비무장지대 한국전쟁 전사자 유해발굴 수습 철제 총기류의 보존처리와 탈염처리 방법 고찰

조하늬,남도현,김미현,이재성 한국문화재보존과학회 2021 보존과학회지 Vol.37 No.6

비무장지대에서 수습한 총기류 유품은 매장된 상태로 있다가 출토되는 순간 급격한 환경변화 로 인해 부식에 취약하다. 특히 철제 총기류에 있어서 활성부식을 일으키는 염소이온(Cl⁻)은 반드시 제거되어야 하지만 근현대에 제작되었다는 재질 특성과 매장기간을 고려하였을 때 고고유물과 동일 한 탈염조건을 적용하는 것은 어려움이 있다. 그러므로 본 연구에서는 비무장지대 내 6⋅25 한국전 쟁 전사자 유해발굴 현장에서 수습한 총기류를 대상으로 보존처리와 탈염 실험을 실시하였으며, 탈 염 실험은 탈이온수와 소디움 세스퀴카보네이크 용액에 온도별로 침적시키는 방법을 서로 비교하여 가장 안정적인 보존방안을 모색하였다. 탈염 실험을 통해 탈염처리 방법에 따른 염소이온의 추출 정도를 비교 실험한 결과, 100℃ 소디움 세스퀴카보네이트에서 가장 많은 용출량을 보였으며 탈염 기간이 1∼2주로 매우 짧은 결과를 보였다. 따라서 나머지 유품 중 총신과 방아틀 뭉치는 100℃로 가열하여 8시간, 상온에서 16시간씩 매주 1회 약품을 교체하는 방법으로 총 6회 탈염처리를 실시하 였다. 그러나 탄약이 장전된 총신의 경우 탈염처리 시 고온 및 진공함침으로 인한 압력으로 폭발의 위험성을 고려하여 탈염처리와 진공함침 강화처리를 실시하지 않았다. The weapons excavated from the de-militarized zones (DMZ) of Korea are vulnerable to corrosion due to the immediate and drastic environmental change. Especially, the chloride ions (Cl⁻) in iron weapons cause active corrosion and require removal. In this study, conservation treatment and de-salination was performed for the discovered weapons from excavation sites of soldiers killed in action during the Korean War. Furthermore, an attempt was made to prepare the most stable plan for conservation treatment through the comparative study of soaking weapons in distilled water without chemicals and in a solution of sodium (SSC) at different temperatures. In the preliminarily experiments, the comparison of the eluted Cl⁻ ions according to different conditions of de-salination showed that the highest number of ions were detected from the de-salination with SSC at a temperature of 100℃, and its duration was much smaller, i.e., 1∼2 weeks. Accordingly, for the parts from the guns and rifles amongst other objects, a six-time de-salination was conducted in the SSC solution for 8 hours at 100℃ and subsequently, for 16 hours at room temperature during which the distilled water and SSC were exchanged every week. However, in the case of a loaded rifle, the de-salination was not conducted, considering the risk that the high temperature and pressure by impregnation in vacuum could cause an explosion

