KR102678841B1 - 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조 및 이를 이용한 측정 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수산물을 물리적으로 파괴하지 않으면서 정확하고 신속한 방사선 측정을 가능하게 하며, 다양한 방사선 원소를 측정할 수 있는 경제적 효율성과 실시간 모니터링 능력을 갖춘 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조에 관한 것이다.

Description

해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조 및 이를 이용한 측정 방법{Tank Radiation Measurement Device And the Method using it}

본 발명은 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수산물을 물리적으로 파괴하지 않으면서 정확하고 신속한 방사선 측정을 가능하게 하며, 다양한 방사선 원소를 측정할 수 있는 경제적 효율성과 실시간 모니터링 능력을 갖춘 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조에 관한 것이다.

해양 수산물은 자연 환경에서 발생하는 다양한 오염요인에 노출되어 있다.
그 중에서도 방사선 오염은 심각한 건강 위험을 초래할 수 있는 중요한 요인 중 하나이다.
기존의 해양 수산물에서 방사선 오염을 측정하는 기술은 다음과 같은 문제점을 가지고 있다.
대부분의 방사선 측정 기술은 수산물을 물리적으로 파괴해야만 정확한 측정이 가능하다. 이로 인해 상업적 가치가 하락하거나, 샘플링 과정에서 생체에 부담을 줄 수 있다.
비파괴적 측정의 한계를 살펴보면, 측정과정이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 경우가 많다. 이러한 지연은 신속한 대응을 어렵게 하며, 신선도를 유지해야 하는 수산물의 특성상 큰 문제로 작용한다.
일부 기존 기술은 정확도가 떨어지는 경우가 있으며, 또는 특정 방사선 원소만을 측정할 수 있는 한계를 가진다.
정밀한 측정 장비가 필요한 경우, 그 비용이 상당히 높을 수 있다. 이는 중소기업이나 소규모 어업에게 부담으로 작용할 수 있다.
방사선 오염 데이터는 다양한 환경 변수와 상호 작용하기 때문에 분석이 복잡하다. 기존 방법은 이러한 복잡성을 적절히 처리하지 못하는 경우가 많다.
실시간 모니터링의 어려움으로 대부분의 기존 기술은 방사선 수준을 모니터링하기 어렵다. 이는 긴급 상황에서 빠른 대응을 어렵게 만든다.
이러한 문제점들로 인해, 해양 수산물의 방사선 오염 측정에는 여전히 개선의 여지가 있다. 이에 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 새로운 접근 방식을 제공할 필요가 발생하였다.
한편, 후쿠시마 원전 사고 이후, 일부 국민들은 수산물에 포함될 수 있는 방사성 물질에 대한 우려를 표현하고 있다.
이에 대응하여, 수조 내에 알파, 베타, 감마선을 측정할 수 있는 센서를 배치하고, 이 정보를 디스플레이 하는 기기를 개발하였다.
디스플레이는 수산물의 기본 정보, 예를 들어 어종과 원산지, 뿐만 아니라 방사선 측정량도 표기한다.
특히 후쿠시마 오염수에는 삼중수소, 스트론튬, 세슘, 아메리슘, 플로토늄 등의 다양한 핵종이 포함되어 있으며, 이들 중 삼중수소는 다핵종 제거 설비(ALPS)를 거쳐도 제거가 어렵다.
각 핵종은 다음과 같은 방사선과 반감기를 가진다.
즉, 삼중수소는 베타선 방출과 12.3년의 반감기, 스트론튬-90은 베타선 방출과 29.1년의 반감기, 세슘-137은 감마선 방출과 30년의 반감기, 아메리슘-241은 알파선 방출과 432년의 반감기, 그리고 플로토늄은 알파선 방출과 24,000년의 반감기를 가진다.
종래 측정 기기는 알파선의 노출 가능성이 낮은 일상 생활 영역을 고려하여, 일반형과 고급형으로 나누었다. 일반형은 베타선과 감마선만을 측정하며, 고급형은 알파, 베타, 감마선을 모두 측정한다. 측정된 세 가지 방사선 유형을 통해, 어떤 핵종이 포함되어 있는지는 자세하게 분석하기는 어렵지만, 간접적으로 해당 수산물에 핵종이 포함되어 있는지의 유무를 판단할 수 있다.
그러나 종래 기술에는 몇 가지 문제점이 있다.
첫째, 내부에 고정된 센서는 탐지 영역 내에서만 센싱이 가능하며, 이는 이동성을 가진 생물, 예를 들어 활어 등의 수산물에 대한 측정에서 문제를 일으킨다.
둘째, 센서와의 거리가 멀 경우, 예를 들어 어망에 넣어둔 수산물이나 바닥 등 특정 위치에서만 이동하는 수산물의 경우, 실제보다 낮은 값이 측정될 수 있다.
셋째, 오염된 특정 탐지 대상(해양 수산물, 어패류 등)과 고정된 센서와의 거리에 따라 측정값이 달라질 수 있다는 점이다.
