설명가능한 신경회로망을 이용한 하수처리시스템의 활성슬러지 공정 최적화

남의석 대한전기학회 2020 전기학회논문지 Vol.69 No.12

In this paper, we proposed DO(Dissolved Oxygen) neural network model and DO Control of activated sludge process in wastewater treatment system. Explainable neural network was utilized to decide water qualities which have a much influences in DO biological operation. These water qualities was to be inputs of DO neural network. Also, in regulations, effluent COD, T-N, T-P, pH, SS are hourly to transmitted in Korea Environment Corporation. If these data are exceed the standard, the penalty is given. So, these data are very exact and is controlled by operators critically. So, these data is to be inputs of DO neural network model. DO neural network model is to be utilized for optimal DO set-point which is controlled by blower. As one blower is connected to several aeration tanks, it is difficult to control DO in each aeration tank. Each aeration tank has 2-4 DO sensors which have different values. These are problems in automatic DO control. We also propose practical control solution by valve control logic and DO sensors calibration. The validity of the method is proved by applying to the DO neural network model of activated sludge process which was developed in previous research. The result show that the performance of the proposed model was improved in comparison of previous fuzzy model and conventional neural network models. Also, applicability is proved by field test of DO control in real activated sludge process in wastewater treatment system. In the future, it will be more effective in saving of blower power if this methodology is connected to control of blower valves.

하수처리 활성오니공정의 에너지 절감을 위한 퍼지 제어 방법에 관한 연구

남의석 대한전기학회 2018 전기학회논문지 Vol.66 No.11

There are two major issues for activated sludge process in sewage treatment plant. One is how to make sewage be more clean and the other is the energy saving in sewage treatment process. The major monitoring sewage qualities are chemical oxygen demand, phosphorus, nitrogen, suspended solid in effluent. These are transmitted to the national TMS(Telemetry Monitoring System) at every hour. If these exceed the environmental standard, the environmental charges imposed. So, these water qualities are to be controlled below the environmental standard in operation of sewage treatment plant. And recently, the energy saving is also important in process operation. Over 50% energy is consumed in blowers and motors for injection oxygen into aeration tank. So, with the water qualities to be controlled below the environmental standard, the energy saving also is to be accomplished for efficient plant management. Almost researches are aimed to control water quality without considering energy saving. AI techniques have been used for control water quality. AI modeling simulator provided the optimal control inputs(blower speed, waste sludge, return sludge) for control water quality. Blower speed is the main control input for activated sludge process. To make sewage be more clean, the excessive blower speed is supplied, but water quality is not better than the previous. In results, non necessary energy is consumed. In this paper we propose a new method that the energy saving also is to be accomplished with the water qualities to be controlled below the environmental standard for efficient plant management. Water qualities in only aeration tank are used the inputs of fuzzy models. Outputs of these models are chemical oxygen demand, phosphorus, nitrogen, suspended solid in effluent and have the environmental standards. In test, we found this method could save 10% energy than the previous methods.

안드로이드 플랫폼 기반 멀티 터치/상황인지형 융복합 디지털 사이니지 시스템 개발

남의석 한국디지털정책학회 2015 디지털융복합연구 Vol.13 No.8

인터넷상의 데이터 전송시 시간 지연 현상 분석 및 인터넷 기반 제어시스템의 전달 특성 분석

남의석,강이구,정헌석,이준환,현득창,Nahm Eui-seok,Kang E.G.,Chung H.S.,Lee J.H.,Hyun D.C. 한국컴퓨터산업학회 2005 컴퓨터産業敎育學會論文誌 Vol.6 No.3

인터넷을 통한 정보 전달 방법은 Ethernet과 ATM, CAN과 같은 다양한 통신 전달 프로토콜 및 방법을 통해 이루어지고 있다. 현재 연구된 네트웍상의 시간 지연 현상에 대한 연구는 일부네트웍 모델을 바탕으로 연구되고 있으나 다양한 통신 환경 하에서 발생하는 시간 지연 현상에 대해 최적의 모델링 방법을 제시해 주고 있지 못하고 있다. 따라서 다양한 네트웍 환경에 적합하도록 인터넷기반 비동기 샘플치 시스템 모델에 대한 연구가 필요하다. 아울러 인터넷을 통해 구성된 폐루프 시스템은 기존 제어 시스템과 다른 동작 특성과 외란 특성을 가지므로 인터넷 환경에 적합하게 설계된 견실 제어 방법이 필요하다. 따라서 안정성이 극히 요구되는 각종 산업기기 등에 대한 웹기반 정밀 원격 제어를 원활히 수행하기 위해서는 웹 환경에 최적화된 강인 제어 이론 개발이 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 원격지 플랜트에 대한 실시간 원격 제어를 안정적 및 효율적으로 수행하도록 인터넷상의 데이터 전송시 시간 지연 현상 분석 및 인터넷 기반 제어시스템의 전달 특성 분석하였다.