울산 하대고분 출토 민고리자루칼의 재질 특성과 환두부 제작 방법

조하늬,김한슬,유하림,이재성 한국문화재보존과학회 2020 보존과학회지 Vol.36 No.3

This study analyzed the microstructure of ring-pommel swords, excavated from Ancient Tombs, Hadae, Ulsan and examined their production technique, using non-destructive testing and a metallurgical method. The results confirmed that the five ring-pommel swords, unearthed in Ancient Tombs, Hadae, Ulsan, as identified by radiographic non-destructive testing, had been solely manufactured using iron, through forging based on the single-piece technique. Furthermore, these results were compared with previous studies, and the manufacturing techniques of single-piece ring-pommel swords were categorized into three types: pure iron - changing the shape, pure iron - changing the shape - carburization, and steel - changing the shape - quenching. The ring-pommels of four swords had around 0.7% of carbon content, which is as much as for eutectoid steel and higher than for other parts of these swords, such as the backs of their blades and handles. The weapon function of a small ring-pommel sword, under 60cm in length, was maximized by quenching focusing on its blade. Conversely, the martensite quenching structure was not observed in four ring-pommel swords shorter than 75cm. In other words, the same types of single-piece ring-pommel swords(late in 2C∼early in 4C) were unearthed from Ancient Tombs, Hadae, and the group who has manufactured these swords is presumed to have limited their effectiveness, functionally depending on purposes, through an iron-making process and heat-treatment techniques. 울산 하대유적에서 출토된 민고리자루칼을 방사선 비파괴조사와 미세조직 분석으로 환두 부의 제작 방법과 재질 특성을 살펴보았다. 방사선 비파괴 조사법으로(X-ray, CT) 내부 구조를 확인한 결과, 제작 방법의 기본형식은 철 단일 소재로 칼 끝부터 환두부까지 일체형으로 제작한 단조품임을 확인하였다. 또한 미세조직 분석을 통해 살펴 본 제작기술은 ‘순철-형태가공, 순철-형태가공-침탄, 강-형태가공-담금질’의 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 민고리자루칼 5점 중 4점의 환두부는 약 0.7% 내외인 공석강 정도의 탄소 함량을 가진다. 특히 환두부에서는 손잡이보다 증가된 탄소함량을 보이는데, 이는 손잡이 끝 부분을 세장한 형태로 만들고 둥글게 구부리는 과정에서 인성을 부여하기 위한 침탄 처리의 결과로 추정된다. 길이 60 cm 이하의 민고리자루칼1점은 날 부위에 집중시킨 담금질을 통해 강한 인성을 부여하여 무기로서의 용도를 극대화시켰다. 반면 75 cm를 넘는 4점의 날 부위에서는 담금질 조직인 마르텐사이트가 관찰되지 않았다. 하지만 칼등 대비 날 부위의 탄소함량 증가나 결정립의 미세화는 실용기로서 사용이 가능했음을 보여준다. 2C말에서 4C초로 편년되는 울산 하대고분군 출토 민고리자루칼은 단조기술을 통해 일체형으로 제작하였으며, 사용 목적에 따라 제강, 열처리 기술을 적용하여 칼이 가지는 용도의 효과를 극대화시켜 제작하였다.

금속학적 분석을 통한 판상철부의 제작기술 연구 - 울산 하대고분 출토 유물을 중심으로

조하늬,유하림,이재성 국립문화재연구원 2019 헤리티지:역사와 과학 Vol.52 No.3

This study examined the manufacturing technology used for the flat iron axes excavated from Ulsan Hadae. Their microstructures were analyzed using metallurgical methods. In addition, a variety of manufacturing technologies were examined and compared using existing research materials on flat iron axes. As a result of analyzing ten flat iron axes, which were excavated in the order that they were laid out in a row in one of the wooden coffin tombs at Ulsan Hadae, Tomb No. 44, it was possible to classify the flat iron axe manufacturing technology and system into three types: ‘pure iron – shape processing’, ‘pure iron – shape processing – carburizing’, and ‘pure iron – shape processing – carburizing – decarburizing.’ All of the flat iron axes were produced by forging, and most of them were made by beating the pure iron into their shapes. In particular, a number of the flat iron axes were reinforced through a carburizing process after shaping the iron. This appears as steel products forming the basis of the steel industry at the time were commonly used as an intermediary material or currency. On the other hand, it was commonly found in all samples that the hardening was not performed after shaping or carburizing. Since the microstructure of the flat iron axes made of pure iron contained a large number of impure inclusions and the result of analyzing the components of the non-metal inclusions showed characteristics of slag which contains a mixture of glass phase and wustite, it is possible that low-temperature reduction was used in the refining process. 울산 하대고분에서 출토된 판상철부의 미세조직을 금속학적 방법으로 분석하여 제작기술을 살펴보았다. 또한 기존의 판상철부 연구자료와 비교 및 검토하여 판상철부에 적용된 다양한 제작기술을 파악하였다. 울산 하대고분 44호 목곽묘에서 나란히 배열된 상태로 출토된 판상철부 10점을 과학적으로 분석한 결과, 판상철부의 제작기술 체계를 ‘(1) 순철-형태 가공, (2) 순철-형태 가공-침탄, (3) 순철-형태 가공-침탄-탈탄’ 세 가지 유형으로 분류할 수 있었다. 판상철부는 모두 단조에 의해 제작되었고, 순철을 소재로 두드려 형태를 만들었다. 특히 다수의 판상철부는 형태 가공 후 침탄 처리를 통해 재질을 강화시켰는데, 이는 중간 소재 또는 화폐로 통용됨으로써 당시 제철산업의 근간을 이루었던 철강 제품인 것으로 보인다. 한편 형태 가공이나 침탄 이후에는 담금질이 실시되지 않았다는 공통점을 가진다. 순철을 소재로 제작한 판상철부의 미세조직에는 불순 개재물이 다량 포함되어 있고, 비금속 개재물을 성분 분석한 결과, 유리상과 뷔스타이트가 함께 혼재한 철재(鐵滓)의 특징을 보여주므로 제련 공정에서 저온환원법이 적용되었을 가능성이 크다.

