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연구용역사업 사전예고문(인공지능을 활용한 미세먼지 단기예측 도구 개발(Ⅱ) 외 총 4건)

2019-03-08 749

연구용역사업 사전예고문


국립환경과학원 기후대기연구부 대기질통합예보센터에서 추진할 연구용역사업 계획을 다음과 같이 사전예고 합니다.


< 과제 1 >
1. 사업명 : 인공지능을 활용한 미세먼지 단기예측 도구 개발(Ⅱ)
2. 소요예산 : 670백만원
3. 용역기간: 계약일로부터 305일까지
4. 목 적
❍ 현재 대기질 예보는 수치모델 결과를 기반으로 시행되고 있으나, 수치모델은 실제 대기에서 일어나는 현상을 완전하게
반영하지 못하는 근원적인 한계를 지니고 있음
❍ 이러한 한계를 극복하기 위한 대안으로, 대기현상을 반영하는 과거 관측 자료와 수치모델 예측 결과를
머신러닝(Machine learning) 기술을 통해 융합된 예측도구 개발 필요
5. 입찰(계약)방법 : 일반경쟁입찰
❍ 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률」시행령 제12조 및 동법 시행규칙 제14조의 규정에 의한 경쟁입찰 참가자격을
갖춘 자(기관)
6. 주요연구내용
❍ 현업예보 시범 적용을 위한 test-bed 운영
- 현업 대기질 운영 방식(기상입력자료)에 따른 test-bed 구축 및 운영
❍ 인공지능 빅데이터 보완 및 최적화
- 인공지능 예측 향상을 위한 1차 및 2차 빅데이터 수집 및 전처리 기법 개발
- 1차 및 2차 빅데이터 추가 및 보완 (최근 측정 및 모델링 자료, 융합수치모델 자료 등)
- 빅데이터 상관성 분석 평가에 의한 최적화
❍ 예보권역별 인공지능 예측 알고리즘(CNN, RNN)의 보완.개선
- CNN 데이터 생성 방법 및 네트워크 고도화, 최적 파라메터 도출
- CNN 네트워크의 현장 적용 평가에 의한 문제점 및 개선 사항 도출
- 예보권역별 RNN 파라미터 최적화 및 전국 확대 적용
❍ 예보권역별 각 예측 알고리즘(DNN, CNN, RNN) 별 예측성능 비교 평가
- DNN/CNN/RNN 특성 비교 및 예보 권여별 예측 성능 비교 평가
- 예보권역별 최적 알고리즘 도출
❍ 각 예측 알고리즘별 장.단점 분석을 통한 혼성예보 및 앙상블 등 최적 예측기법 도출
- 예측 알고리즘(DNN/CNN/RNN, CNN+DNN, DT, RF 등)의 장단점 분석 평가
- 인공지능 앙상블 모델 구성 및 조합별 성능 평가
- 혼성 예보를 위한 계절, 권역별로 최적 알고리즘을 선정
❍ 최적 인공지능 예측기법에 기반 한 수집부터 예측까지 전 과정 자동화 및 과학원 이관
- 예보 환경에 맞는 인공지능 입력자료 자동수집 인터페이스 구축
- 자료 수집, 인공지능 학습, 인공지능 예측 및 평가 등 전 과정의 자동화
- 과학원 운영 환경과 최대한 동일한 환경구축 후 개발 진행 및 과학원 이관
7. 사업공고 예정일 : 2019년 3월중
8. 문의담당자 : 대기질통합예보센터 이대균 연구관(032-560-7721)
※ 본 사전 예고의 내용은 입찰공고 과정에서 변경될 수 있음

< 과제 2 >
1. 사업명 : 인공지능을 활용한 미세먼지 중기예측 도구 개발(Ⅱ)
2. 소요예산 : 700백만원
3. 용역기간: 계약일로부터 305일 이내
4. 목 적
❍ 국민건강 보호 및 국민편의 증진을 위하여 현재 시행중인 미세먼지 단기(3일)예보를 중기(7일)예보로 확대해야 한다는
필요성이 국회 및 언론 등에서 지속적으로 제기
❍ 중기예보 시행을 위해 과거 관측 자료와 수치모델 예측자료를 기반으로 4차 산업혁명의 핵심기술인 인공지능 기법을
적용한 미세먼지 중기예측 도구 개발 필요
5. 입찰(계약)방법 : 일반경쟁입찰
❍ 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률」시행령 제12조 및 동법 시행규칙 제14조의 규정에 의한 경쟁입찰 참가자격을
갖춘 자(기관)
6. 주요연구내용
❍ 장기 수치 예보시스템 운영 및 예측성 평가
- WRF-SMOKE-CMAQ을 통한 장기(7일) 예보시스템 운영
- 1차년도 연구결과 활용 장기 예보시스템의 예측성 비교 및 평가
❍ 머신 학습 재료 마련을 위한 수치 자료 생산
- 중기 대기질 수치예보 모형의 예측성능 확대 및 검증
- 장기 기상모사 결과를 활용한 기상 요소 예측가능성 평가
- DNN 기반 배출량 학습 시스템 고도화
❍ 관측기반 머신러닝 활용한 머신러닝 기법 선정 및 개별예측모델 고도화 연구
- 중기 대기질 수치예보 모형의 예측성능 확대 및 검증
❍ 수치기반 머신러닝 활용한 최적의 머신러닝 기법 선정
- 미세먼지 예측오차 보정을 위한 인공지능 모델 연구
❍ 인공지능 기반 중기 예측도구 운용을 위한 시스템 개발 및 과학원 이전
- 인공지능 중기 예측도구 개발과정 공유 및 인프라 구축 로드맵 마련을 위한 전문가 회의
7. 사업공고 예정일 : 2019년 3월중
8. 문의담당자 : 대기질통합예보센터 이대균 연구관(032-560-7721)
※ 본 사전 예고의 내용은 입찰공고 과정에서 변경될 수 있음