이 외에도 수산물 어종, 원산지, 기상 정보 등에 따라서 방사선이 약간씩 차이나는 부분도 충분히 고려해야 한다.

본 발명은 전술한 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 본 발명은 수조 내 방사선 측정을 위한 센서, 데이터 처리와 전송 기능을 갖춘 제어모듈, 사용자와 원격 관리자에 정보를 제공하는 디스플레이 및 무선 모듈로 구성되어 방사선 측정, 데이터 전처리 및 원격 모니터링을 유기적으로 수행하는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한 본 발명의 실시예에 따르면, 수조 내부와 외부에 복수의 방사선 센서를 설치하여 방사선 수치를 분리하여 측정, 수집하고 평균값을 도출함으로써 정밀도를 향상시키는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 제공하는데 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예는 방사선 측정 센서의 데이터를 수집하고 평균값을 계산하는 센서 데이터 수신 모듈; 수신된 데이터를 전처리하며 결측치 처리, 정규화, 및 범주화를 수행하는 센서 데이터 처리 모듈; 디스플레이 표시장치에 훈련된 모델의 결과와 예측 오차 등을 표시하는 디스플레이 제어 모듈; 처리된 데이터와 예측 결과를 외부 네트워크에 전송하는 무선 모듈;을 포함한다.
상기 센서 데이터 수신 모듈이 수집된 데이터를 수산물 어종, 원산지 정보와 결합하여 저장한다.
상기 무선 모듈을 통해 데이터를 원격으로 관리자에게 전송하는 데이터 송신 안테나를 추가로 포함한다.
본 발명은 센서 데이터 수신 모듈을 통해 센서1부터 센서N까지를 이용하여 방사선을 측정하는 단계, 센서 데이터 처리 모듈이 측정된 N개의 방사선 데이터로부터 평균값을 산출하는 단계, 센서 데이터 처리 모듈이 산출된 평균값이 특정 기준치를 초과하는지 확인하는 단계를 포함한다.
상기 기준치를 초과하지 않은 경우, 사용자에게 "이상없음"을 알리는 단계와 이를 디스플레이 표시하는 단계로 이동한다.
상기 기준치를 초과한 경우, 일정 횟수 반복하여 방사선을 재측정하는 단계, 재측정 후 평균값이 기준치를 초과하는지 다시 확인하는 단계, 초과하지 않은 경우, S108 단계로 이동하고, 초과한 경우, 사용자에게 "이상발생"을 알리는 단계와 이를 디스플레이 표시하는 단계로 이동하는 단계를 포함한다.
상기 센서 데이터 수신 모듈이 방사선 측정 단계에서 센서1부터 센서N까지의 데이터를 수집하며, 수집된 데이터를 복수개의 메타데이터와 결합하여 저장하고, 센서 데이터 처리 모듈이 평균값 산출 단계와 기준치 확인 단계를 수행한다.
센서 데이터 처리 모듈이 산출된 평균값이 특정 기준치를 초과하는지 확인하는 단계 후에, 센서 데이터 처리 모듈이 보정된 지수 평균 데이터를 기반으로 디스플레이 업데이트를 지시하는 단계; 보정된 방사선 데이터를 사용자 디스플레이에 나타내어 특정 기준치를 다시 초과했는지 확인하는 단계;를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따라 수조 내부와 외부 센서의 동시 사용으로 측정 범위가 확장되어, 방사선 노출의 정확한 평가가 가능하다.
또한, 본 발명은 수조 내부의 공기 발생기나 여과기 근처에 설치된 방사선 센서로 인해 실내 환경에서의 방사선 노출도를 더 정확하게 측정할 수 있다.
또한, 본 발명은 복수의 센서를 통한 평균값 도출은 측정의 정밀도를 높여, 데이터의 신뢰성을 향상시킨다.
또한, 본 발명은 내부 센서는 방수 코팅 처리되어 있어, 수조 내부 환경에 영향을 주지 않으면서도 안정적인 데이터 수집이 가능하다.
또한, 본 발명은 외부와 내부 센서 데이터의 평균값을 비교 분석함으로써, 이상치나 오류를 쉽게 식별할 수 있다.
또한, 본 발명은 실시간 모니터링 기능을 통해 사용자와 관리자에게 즉시 알림을 제공할 수 있으므로, 방사선 노출의 빠른 대응이 가능하다.
또한, 본 발명은 빅데이터 분석 기능을 통해 방사선 노출 패턴과 다른 환경 변수 사이의 상관 관계를 분석할 수 있어, 예방 조치와 대응 전략을 더 효과적으로 설정할 수 있다.
또한, 본 발명은 제어 모듈이 다양한 센서 모듈과 유기적으로 연결되어 있어, 방사선 오염 측정 장치 확장성이 뛰어나다. 이로 인해 새로운 (방사선) 센서나 모듈을 쉽게 추가할 수 있으며, 다양한 환경과 상황에 적용이 가능하다.