은제 행정박물의 표면 클리닝에 적용되는 금속광택제 실험연구

조하늬,조남철 한국문화재보존과학회 2014 보존과학회지 Vol.30 No.2

본 연구는 행정박물 보존 처리에서 자주 사용되고 있는 금속 광택제 중 3 종 (Polish T, H, C)을 선정하여 은 표면의 황색 변색층을 효과적으로 제거함과 동시에 표면의 손상을 최소화하며, 광택제에 함유된 변색 억제 성분 (tarnish inhibitor)의 성능을 비교하여 보존성이 가장 우수한 광택제를 알아보고자 하였다. 실험 결과, 광택제 C를 사용하여 면봉 및 린트-프리 와이프로 세정한 시편들이 균일한 표면의 표출과 최소의 손상을 가져온다는 결과를 얻었으며 부식층 제거 에도 뛰어난 결과를 보임을 확인할 수 있었다. 또한 광택제 처리 후 변색 억제 필름이 형성 되어도 변색 현상을 완벽히 방지할 수 없지만 그 중에서도 광택제 C가 자외선과 황변에 가장 안정한 것으로 나타났다. 접촉각 측정 결과에서도 소수성 및 분산 성질이 광택제 T와 광택제 H보다 상대적으로 우수한 특성을 보였다. 본 실험을 통해 현재 은제 행정박물 보존 처리에 사용되는 광택제 중에서 광택제 C가 황변 및 표면 특성이 가장 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있었다.

