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딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법

  • 기술번호 : KST2022016572
  • 담당센터 : 부산기술혁신센터
  • 전화번호 : 051-606-6561
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명에 따른 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법은, 딥 러닝을 통해 수처리 시설로 유입되는 유입수에 분포하는 조류의 종과 조류의 개체수를 자동 검출함으로써, 조류 변화를 보다 신속하게 인식하고 조류 변화에 적합하게 수처리 공정을 수행할 수 있으므로 수처리 효율이 보다 향상될 수 있다. 또한, 딥 러닝을 통해 유입수의 수질이나 조류의 종과 개체수에 따라 적합한 최적 공정 변수를 자동 도출함으로써, 수질 변화와 조류 변화에 보다 신속하게 대응할 수 있으므로, 수처리 효율이 보다 향상될 수 있다. 또한, 수처리 공정들의 비용 효율을 반영하여 공정변수 도출 딥러닝 모델을 강화학습시킴으로써, 수처리 공정들의 최적 공정 변수 도출시 비용 효율을 반영함으로써, 수처리 비용은 절감하면서도 수처리 효율은 향상시킬 수 있다.
Int. CL G06N 3/04 (2006.01.01) G06N 3/08 (2006.01.01)
CPC G06N 3/0454(2013.01) G06N 3/08(2013.01) C02F 1/40(2013.01) C02F 1/78(2013.01) C02F 1/52(2013.01) B01D 35/02(2013.01)
출원번호/일자 1020210016802 (2021.02.05)
출원인 울산과학기술원
등록번호/일자
공개번호/일자 10-2022-0113068 (2022.08.12) 문서열기
공고번호/일자
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 공개
심사진행상태 수리
심판사항
구분 국내출원/신규
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (2021.02.05)
심사청구항수 15

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 울산과학기술원 대한민국 울산광역시 울주군

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 조경화 울산광역시 울주군
2 백상수 울산광역시 울주군
3 박상훈 울산광역시 울주군