또한, 본 발명은 외부 네트워크와의 연결성을 강화하여, 원격 위치에서도 효과적인 데이터 분석 툴(AI)을 사용하여 방사선 노출 상황을 모니터링할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치의 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치의 복수개의 센서를 무선 통신으로 전달받는 것을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 구현하는 제어 모듈의 구성요소 간의 관계를 개략적으로 나타내는 블럭도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 각 모듈을 이용한 측정 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 이용한 측정 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 1 ~ 센서 N을 이용한 측정 방법의 순서를 나타내는 순서도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 방사선 측정 단계에서의 순서를 나타내는 순서도이다.

상기한 바와 같은 본 발명을 첨부된 도면들과 실시예들을 통해 상세히 설명하도록 한다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.

도 1a에 도시된 바와 같이, 데이터 송신 안테나(21); 디스플레이 표시장치(20); 수조(1); 방사선 측정 센서(30); 제어 모듈(10); 등을 포함한다.
이하에서 설명하는 것과 같이 본 발명은 수조 내의 방사선을 측정하는 복수의 센서, 데이터 처리 및 전송을 담당하는 제어모듈, 그리고 사용자와 원격 관리자에게 정보를 제공하는 디스플레이 및 무선 모듈을 통합적으로 구성하여 방사선 측정, 데이터 전처리, 표시, 원격 모니터링을 수행한다.
일실시예로서 본 발명은 디스플레이 표시장치(20)에 연결된 제어모듈(10)과, 수조(1) 내의 방사선을 측정하기 위한 복수개의 방사선 측정 센서(30); 등으로 크게 나누어 구성된다.
도 1b에서처럼 복수개의 방사선 측정 센서(30)는 수조의 4면과 저면에 부착되는 것이 바람직하며, 이외의 장소에도 부착 가능하다.
상기 제어모듈(10)은 센서 데이터 수신 모듈(11), 센서 데이터 처리 모듈(12), 디스플레이 제어 모듈(13), 및 무선 모듈(14)을 포함하며, 상기 모듈들은 유기적으로 연결되어 방사선 측정, 데이터 전처리, 표시, 및 원격 모니터링을 통합적으로 수행한다.
다시 말해, 본 발명은 방사선 측정 센서(30)의 데이터를 무선 또는 유선 통신망을 통해 수집하고 평균값을 계산하는 센서 데이터 수신 모듈(11); 수신된 데이터를 전처리하며 결측치 처리, 정규화, 및 범주화를 수행하는 센서 데이터 처리 모듈(12); 디스플레이 표시장치(20)에 훈련된 모델의 결과와 예측 오차 등을 표시하는 디스플레이 제어 모듈(13); 처리된 데이터와 예측 결과를 외부 네트워크에 전송하는 무선 모듈(14; Wi-Fi); 데이터를 원격으로 관리자에게 전송하는 데이터 송신 안테나(21); 등을 포함한다.
구체적으로 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 센서 데이터 수신 모듈(11)은 수조(어항) 내의 여러 센서로부터 방사선 데이터(평균값)를 수집한다.
상기 방사선 데이터는 빅데이터화 과정(수산물 어종, 수산물 원산지, 기상 정보, 후쿠시마 오염수 방류 실시간 모니터링)에서 생성된 정보, 어망 수, 센서 정보를 수집하기 어려운 위치 정보 등 추가)을 거쳐 저장된다.
센서 데이터 처리 모듈(12)에서 수신된 방사선 데이터는 전처리 과정을 거치는 데, 전처리 과정에서는 결측치 처리, 정규화, 범주화 등을 수행하여 데이터를 학습과 예측에 적합한 형태로 변환한다.
디스플레이 제어 모듈(13)은 훈련된 모델의 결과와 예측 오차 등의 정보를 사용자에게 표시한다. 또한, 관리자에게 필요한 알람을 디스플레이한다.
무선 모듈(14; wi-fi)은 장치와 외부 네트워크를 연결하여 방사선 데이터와 예측 결과를 원격으로 전송할 수 있다. 이를 통해 관리자는 원격 위치에서도 장치의 상태를 확인하고 조치를 취할 수 있다.
다른 실시예로서, 본 발명은 방사선 측정 센서(30), 배설물 측정 센서(미도시), 및 디스플레이 제어 모듈(13)을 포함한다.
먼저, 방사선 측정 센서(30)가 수조 내 해양 수산물의 생체 내부의 방사선을 측정한다.
그리고, 배설물 방사선 측정 센서도 수조 내 해양 수산물의 배설물 내의 방사선을 측정한다.
이 때, 배설물 방사선 측정 센서는 배설물 농도 센서와 결합하여 일정 농도 이상에서 방사선을 측정하여 측정 결과를 수신하여, 배설물 방사선 농도가 일정 수준 이상이면 디스플레이 제어 모듈(13)이 알람을 발생시킨다.
예를 들어, 배설물 방사선 측정 센서의 알람 기준 정확도를 향상시키기 위하여 방사선 측정 센서(30)의 측정 결과를 참고하면, 배설물 방사선 농도의 기준을 보다 정밀하게 설정할 수 있다.