다문화 사회에서 헌법상 평등원칙의 실현

조하늬 한양법학회 2023 漢陽法學 Vol.34 No.3

현재 우리나라는 이주민 5%인 다문화 사회로 진입하고 있다. 다문화 사회에서 중요한 것은 내국인과 비교하여 외국인의 권리를 얼마나 동등하게 보장해 주는 가에 있다. 성공적인 다문화 사회를 위하여 국가는 외국인의 권리보장과 사회통합을 위한 정책을 적극적으로 시행해야 할 필요가 있으며, 그러한 정책의 근본원칙은 헌법적 차원에서부터 시작해야 한다. 외국인의 권리보장에 대한 헌법적인 문제는 다음과 같이 정리할 수 있다. (1) 헌법재판소와 통설은 권리성질설에 따라 외국인의 기본권 주체성을 판단하고 있다. 이러한 권리성질설은 개별기본권이 인간의 권리와 국민의 권리로 명확한 구별의 기준이 존재하고 그 기준에 따라 구별될 수 있음을 전제한다. 헌법재판소가 국민의 권리라고 인정하는 사회적 기본권도 인간의 권리가 될 수 있으며, 국민의 권리로 해석했던 것이 인간의 권리로 해석될 수도 있어 권리성질설을 양자를 구별할 명확하고 일관성있는 기준이라고 하기 어렵다. (2) 원칙적으로 외국인은 헌법 제10조 및 제11조 제1항에 따라 내국인과 마찬가지로 권리보호를 보장받을 수 있으며, 인간의 존엄과 평등원칙을 반영한 개별기본권에서도 기본권의 주체로 인정될 수 있다. 다만 예외적으로 국가권력의 형성에 관한 권리에 대해서는 기본권의 주체로 인정되지 않거나, 인정된다고 하여도 입법자의 넓은 입법형성의 자유를 인정하여 법률로써 제한할 수 있다. (3) 원칙적으로 국가에는 내국인과 외국인을 평등원칙에 따라 취급할 의무와 책임이 있다. 이러한 국가의 의무는 합법적으로 입국한 외국인부터 무국적자, 불법체류자, 난민까지 포함하며, 헌법재판소 역시 기속된다. (4) 외국인의 기본권 제한과 관련한 심사에서 외국인은 항상 내국인과 본질적으로 다른 위치에 있을 수밖에 없다. 외국인의 지위를 근거로 심사한다면 항상 합리성 심사를 통하여 공공의 이익이 존재하는 한 그 차별에 합리적인 이유가 없다는 결론에 도달할 뿐이다. 그러나 영역에 따라 외국인과 내국인, 외국인 사이에 차별이 허용되는 영역에 있고 그렇지 않은 영역이 존재한다. 이에 따라 헌법재판소의 심사기준과 강도가 달라져야 한다. 만약 국민과 동등한 수준으로 대우해야 하는 영역에서는 외국인의 지위는 중요한 표지가 아니므로 평등권 심사가 아니라 국민의 기본권이 침해되었을 때와 동일한 심사기준을 적용해야 한다. 청구인이 누구인지에 따라 심사기준이 달라져서는 안 된다.

대학생이 지각한 부모의 부부관계가 이성관계 갈등해결전략에 미치는 영향: 정서지능의 매개효과

조하늬,최연실 한국상담학회 2018 상담학연구 Vol.19 No.3

The purpose of this study was to investigate the effect of parents' marital relationships on conflict management strategy of college students focusing on the mediation effect of emotional intelligence. For this purpose, the data were collected from 440 students who are attending 9 universities located in Seoul and Gyeon-gi province. Data were analyzed using Pearson correlation and hierarchical multiple regression. The results of this study were as follows. First, there was a significant relationship between parents 'marital relationship and conflict management strategy. Second, there was a mediation effect of emotional intelligence and its sub-factors in the relationship between parents' marital relationship and conflict management strategy. In other words, according to the quality of parents' marital relations perceived by college students, conflict management strategy of heterosexual relationship was changed, and as emotional intelligence was higher, more positive conflict management strategies were used. These results suggest that it is necessary to develop an approach or strategy that can enhance and utilize the emotional intelligence of the children including improving parents’ marital relationship quality in the educational or counseling practice. 본 연구의 목적은 대학생이 지각한 부모의 부부관계가 이성관계 갈등해결전략에 미치는 영향의 파악과 정서지능의 매개효과를 살펴보는 것이다. 이러한 연구목적의 수행을 위해 서울 및 경기 소재 9개의 4년제 대학에 재학 중인 대학생 440명을 대상으로 자료를 수집하였고, 상관분석, 위계적 중다회귀분석을 사용하여 자료를 분석하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 부모의 부부관계는 이성관계 갈등해결전략에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 부모의 부부관계와 이성관계 갈등해결전략에서 정서지능의 매개효과가 있는 것으로 나타났다. 즉, 대학생이 인지한 부모의 부부관계의 질에 따라 이성관계 갈등해결전략이 달라지고, 그 관계에서 정서지능이 높을수록 긍정적 갈등해결전략을 더 많이 사용하는 것으로 나타났다. 이러한 결과를 통해 교육이나 상담 장면에서 부모의 부부관계 향상과 더불어 자녀의 정서지능을 강화, 활용할 수 있는 접근법이나 전략 개발이 필요함을 알 수 있다.