< 과제 3 >
1. 사업명 : 예보권역별 맞춤형 상세 대기질 모델 구축(Ⅲ)
2. 소요예산 : 540백만원
3. 용역기간: 계약일로부터 305일까지
4. 목 적
❍ 현업 대기질 예보 시스템은 한반도 영역과 수도권 영역을 대상으로 중규모 예측을 위한 공간 해상도로 운영하기 때문에
대기질의 국지적 변동성을 예측하는데 한계가 존재
❍ 국지적 변동성 한계 개선을 통한 예보 정밀도 향상 및 상세 대기질 정보의 사회적 요구 등을 충족하기 위해서는 상세한
대기질 정보를 제공할 수 있는 예측 시스템 필요
5. 입찰(계약)방법 : 일반경쟁입찰
❍ 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률」시행령 제12조 및 동법 시행규칙 제14조의 규정에 의한 경쟁입찰 참가자격을
갖춘 자(기관)
6. 주요연구내용
❍ 기상 및 대기질 관측농도를 활용한 역학기반 상세 대기질 예측모델과 상세 대기확산 예측모델 고도화
- 영남권역 특별 측정 자료와 상시 측정 자료를 활용하여 상세 대기질 예측모델의 시/공간적 모의 성능 검증
- 수도권역 특별 측정 영역을 중심으로 수치 모델 영역 확장성 평가와 예측 자료를 기반으로 모델 특성 파악
❍ 역학기반 상세 대기질 예측 모델링 체계 구축 및 성능 평가
- 충청.강원권 예보권역의 도시대기측정소를 중심으로 한 상세 대기질 예측시스템 구축(기존 방식의 상세 배출량 사용)
- 상세 배출량 구축 사업을 통해 업데이트된 상세 배출 자료를 이용한 호남.제주권역 측정소를 중심으로 한 상세 대기질
예측시스템 구축
❍ 경험적 상세기상모델의 호남.제주권역 구축
- 지형의 영향을 포함할 수 있는 경험적 상세기상모델을 호남.제주권역에 구축
7. 사업공고 예정일 : 2019년 3월중
8. 문의담당자 : 대기질통합예보센터 최진영 연구사(032-560-7679)
※ 본 사전 예고의 내용은 입찰공고 과정에서 변경될 수 있음

< 과제 4 >
1. 사업명 : 예보권역별 맞춤형 상세 대기배출량 구축(Ⅲ)
2. 소요예산 : 440백만원
3. 용역기간: 계약일로부터 305일까지
4. 목 적
❍ 현업 대기질 예보 시스템은 한반도 영역과 수도권 영역을 대상으로 중규모 예측을 위한 공간 해상도로 운영하기 때문에
대기질의 국지적 변동성을 예측하는데 한계가 존재
❍ 국지적 변동성 한계 개선을 통한 예보 정밀도 향상 및 상세 대기질 정보의 사회적 요구 등을 충족하기 위해서는 상세한
대기질 정보를 제공할 수 있는 예측 시스템 필요하며, 이에 따른 상세 배출량 구축 필요
5. 입찰(계약)방법 : 일반경쟁입찰
❍ 「국가를 당사자로 하는 계약에 관한 법률」시행령 제12조 및 동법 시행규칙 제14조의 규정에 의한 경쟁입찰 참가자격을
갖춘 자(기관)
6. 주요연구내용
❍ GIS를 이용한 호남/제주권 예보권역의 상세 지면 GIS D/B 구축
- 예보권역의 배출량 생산에 적용할 초고해상도 상세 GIS 정보 생산
- 예보권역의 상세 지면 GIS D/B 구축 및 대용량 GIS 정보 처리 인터페이스 개발
❍ 호남/제주권 예보권역의 상세 대기질 예보시스템 지원을 위한 상세 배출량 구축
- 호남/제주권 예보권역 배출 특성을 고려한 GIS/통계자료 기반의 상세 배출량 산정 기법 개발
- 상세 배출량 산정 기법에 기반한 호남/제주권 예보권역의 상세 배출량 구축
- 상세 배출량 산정 기법을 적용한 충청/강원권 예보권역의 상세 배출량 시범 구축
❍ 특별 측정을 통한 호남/제주권 예보권역의 상세 배출량과 대기질 예보시스템 검증 기법 개발
- 특별 측정을 통한 상세 대기질과 배출량 생산 기반 정보 수집 및 분석
- 측정 정보를 이용한 상세 배출량과 상세 대기질 예보시스템의 예비 검증
7. 사업공고 예정일 : 2019년 3월중
8. 문의담당자 : 대기질통합예보센터 최진영 연구사(032-560-7679)
※ 본 사전 예고의 내용은 입찰공고 과정에서 변경될 수 있음

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