이렇게 정밀하게 설정하면 특정 해양 수산물 종류의 배설물 방사선 원소의 농도가 높은지 낮은지 확인할 수 있다.
일실시예로서, 상기 배설물 방사선 측정 센서는 수조 내 해양 수산물의 배설물 내의 방사선을 정밀하게 측정할 수 있다. 이 센서는 수조 내의 다양한 환경 조건에서 안정적으로 작동하며, 높은 감도와 정밀도를 가지고 있다. 또한, 이 센서는 방사선의 종류와 농도를 구분하여 측정할 수 있어, 특정 해양 수산물의 배설물 방사선 원소의 농도가 높을 경우 이를 식별할 수 있다.
배설물 방사선 측정 센서는 해양 수산물의 배설물 내의 방사선 농도를 실시간으로 모니터링하여 디스플레이 제어 모듈(13)에 전달하여 표시할 수 있다.
이를 통해 오염된 배설물이 다른 해양 수산물에 의해 섭취되는 것을 방지하고, 오염된 해양 수산물을 식별하여 제거할 수 있다. 또한, 배설물 방사선 측정 센서는 오염된 배설물의 농도가 일정 수준을 초과할 경우 알람 및 해당 해양 수산물의 종류에 관한 정보를 전달하여 사용자에게 경고한다.
따라서, 이러한 방사선 측정 센서의 도입은 수조 내 해양 수산물의 방사선 오염을 효과적으로 관리하고, 오염된 수산물의 섭취를 방지할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 일실시예로서 상기 구성들을 이용하여 각 구성의 특징과 이에 따른 작동 순서 등을 서술한다.
도 5는 사용자가 방사선 오염 측정 장치를 초기화하는 점에서 출발, 방사선 측정, 데이터 수집과 전처리, 모델 훈련과 예측, 결과 디스플레이, 데이터 송신, 원격 모니터링, 및 방사선 오염 측정 장치 종료까지의 전체 작동 순서와 이벤트 트리거가 명확히 나타나 있다.
먼저, 사용자가 디스플레이 표시장치(20)를 통해 방사선 오염 측정 장치를 초기화한다.
그리고, 방사선 측정 센서(30)는 수조(1) 내부와 외부의 방사선을 측정한다.
센서 데이터 수신 모듈(11)이 방사선 데이터를 수집하고 평균값을 계산한다(센서 데이터 수집).
두번째로, 센서 데이터 처리 모듈(12)이 수신된 데이터의 결측치 처리, 정규화, 범주화 등을 수행한다(데이터 전처리).
센서 데이터 수신 모듈(11)은 수집된 데이터를 다양한 메타데이터(수산물 어종, 원산지, 기상 정보 등)와 결합하여 저장한다(빅데이터화 및 저장).
센서 데이터 처리 모듈(12)은 전처리된 데이터를 이용하여 기존 모델을 훈련시키거나 예측을 수행한다(모델 훈련 및 예측).
디스플레이 제어 모듈(13)은 훈련된 모델의 결과와 예측 오차 등을 디스플레이 표시장치(20)에 표시한다(디스플레이 제어). 이 때 방사선 관리에 필요한 알람은 관리자 단말기에 디스플레이 된다.
그리고, 무선 모듈(14; Wi-Fi)은 처리된 데이터와 예측 결과를 외부 네트워크에 전송한다.
또한, 데이터 송신 안테나(21)를 통해 데이터는 원격으로 관리자에게 전송된다(데이터 송신).
그리고, 관리자는 원격 위치에서도 무선 모듈(14)을 통해 장치의 상태를 확인하고 필요한 조치를 취한다(원격 모니터링).
마지막으로, 사용자 또는 관리자가 디스플레이 표시장치(20)를 통해 방사선 오염 측정 장치를 종료한다.
이러한 시퀀스를 통해 방사선 측정과 데이터 처리, 그리고 원격 모니터링까지 통합적으로 관리할 수 있다.
이하 본 발명의 실시를 위한 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 이용한 방법에 대하여 자세히 설명한다.
본 발명은 상술한 구성을 사용할 수 있지만, 방사선을 측정하는 센서1 ~ 센서N들로부터 산출된 N개의 방사선 평균값을 처리하는 계산 모듈; 평균값이 기준치를 초과하는지 확인하는 판단 모듈; 기준치를 초과하지 않은 경우 사용자에게 알림을 발생시키는 알림 모듈; 기준치를 초과한 경우 5회 반복 재측정(임의 횟수로 조정 가능)을 수행하는 재측정 모듈; 일정 정보를 디스플레이하거나 디스플레이 표시장치의 이상 여부를 표시하는 디스플레이 모듈을 포함하는 장치를 이용한 방법을 제공할 수도 있다.
구체적으로, 먼저, 방사선 측정 센서1 ~ 센서N이 방사선을 측정한다.
그리하면, 계산 모듈은 센서1 ~ 센서N으로부터 받은 데이터를 가지고 N개의 방사선 평균값을 산출한다.