독일의 친환경 공공조달법률에 관한 연구

조하늬 한양대학교 법학연구소 2023 법학논총 Vol.40 No.4

Angefangen mit der Erklärung der Vereinten Nationen über die menschliche Umwelt im Jahr 1972, standen Umweltschutzthemen auf den Konferenzen der Vereinten Nationen für Umwelt und Entwicklung 1992 in Rio de Janeiro und für nachhaltige Entwicklung 2002 in Johannesburg. 2019 kündigte die Europäische Union den “Green Deal For Europe” an und erklärte das Ziel, bis 2050 Klimaneutralität zu erreichen. Die Verwirklichung dieses Ziels hat auch erhebliche Auswirkungen auf das öffentliche Beschaffungswesen. Der von EU-Kommission vorgestellte Strategie Europa 2020 für intelligentes, nachhaltiges und sozial integratives Wachstum wurde das Roll der öffentlichen Beschaffung hervorgehoben. In den derzeit geltenden Art. 11 AEUV und Richtlinien 2014/24/EU, 2014/25/EU, 2012/27/EU und EU 2017/1369 wird anerkannt, dass die Vergabe öffentlicher Aufträge als ein Instrument der indirekten Verhaltenssteuerung den Umweltschutz fördern kann. Neben dem Europarecht besteht in Deutschland eine Verpflichtung zur Berücksichtigung von Umweltaspekten bei der öffentlichen Beschaffung nach Artikel 20a GG. Das Staatsziel des Umweltschutzes i.S.d. Art, 20a GG hat auch für die Frage der Zulässigkeit einer ökologischen öffentlichen Beschaffung eine grundlegende Bedeutung. Im Bereich der Überschreitung der EU-Schwellenwerte gelten das GWB und seine Durchführungsverordnungen zum Vergaberecht. Insbesondere §97 Abs. 3 GWB und §127 Abs. 1 GWB sehen vor, dass Umweltaspekte bei der Vergabe von Aufträgen bzw. bei der Zuschlagserteilung im Rahmen der umweltfreundlichen öffentlichen Beschaffung als Kriterium berücksichtigt werden können. Darüber hinaus legt §45 KrWG fest, welche Produkte bei der Beschaffung unter Umweltgesichtspunkten zu bevorzugen sind. Das Bundesklimaschutzgesetz (KSG) verpflichtet daneben den Staat in §13 Abs. 2 KSG, bei der Beschaffung zu berücksichtigen, wie die Klimaschutzziele erreicht werden können, und schreibt vor, dass die Lebenszykluskosten zur Beitrag zur Treibhausgasminderung bei der Auftragsvergabe berücksichtigt werden müssen. Die EU-Vergaberichtlinien und das sie umsetzende GWB sind für öffentliche Aufträge unterhalb der Schwellenwerte nicht anwendbar. Die EU verlangt aber von den Mitgliedstaaten, dass es ohne diesen