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 전용준 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, 대륭테크노타운 **차 ***호 (가산동)(이연국제특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 [특허출원]특허출원서
[Patent Application] Patent Application
2021.02.05 수리 (Accepted) 1-1-2021-0152286-23
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번호 청구항
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수처리 시설의 실험 또는 시뮬레이션을 통해 미리 구축된 학습용 데이터 중에서 유입수를 촬영한 이미지 정보를 입력 변수로 하고, 상기 이미지 정보에 분포하는 조류의 종과 개체수를 포함한 조류 정보를 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 이미지 정보로부터 상기 조류 정보를 검출하기 위한 조류정보 검출 딥러닝 모델을 생성하는 제1딥러닝 모델 생성단계와;상기 학습용 데이터 중에서 상기 조류 정보, 수질 정보 및 복수의 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 입력 변수로 하고, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합하게 설정된 최적 공정 변수들을 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수들을 도출하기 위한 공정변수 도출 딥러닝 모델을 생성하는 제2딥러닝 모델 생성단계와;상기 수처리 시설의 실제 작동시, 상기 수처리 시설로 실시간으로 유입되는 유입수를 촬영한 이미지 정보를 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델에 입력하여, 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델로부터 조류의 종과 개체수를 포함하는 실시간 조류 정보를 검출하는 조류정보 검출단계와;상기 조류정보 검출단계에서 검출된 실시간 조류 정보, 상기 유입수로부터 실시간으로 측정한 실시간 수질 정보 및 상기 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델에 입력하고 강화학습을 진행하여, 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델로부터 상기 실시간 조류 정보와 상기 실시간 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수를 도출하는 공정변수 도출단계를 포함하고,상기 수처리 공정은, 전 오존 처리 공정, 혼화 공정, 응집침전 공정, 여과 공정, 후 오존 처리 공정 및 배수 공정을 포함하고,상기 수처리 공정에 대한 상기 기존 공정 변수와 상기 최적 공정 변수는, 상기 전 오존 처리 공정에서 사용되는 전 오존 사용량, 상기 혼화 공정에서 사용되는 혼화제 투여량, 교반 강도 및 교반 시간, 상기 응집침전 공정에서 사용되는 응집제 종류와 응집제 투여량, 상기 여과 공정에서 체류 시간, 상기 후 오존 처리 공정에서 사용되는 후 오존 사용량을 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 1에 있어서,상기 공정변수 도출단계에서 도출된 최적 공정 변수에 따른 비용 효율(cost-effectiveness)을 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 계산하는 비용효율 계산단계를 더 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 2에 있어서,상기 공정변수 도출단계에서는,상기 비용효율 계산단계에서 계산된 비용 효율에 따라 설정된 리워드를 반영하여 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델의 강화학습을 진행하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 1에 있어서,상기 수질 정보는, 부유물질 총량(TSS,Total suspended solids), 탁도, pH를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 1에 있어서,상기 제1딥러닝 모델 생성단계에서는, R-CNN(Regional Convolutional Neural Network) 신경망을 이용하여 딥러닝하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 1에 있어서,상기 최적 공정 변수는, 염소 사용량, 슬러지 회수 주기 및 여과 보조제 투입량을 더 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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수처리 시설의 실험 또는 시뮬레이션을 통해 미리 구축된 학습용 데이터 중에서 유입수를 촬영한 이미지 정보를 입력 변수로 하고, 상기 이미지 정보에 분포하는 조류의 종과 개체수를 포함한 조류 정보를 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 이미지 정보로부터 상기 조류 정보를 검출하기 위한 조류정보 검출 딥러닝 모델을 생성하는 제1딥러닝 모델 생성단계와;상기 학습용 데이터 중에서 상기 조류 정보, 수질 정보 및 복수의 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 입력 변수로 하고, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합하게 설정된 최적 공정 변수들을 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수들을 도출하기 위한 공정변수 도출 딥러닝 모델을 생성하는 제2딥러닝 모델 생성단계와;상기 수처리 시설의 실제 작동시, 상기 수처리 시설로 실시간으로 유입되는 유입수를 촬영한 이미지 정보를 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델에 입력하여, 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델로부터 조류의 종과 개체수를 포함하는 실시간 조류 정보를 검출하는 조류정보 검출단계와;상기 조류정보 검출단계에서 검출된 실시간 조류 정보, 상기 유입수로부터 실시간으로 측정한 실시간 수질 정보 및 상기 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델에 입력하고 강화학습을 진행하여, 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델로부터 상기 실시간 조류 정보와 상기 실시간 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수를 도출하는 공정변수 도출단계를 포함하고,상기 공정변수 도출단계에서 도출된 최적 공정 변수에 따른 비용 효율(cost-effectiveness)을 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 계산하는 비용효율 계산단계를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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수처리 시설의 실험 또는 시뮬레이션을 통해 미리 구축된 학습용 데이터 중에서 유입수를 촬영한 이미지 정보를 입력 변수로 하고, 상기 이미지 정보로부터 보여지는 조류 정보를 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 이미지 정보로부터 상기 조류 정보를 검출하기 위한 조류정보 검출 딥러닝 모델을 생성하는 제1딥러닝 모델 생성단계와;상기 학습용 데이터 중에서 상기 조류 정보, 수질 정보 및 복수의 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 입력 변수로 하고, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합하게 설정된 최적 공정 변수들을 출력 변수로 하여 딥러닝을 진행하여, 상기 조류 정보와 상기 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수들을 도출하기 위한 공정변수 도출 딥러닝 모델을 생성하는 제2딥러닝 모델 생성단계와;상기 수처리 시설의 실제 작동시, 상기 수처리 시설로 실시간으로 유입되는 유입수를 촬영한 이미지 정보를 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델에 입력하여, 상기 조류정보 검출 딥러닝 모델로부터 실시간 조류 정보를 검출하는 조류정보 검출단계와;상기 조류정보 검출단계에서 검출된 실시간 조류 정보, 상기 유입수로부터 실시간으로 측정한 실시간 수질 정보 및 상기 수처리 공정들에 기입력된 기존 공정 변수를 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델에 입력하고 강화학습을 진행하여, 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델로부터 상기 실시간 조류 정보와 상기 실시간 수질 정보에 적합한 최적 공정 변수를 도출하는 공정변수 도출단계를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 조류 정보는 조류의 종과 개체수를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 수처리 공정은, 전 오존 처리 공정, 혼화 공정, 응집침전 공정, 여과 공정, 후 오존 처리 공정 및 배수 공정 중 하나 또는 복수를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 수처리 공정은, 상기 전 오존 처리 공정, 상기 혼화 공정, 상기 응집침전 공정, 상기 여과 공정, 상기 후 오존 처리 공정 및 상기 배수 공정을 포함하고,상기 수처리 공정에 대한 상기 기존 공정 변수와 상기 최적 공정 변수는, 상기 전 오존 처리 공정에서 사용되는 전 오존 사용량, 상기 혼화 공정에서 사용되는 혼화제 투여량, 교반 강도 및 교반 시간, 상기 응집침전 공정에서 사용되는 응집제 종류와 응집제 투여량, 상기 여과 공정에서 체류 시간, 상기 후 오존 처리 공정에서 사용되는 후 오존 사용량을 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 공정변수 도출단계에서 도출된 최적 공정 변수에 따른 비용 효율(cost-effectiveness)을 미리 설정된 알고리즘을 이용하여 계산하는 비용효율 계산단계를 더 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 12에 있어서,상기 공정변수 도출단계에서는,상기 비용효율 계산단계에서 계산된 비용 효율에 따라 설정된 리워드를 반영하여 상기 공정변수 도출 딥러닝 모델의 강화학습을 진행하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 수질 정보는, 부유물질 총량(TSS,Total suspended solids), 탁도, pH를 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
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청구항 8에 있어서,상기 최적 공정 변수는, 염소 사용량, 슬러지 회수 주기 및 여과 보조제 투입량을 더 포함하는 딥 러닝을 통한 조류 대응 수처리 공정의 최적화 방법
지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
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순번 연구부처 주관기관 연구사업 연구과제
1 과학기술정보통신부 울산과학기술원 집단연구지원(R&D) 해수전지기술과 태양광에너지 활용한 에너지 자립형 해수담수화 기술