그리고, 판단 모듈은 계산 모듈에서 산출된 평균값이 기준치를 초과하는지 확인한다.
만일, 판단 모듈의 결과가 기준치를 초과하지 않을 경우, 알림 모듈은 사용자에게 '이상없음' 알림을 발생시킨다. 또 디스플레이 모듈은 디스플레이 표시장치에 '이상없음'을 표시한다.
만일, 판단 모듈의 결과가 기준치를 초과할 경우, 재측정 모듈은 5회 반복 재측정을 수행한다.
그리고, 계산 모듈은 재측정 데이터를 가지고 다시 N개의 방사선 평균값을 산출한다.
또한, 판단 모듈은 재측정 후 산출된 평균값이 기준치를 초과하는지 다시 확인한다.
만일, 재측정 후에도 판단 모듈의 결과가 기준치를 초과하지 않을 경우, 알림 모듈은 사용자 단말기에 '이상없음' 알림을 발생시킨다. 그리고, 디스플레이 모듈은 디스플레이 표시장치에 '이상없음'을 표시한다.
만일, 재측정 후 판단 모듈의 결과가 기준치를 초과할 경우, 알림 모듈은 사용자에게 '이상발생' 알림을 발생시킨다.
그리고, 디스플레이 모듈은 디스플레이 표시장치에 '이상발생'을 표시한다.
일실시예로서 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명은 센서1 ~ 센서N으로 방사선 측정 단계(S101); N개의 방사선 평균값 산출 단계(S102); 평균값이 기준치를 초과 하였나 확인하는 단계(S103); 기준치를 초과하지 않은 경우 사용자 알림(이상없음) 단계 (S108); 디스플레이(이상없음) 표시 단계(S109); 기준치를 초과한 경우 5회 반복 재측정 단계(S104); 평균값이 기준치를 초과 하였나 확인하는 단계(S105); 초과하지 않은 경우 S108 단계로 이동하고, 초과한 경우 사용자 알림(이상발생) 단계(S106); 디스플레이 표시(이상발생) 단계(S107); 등을 포함한다.
구체적으로, 방사선을 측정하는 센서1부터 센서N까지는 초기 측정 단계(S101)를 수행한다. 이 측정된 데이터는 센서 데이터 수신 모듈(11)에 의해 수조 내에서 수집된다. 이후에 N개의 방사선 데이터에 대한 평균값이 산출 단계(S102)에서 센서 데이터 처리 모듈(12)에 의해 계산된다. 계산된 평균값이 기준치를 초과하는지를 확인하는 단계(S103)에서 역시 센서 데이터 처리 모듈(12)이 판단한다.
기준치를 초과하지 않은 경우, 사용자 알림 단계(S108)를 거친다. 무선모듈(14; wi-fi)을 통해 관리자에게 '이상 없음' 알림을 발송한다. 디스플레이 표시 단계(S109)에서 디스플레이 제어 모듈(13)은 디스플레이에 '이상 없음' 메시지를 출력한다.
기준치를 초과한 경우에는 5회 반복 재측정 단계(S104)를 거친다. 센서 데이터 수신 모듈(11)이 추가 측정을 위한 반복 작업을 수행한다. 재측정된 데이터에 대해 평균값이 기준치를 초과하는지 확인하는 단계(S105)에서 센서 데이터 처리 모듈(12)이 계산과 판단을 한다. 만약 기준치를 초과하지 않았다면, S108 단계로 이동한다.
초과한 경우에는 사용자 알림 단계(S106)로 넘어가 무선모듈(14; wi-fi)을 통해 관리자에게 '이상 발생' 알림을 발송한다. 마지막으로 디스플레이 표시 단계(S107)에서 디스플레이 제어 모듈(13)이 디스플레이에 '이상 발생' 메시지를 출력한다.
이 외에도 S101 단계 등을 자세히 설명하자면,
센서1부터 센서N(30)까지는 방사선 데이터를 센서 데이터 수신 모듈(11)로 전송한다.
센서 데이터 수신 모듈(11)은 수집된 데이터의 평균값을 계산하고 추가 정보(수산물 어종, 수산물 원산지 등)를 빅데이터화 과정 모듈(111)을 통해 수집한다.
여기에서 빅데이터화 과정 모듈(111)은 제어모듈(10)에 포함되며, 센서 데이터 처리 모듈(12)과 연계되어 빅데이터를 주고받는다.
빅데이터화 과정 모듈(111)은 모든 수집된 데이터를 저장 모듈(112)에 최종적으로 저장한다.
본 발명에서 제어모듈(10)는 수산물의 방사선 수치를 측정하는 센서(X1, X2, X3, X4, X5)를 통해 학습하며, 학습에 의한 예상 방사선 수치 및 안전 기간을 유추할 수 있다.
이하, 상기 제어모듈(10)이 수산물의 방사선 수치를 측정하는 센서(X1, X2, X3, X4, X5 등)를 통해 학습하며 예상 방사선 수치와 안전 기간을 유추하는 과정은 다음과 같다.