활성오니 공정의 모델링 및 다변수 퍼지 제어기 설계에 관한 연구

남의석,오성권,황희수,최진혁,우광방 대한전자공학회 1992 대한전자공학회 학술대회 Vol.1992 No.10

In this study, We proposed the fuzzy modeling method and designed a model-based fuzzy logic controller for Activated Sludge Process(A.S.P.) in sewage treatement. The identification of the structure of fuzzy implications is carried out by use of fuzzy c-means clustering algorithm. And to identify the parameters of fuzzy implications, we used the complex and the least square method. To tune the premise parameters automatically the complex method is implemented. The model-bused fuzzy controller is designed by rules generated from the identified A.S.P. fuzzy model. The feasibility of the proposed approach is evaluated through the idetification of the fuzzy model to describe an input-output relation of the A.S.P.. The performance of identified model-based fuzzy cant roller is evaluated through the computer simulations.

활성오니 공정의 모델링 및 다변수 퍼지 제어기 설계에 관한 연구

남의석,오성권,황희수,최진혁,우광방 제어로봇시스템학회 1992 제어로봇시스템학회 국내학술대회 논문집 Vol.1 No.1

XAI(eXplainable AI) 기반 하수처리 활성오니공정 용존산소 제어를 위한 신경회로망 모델링

남의석 대한전기학회 2022 전기학회논문지 Vol.71 No.8

In this paper, we proposed Dissolved Oxygen(DO) neural network model of activated sludge process using XAI(eXplainable AI) in wastewater treatment system. To improve the model performance, input water qualities are to be reliable and have a much influences in DO biological operation. In regulations, COD, T-N, T-P, pH, SS of effluent are hourly to transmitted in Korea Environment Corporation. If these values are exceed the legal standards, the penalty is given. Therefore these data are very reliable and is monitored by operators critically. So these data is to be inputs of DO neural network model. And XAI(eXplainable AI) is utilized to decide which input water qualities have much influences in the process. LRP(Layer-wise Relevance Propagation) is used among various XAI(eXplainable AI) methods. NH4, MLSS, pH in aeration tank and COD, TN, TP, SS in secondary clarifier are input candidates of model for Do neural network modeling. Using LRP, COD, NH4, MLSS, SS are decided to be inputs of Do neural network model. The validity of the proposed method was proved by applying to the DO neural network model of activated sludge process which was developed in previous research. 3 years hourly data was used for modeling and estimation. The result show that the performance of the proposed model was improved in comparison of conventional neural network models. In the future, absolute values of weight in LRP will be more considered because we considered only the inputs orders of influencing on DO biological operation.

태양광과 압전소자를 이용한 융복합 LED 발광 과속방지턱 겸용 가로등 개발

남의석,조한진 한국디지털정책학회 2016 디지털융복합연구 Vol.14 No.5

ROM BIOS를 이용한 컴퓨터 하드웨어 장애인식 모듈 설계

남의석 한국융합학회 2013 한국융합학회논문지 Vol.4 No.3

PC에서 모니터나 본체에서 전원인가 후 아무런 외부적인 반응이 없는 경우, 이것이 하드웨어 장애인지 아니면 소프트웨어 장애인지 일반 사용자의 경우 확인이 어려운 상황이다. 본 연구는 이러한 경우 컴퓨터 하드웨어 장애 인지 소프트웨어 장애인지를 구별하고 하드웨어 장애인 경우 어떤 하드웨어가 장애인지를 알려주는 모듈을 개발하였다. 즉, 본 연구는 일반 PC의 OS 부팅 전에 하드웨어 장애로 인한 부팅 실패시 하드웨어 장애를 인식하는 모듈을 개발 한 것으로 컴퓨터 PCI slot에 장착되며 컴퓨터 전원 인가시 CPU는 메인보드 롬바이어스 내용을 순차적으로 처리하 는데 특정 하드웨어 장애시 순차적 진행을 중단한다. 본 연구의 개발 모듈은 이러한 경우 롬바이어스의 중단 번지를 인식하여 장애 하드웨어를 사용자에게 알려주는 역할을 한다. 개발된 하드웨어 장애인식 모듈은 모의 평가 시험을 통해서 정확하게 인식할 수 있었다.

디지털 방송의 저장 및 송출을 위한 홈 스트림 스테이션 개발

남의석 한국디지털정책학회 2014 디지털융복합연구 Vol.12 No.2