mittelbaren Einfluss unterhalb dieser Schwellenwerte zu beachten ist und dazu hat Deutschland die Unterschwellenvergabeordnung erlassen. Daher werden die Umweltstandards und -grundsätze der EU auch auf Beschaffungsverträge und Ausschreibungen unterhalb EU-Schwellenwerte angewandt. In Korea erlegt Artikel 35 der koreanischen Verfassung dem Staat die Pflicht auf, die Umwelt zu schützen, und aus der verfassungsmäßigen Pflicht zum Schutz der Umwelt leitet sich eine besondere Verpflichtung zur Förderung umweltfreundlicher Maßnahmen im Bereich des öffentlichen Beschaffungswesens ab. Das deutsche Beispiel legt nahe, dass unsere Gesetzgebung die Berücksichtigung von Umweltaspekten im öffentlichen Beschaffungsrecht ausdrücklich mit dem nationalen Vertragsrecht verknüpfen sollte, und dass es auf gesetzlicher Ebene ein klares Ziel und eine klare Richtung geben sollte, welche Verpflichtungen den staatlichen Institutionen bei der Vergabe von Aufträgen auferlegt werden. 1972년 ‘유엔인간환경선언’을 시작으로 ‘리오데자네이로 지구정상회담’과 요하네스버그의 ‘지속가능한 발전’을 위한 정상회담 등을 통하여 환경보호문제가 중요한 의제로 다루어져 왔다. 특히 유럽연합은 2019년 ‘유럽을 위한 그린딜’정책을 발표하며 2050년까지 기후중립을 실현하겠다는 목표를 선언하였다. 이러한 목표의 실현은 공공조달 영역에서도 큰 영향을 미치고 있다. 유럽연합집행위원회는 2010년 ‘영리하고 지속가능한 사회통합적 성장을 위한 유럽 2020’을 수립하면서 공공조달의 역할을 강조하였고, 유럽연합의 기능에 관한 조약 제11조(Art. 11 AEUV), 2014년에 개정된 일반공공조달지침(RL 2014/24/EU), 물・에너지・운송 및 우편 서비스 영역에서의 공공계약 낙찰에 관한 지침(Sektoren-RL 2014/25/EU), 에너지효율에 관한 지침(2012/27/EU), 에너지소비라벨에 관한 명령((EU) 2017/1369) 등이 적용되고 있다. 독일은 유럽법뿐만 아니라 독일 기본법 제20a조에 따라 공공조달영역에서도 환경적 측면을 고려할 환경보호의무가 있으며, 유럽연합의 지침을 국내법으로 전환하여 공공조달법을 규율하고 있다. EU 기준 초과가액 영역에 대해는 경쟁제한방지법(GWB)과 조달발주과 관련된 시행령들이 적용된다. 특히 친환경 공공조달과 관련하여서는 경쟁제한방지법 제97조 제3항과 제127조 제1항에 각각 발주시와 낙찰기준으로 환경적 측면이 고려될 수 있음이 규정되어 있다. 또한 순환경제법(KrWG) 제45조에 조달시 환경을 고려하여 어떤 제품을 우선하여야 하는지 규정하고 있으며, 연방기후보호법(KSG) 제13조 제2항에는 국가에게 조달영역에서도 기후보호목표를 어떻게 달성할 수 있을지 고려해야 할 의무를 부여하고 있으며, 조달계약시에는 생애주기비용을 고려해야 함을 명시하고 있다. EU 기준 하위한계액에 대해서는 원칙적으로 독일 자체의 법률이 적용되지만, 유럽연합은 회원국들에게 유럽연합의 공공조달지침에 부합되도록 운용할 것을 요구하였고, 독일은 유럽법 적용기준금액 미만의 물품・용역에 관한 발주규칙(UVgO)을 제정하여 적용하고 있다. 따라서 하위한계액 발주규칙에도 조달계약과 낙찰시 유럽연합의 환경기준과 원리가 그대로 적용되고 있다. 우리나라 역시 헌법 제35조에 따라 국가에게 환경보호의 의무가 부여되며, 헌법상 환경보호의무로부터 공공조달의 영역에서도 환경친화적 정책을 추진하여야 할 구체적인 의무가 도출된다. 독일의 사례를 통해 우리 법제에도 공공조달법의 규율에 있어서 환경적 측면의 고려가 국가계약법과의 명시적인 연계가 필요하며, 조달품 낙찰시 국가기관에 대하여 어떤 의무를 부과하고 있는지 법률차원에서의 명확한 목표와 방향이 필요하다.