(1) 센서(X1, X2, X3, X4, X5)를 설치하고, 각 센서로부터 방사선 수치 데이터를 수조 데이터로 수집한다.
(2) 수집된 수조 데이터를 기반으로 학습을 진행한다. 머신 러닝 알고리즘을 사용하여, 수산물의 방사선 수치와 관련된 패턴을 찾는다.
학습이 완료되고, 새로운 수조 데이터를 입력하면 학습된 모델을 통해 수산물의 예상 방사선 수치와 안전 기간을 예측할 수 있다.
(3) 예측된 방사선 수치와 안전 기간을 기반으로 수산물의 유통과 보관을 관리할 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 또 다른 실시예에 따라 구현될 수도 있다.
즉, 방사선 데이터 수집 모듈은 센서로부터 데이터를 수집한 후, 데이터 전처리 모듈이 결측치와 이상치를 처리하고, 데이터 분석 모듈이 통계적 분석과 패턴 분석을 수행하여, 결과 정리 모듈이 이를 요약하고 시각화하여 관리자에게 제공한다.
구체적인 단계로는, (1) 방사선 데이터 수집 모듈은 각 수조에 설치된 센서로부터 방사선 수치 데이터를 수집한다. 이 때, 수집된 데이터는 수조 내부 및 외부의 방사선 수치, 수산물의 상태 등을 포함한다.
(2) 데이터 전처리 모듈은 수집된 방사선 데이터를 전처리한다. 이 과정에서는 결측치 처리, 이상치 제거 등을 수행한다.
(3) 데이터 분석 모듈은 전처리된 데이터를 분석하여, 방사선 수치에 대한 통계적 분석, 패턴 분석 등을 수행한다.
(4) 결과 정리 모듈은 분석 결과를 요약하고 시각화하여 관리자에게 제공한다.
본 발명의 제어모듈(10)은 AI(또는 머신 러닝 모듈 등) 기능을 포함하며, 다양한 머신 러닝 알고리즘(ex. SVM, KNN, Neural Network)을 통해 방사선 수치와 안전 기간에 대한 패턴을 찾을 수 있다.
따라서, 본 발명은 수산물의 방사선 수치를 실시간으로 모니터링하고 예측하여, 더 안전하고 효율적인 수산물 관리가 가능하다. 또한, 본 발명은 다양한 수산물 및 환경 조건에 적용할 수 있어 범용성이 높다.
시계열 데이터 분석에 있어서 단순 평균값 또는 지수 가중 이동 평균을 사용할 경우,
(1) 센서 X1부터 XN까지의 시계열 방사선 데이터를 수집한다. 이 데이터는 날짜별 또는 시간대별로 기록된다.
(2) 수집된 데이터를 저장할 데이터베이스 테이블을 생성한다. 테이블은 시간대, 센서 X1부터 X4까지의 값, 지수 가중 이동 평균값 컬럼을 포함한다.
(3) 각 센서의 방사선 수치를 이용하여 지수 가중 이동 평균값을 계산한다.
(4) 계산된 지수 가중 이동 평균값을 시간대별로 데이터베이스 테이블에 저장한다.
따라서, 본 발명은 모듈화가 가능하며, 다양한 환경과 연계하여 사용이 가능하다.
예를 들어, 제어모듈(10)의 소프트웨어에 추가 부가될 수 있는 AI 기능과 유사하게, 상기 수산물 방사선 측정 기기도 AI 알고리즘을 통해 각 수조 내부와 외부에 설치된 방사선 센서의 데이터를 인식/분석/예측한다.
이러한 데이터 처리를 위해 지수 가중 이동 평균(EWMA)을 사용하여 방사선 센서의 최근 데이터 포인트에 더 많은 가중치를 부여한다.
이렇게 함으로써, 센서 데이터의 현재 추세를 더 정확하게 캡쳐 및 저장할 수 있다.
예를 들어, 방사선 수치가 일정 기준을 초과할 경우, 알람이 활성화되며 해당 수조의 수산물이 안전하지 않음을 판단할 수 있다. 예를 들어 지수가중평균(EWMA 등)을 이용하여 이러한 판단은 더욱 정밀해진다.
즉, 제어모듈(10)은 또한 수집된 방사선 데이터와 수산물의 종류, 크기 등의 변수를 연계하여 방사선 노출 수준을 예측할 수도 있다.
이 정보는 수산물의 방사능 수준이 시간 경과에 따라 어떻게 변하는지를 관리자에게 제공할 수 있다.
일반적으로, 지수 가중 이동 평균 알고리즘을 사용하면 데이터의 노이즈를 줄이고, 상대적인 차이를 최소화하여 관리자가 더 정확한 결정을 내릴 수 있게 한다.
시각화 측면에서도, EWMA를 통해 생성된 데이터는 최근의 방사선 레벨 추세를 더 정확하게 반영하므로, 관리자가 현장 상황을 더 쉽게 이해하고 분석할 수 있다.
