 입력받거나 데이터 베이스부에 저장된 과거 데이터셋을 입력받는 데이터 수집 단계;상기 입력받은 데이터들을 대상으로 각각의 데이터가 가지는 수치적 절대값의 범위를 제거하여 상기 각각의 데이터를 전처리하는 데이터 전처리 단계;상기 전처리된 데이터를 전달받아 주성분 분석을 적용하여 상기 전처리된 데이터를 구성하는 변수들이 구성하는 분산을 분석하여 공통된 분산별로 축약될 수 있는 주성분을 도출하는 데이터 축약 단계;상기 주성분들을 입력 데이터로 하여 K-평균 군집 분석에 의하여 공정상태를 그룹화하고, 상기 그룹화된 데이터의 상태를 판별하기 위한 판별함수를 판별분석을 이용하여 도출하여 새로운 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터에 의해 생성된 주성분들을 입력 데이터로 하여 상기 그룹화된 그룹 중 어떠한 그룹에 해당하는지를 판별하고, 상기 판별된 그룹을 활용하여 하수처리장의 처리성능 및 공정운영에 관한 진단 결과를 도출하는 공정 진단 단계;상기 도출된 진단 결과에 대한 그룹별 특징에 따라 공정의 처리성능을 보다 향상시킬 수 있는 DO(용존산소) 제어 또는 외부탄소원 제어 동작 등에 관한 제어 규칙을 호출하여 상기 제어 규칙에 대한 모의실험에 의하여 도출된 바 있는 공정 운영 데이터의 조절변수의 변화량을 호출하는 제어전략 호출 단계; 및상기 호출된 제어 규칙에 따라 결정된 제어 행위를 하수처리장에 적용하는 제어전략 적용 단계;를 포함하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어방법
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제 7항에 있어서,상기 판별분석은 상기 K-평균 군집 분석에 의해 분류된 그룹을 외적 기준으로 두고, Fisher의 선형 판별분석을 통해 각 그룹에 대한 함수식인 판별 함수식을 도출하며, 새로운 유입/유출 수질 데이터 및 공정운영 데이터에 의해 생성되는 주성분들을 입력으로 하여 각 그룹별 판별 함수식에 의해 계산된 값의 크기들을 비교하여 가장 큰 값을 나타내는 그룹에 할당하는 것을 특징으로 하는 하수처리장 공정상태 진단에 따른 규칙기반 제어방법
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