H₂O₂-Activatable Ursodeoxycholic Acid Polymeric Nanoparticle for the Treatment for Fatty Liver Diseases

조하늬,이동원,김누리,송난희,양만석,김수진,이수연,이승아 한국고분자학회 2023 한국고분자학회 학술대회 연구논문 초록집 Vol.48 No.1

국가의 생명보호의무 위반과 사후(死後) 헌법소원

조하늬 한국공법학회 2023 공법연구 Vol.51 No.3

Das Recht auf Leben ist im Verfassungstext nicht deutlich ausgeführt, das Recht kann jedoch aus Art. 10 und Art. 37 Abs. 1 KV abgeleitet werden und daraus wird die staatliche Schutzpflicht, menschliches Leben vor Übergriffen Dritter zu schützen, abgeleitet. Verletzt der Staat eine ihm obliegende Schutzpflicht, kann die Nichtwahrnehmung der Schutzpflicht mithilfe der Verfassungsbeschwerde zum Bundesverfassungsgericht überprüft. Ein Problem ist indes, dass es als Folge der Verletzung des Rechts auf Leben zum Tod eines Grundrechtsträgers kommt. Die Verfassungsbeschwerde zielt zwar auf die Gewährleistung von Individualrechtsschutz, aber ist noch ein spezifisches Rechtsschutzmittel, um auch das objektive Verfgassungsbeschwerde ist ein Rechtsschutzinteresse daher auch im Fall des Versterbens des Grundrechtsträgers zu bejahren, wenn eine Klärung verfassungsrechtlicher Fragen in einem konkreten Fall zu erwartet ist. Dazu werden Vertreter- und Prozessstandschaft-Lösung zur postmortalen Geltendmachung einer Schutzpflicht vor dem Bundesverfassungsgericht vorgeschlagen.

인공지능 기반 질소산화물 배출량 예측을 위한 연구모형 개발

조하늬 ( Ha-nui Jo ),박지수 ( Jisu Park ),윤용주 ( Yongju Yun ) 한국화학공학회 2020 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.58 No.4

지속적으로 강화되는 환경오염 물질 배출 규제로 인해, 질소 산화물(NO_x)의 배출량 예측 및 관리는 산업 현장에서 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 인공지능 기반 질소산화물 배출량 예측모델 개발을 위한 연구모형을 제안하였다. 제안된 연구모형은 데이터의 전처리 과정부터 인공지능 모델의 학습 및 평가까지 모두 포함하고 있으며, 시계열 특성을 가지는 NO_x 배출량을 예측하기 위하여 순환 신경망 중 하나인 Long Short-Term Memory (LSTM) 모델을 활용하였다. 또한 의사결정나무 기법을 활용하여 LSTM의 time window를 모델 학습 이전에 선정하는 방법을 채택하였다. 본 연구에서 제안된 연구모형의 NO_x 배출량 예측 모델은 가열로에서 확보한 조업 데이터로 학습되었으며, 최적 모델은 hyper-parameter를 조절하여 개발되었다. 개발된 LSTM 모델은 학습 데이터 및 평가 데이터에 대하여 모두 93% 이상의 NO_x 배출량 예측 정확도를 나타내었다. 본 연구에 제안된 연구모형은 시계열 특성을 가지는 다양한 대기오염 물질의 배출량 예측모델 개발에 응용될 수 있을 것으로 기대된다. Prediction and control of nitrogen oxides (NO_x) emission is of great interest in industry due to stricter environmental regulations. Herein, we propose an artificial intelligence (AI)-based framework for prediction of NO_x emission. The framework includes pre-processing of data for training of neural networks and evaluation of the AI-based models. In this work, Long-Short-Term Memory (LSTM), one of the recurrent neural networks, was adopted to reflect the time series characteristics of NO_x emissions. A decision tree was used to determine a time window of LSTM prior to training of the network. The neural network was trained with operational data from a heating furnace. The optimal model was obtained by optimizing hyper-parameters. The LSTM model provided a reliable prediction of NO_x emission for both training and test data, showing an accuracy of 93% or more. The application of the proposed AI-based framework will provide new opportunities for predicting the emission of various air pollutants with time series characteristics.