관리자 단말기(모바일 단말기)를 통한 앱 활용도 가능하며, 실시간 방사선 레벨, 예측된 레벨, 수산물의 상태 등을 한 눈에 볼 수 있다. 압력, 유량 같은 기타 센서 데이터와 함께 표시되므로, 더 포괄적인 수산물 관리가 가능하다.
따라서, 본 발명은 수산물의 방사선 노출 수준을 정밀하게 측정하고 분석할 수 있는 방법을 제공하며, 이를 통해 더 안전하고 효율적인 수산물 관리가 가능하다.
또한, 본 발명은 외부 단말기에 모바일 앱 지원이 가능한데, 모바일 앱과 연동되어, 현장 관리자가 실시간으로 데이터를 모니터링할 수 있다. 앱 내에서는 수조를 설치한 현장명 검색, 방사선 데이터 가져오기, 수조 내 필터 상태 제공 등 다양한 기능을 제공한다.
본 발명은 방사선 수치의 정밀한 측정과 데이터 분석을 통해 수산물의 안전성을 높이는 데 중요한 역할을 한다. 이를 통해 관리자는 더 효과적인 실시간 의사결정을 할 수 있고, 더 나은 실시간 방사선 시각화 결과를 얻을 수 있다.
일실시예로서, 본 발명은 "모니터링 시작 명령(Initiate Radiation Monitoring)" 수신 후 센서 데이터 수신 모듈을 통해 방사선 데이터를 수집, 주변 환경 변수로 보정하고, 데이터 처리 모듈에서 지수 평균을 산출하여 특정 기준치 초과 여부를 판단한 뒤 사용자 디스플레이에 보정된 데이터를 표시한다.
구체적으로, (1) "시작" 명령어를 방사선 오염 측정 장치에 전달하는 단계;
(2) 명령을 수신한 방사선 오염 측정 장치가 센서 데이터 수신 모듈(11)에게 방사선 데이터 수집을 요청하는 단계;
(3) 센서 데이터 수신 모듈(11)이 연결된 센서1부터 센서N까지 데이터 수집을 요청하는 단계;
(4) 각 센서가 데이터 수신 모듈(11)에 수집된 데이터를 전송하는 단계;
(5) 센서 데이터 수신 모듈(11)이 주변 환경 변수 모듈에 메타데이터를 요청하는 단계;
(6) 주변 환경 변수 모듈이 요청받은 메타데이터를 센서 데이터 수신 모듈(11)에게 전달하는 단계;
(7) 센서 데이터 수신 모듈(11)이 메타데이터를 활용하여 수집한 데이터를 보정하고 보정된 데이터를 데이터 처리 모듈에 전달하는 단계;
(8) 데이터 처리 모듈이 보정된 데이터(지수 평균 데이터)를 기반으로 방사선 오염 측정 장치에 디스플레이 업데이트를 지시하는 단계;
(9) 방사선 오염 측정 장치가 보정된 방사선 데이터를 사용자 디스플레이에 나타내는 단계;를 포함한다.
이 때, 8단계와 9단계는 상술한 센서 데이터 처리 모듈(12)이 산출된 평균값이 특정 기준치를 초과하는지 확인하는 단계(S103) 후에, 센서 데이터 처리 모듈(12)이 보정된 지수 평균 데이터를 기반으로 디스플레이 업데이트를 지시하는 단계; 보정된 방사선 데이터를 사용자 디스플레이에 나타내어 특정 기준치를 다시 초과했는지 확인하는 단계;로 추가되어 실행될 수 있다.
본 발명은 수조 내 해양 수산물의 생체 내부 및 배설물 내의 방사선 농도를 정밀하게 측정하는 방법에 관한 것이다.
상기 방법은 다음과 같은 단계를 포함한다.
첫째, 방사선 측정 센서(30)를 이용하여 수조 내 해양 수산물의 생체 내부의 방사선을 측정한다.
둘째, 배설물 방사선 측정 센서를 이용하여 수조 내 해양 수산물의 배설물 내의 방사선을 측정한다. 이 때, 배설물 방사선 측정 센서는 배설물 농도 센서와 결합되어 있으며, 일정 농도 이상에서의 방사선을 측정한다.
셋째, 배설물 방사선 측정 센서에서의 측정 결과를 수신하여, 배설물 방사선 농도가 일정 수준 이상인 경우 디스플레이 제어 모듈(13)을 통해 알람을 발생시킨다.
상기 방법은 추가적으로, 방사선 측정 센서(30)의 측정 결과를 참고하여 배설물 방사선 농도의 기준을 보다 정밀하게 설정하는 단계를 포함할 수 있다. 이렇게 정밀하게 설정된 기준을 통해 특정 해양 수산물(종류)의 배설물 내의 방사선 원소의 농도가 높은지 낮은지를 판별한다.
배설물 방사선 측정 센서는 상기 방법에서, 수조 내 해양 수산물의 배설물 내의 방사선 농도를 실시간으로 모니터링하며, 높은 감도와 정밀도로 해양 수산물의 종류와 해당 수산물의 배설물 농도를 구분하여 측정한다. 이러한 측정 결과는 디스플레이 제어 모듈(13)에 전달되어 사용자에게 표시된다.
이 방법을 통해 수조 내 해양 수산물의 방사선 오염 상태를 실시간으로 감시하고, 오염된 수산물의 섭취를 방지하며, 필요한 경우 오염된 해양 수산물을 식별하여 제거하는 효과를 얻을 수 있다.

1 : 수조
10 : 제어모듈
11 : 센서데이터수신모듈
12 : 센서데이터처리모듈
13 : 디스플레이제어모듈
14 : 무선모듈
21 : 데이터송신안테나
20 : 디스플레이표시장치
30 : 방사선측정센서(센서1부터 센서N)

Claims (9)

1. 수조의 측면에 부착된 방사선 측정 센서(30)의 데이터를 수집하고 평균값을 계산하는 센서 데이터 수신 모듈(11); 상기 데이터에 대응하는 보정된 지수 가중 이동 평균 데이터를 기반으로 디스플레이 업데이트를 지시하기 위해,수신된 방사선 데이터의 전처리를 수행하는 센서 데이터 처리 모듈(12); 디스플레이 표시장치(20)에 방사선 데이터의 측정 결과와 예측 오차 등을 표시하고, 보정된 방사선 데이터를 사용자에게 나타내어 특정 기준치를 다시 초과했는지 확인하도록 하는 디스플레이 제어 모듈(13); 및 처리된 방사선 데이터와 예측 결과를 외부 네트워크에 전송하는 무선 모듈(14; Wi-Fi); 및 상기 방사선 측정 센서(30)에 추가되어 수조내 해양 수산물의 배설물 내의 방사선을 측정하는 배설물 방사선 측정 센서;를 포함하여,
   상기 배설물 방사선 측정 센서는 배설물 농도 센서와 결합하여 일정 농도 이상에서 방사선을 측정한 측정 결과를 수신하여, 배설물 방사선 농도가 일정 수준 이상이면 디스플레이 제어 모듈(13)이 알람을 발생시키며, 상기 배설물 방사선 측정 센서와 배설물 농도 센서의 상기 알람의 기준을 방사선 측정 센서(30)의 측정 결과에 따라 정하고, 배설물 방사선 농도의 기준을 설정하여 특정 해양 수산물 종류의 배설물 방사선 원소의 농도가 일정치 보다 높은지 낮은지 확인하도록 하며,
   상기 센서 데이터 수신 모듈(11)이 방사선 측정 센서(30)에서 무선 통신망을 통해 수집된 데이터를 수산물 어종 및 원산지 정보와 결합하여 저장하는 것을 특징으로 하는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 무선 모듈(14)을 통해 데이터를 원격으로 관리자에게 전송하는 데이터 송신 안테나(21)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조.
   
4. 삭제
5. 청구항 1의 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조의 오염 측정 장치를 이용한 측정방법에 있어서,
   센서 데이터 수신 모듈(11)을 통해 센서1부터 센서N까지를 이용하여 방사선을 측정하는 단계(S101),
   센서 데이터 처리 모듈(12)이 측정된 N개의 방사선 데이터로부터 평균값을 산출하는 단계(S102),
   센서 데이터 처리 모듈(12)이 산출된 평균값이 특정 기준치를 초과하는지 확인하는 단계(S103)를 포함하며,
   센서 데이터 처리 모듈(12)이 평균값 산출 단계(S102)와 기준치 확인 단계(S103) 후에,
   센서 데이터 처리 모듈(12)이 보정된 지수 가중 이동 평균 데이터를 기반으로 디스플레이 업데이트를 지시하는 단계;
   디스플레이 제어 모듈(13)이 보정된 방사선 데이터를 사용자에게 나타내어 특정 기준치를 다시 초과했는지 확인하도록 하는 단계;
   상기 기준치를 초과한 경우, 일정 횟수 반복하여 방사선을 재측정하는 단계(S104), 재측정 후 평균값이 기준치를 초과하는지 다시 확인하는 단계(S105),
   평균값이 기준치를 초과하지 않은 경우, S108 단계로 이동하고, 초과한 경우, 사용자에게 "이상발생"을 알리는 단계(S106)와 이를 디스플레이 표시하는 단계(S107)로 이동하는 단계;를 포함하는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조의 오염 측정 장치를 이용한 측정방법.
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 청구항 5에 있어서,
   상기 센서 데이터 수신 모듈(11)이 방사선 측정 단계(S101)에서 센서1부터 센서N까지의 데이터를 수집하며, 수집된 데이터를 복수개의 메타데이터와 결합하여 저장하고, 센서 데이터 처리 모듈(12)이 평균값 산출 단계(S102)와 기준치 확인 단계(S103)를 수행하는 해양 수산물 생체 내부 방사선 오염 측정 장치를 포함한 수조의 오염 측정 장치를 이용한 측정방법.
   
9. 삭제