초록 ▼

Ⅳ. 연구개발 결과
◦ 1차년도
1) 버스정류장 Living Lab 운용을 위한 지자체와의 업무협약(MOU) 체결
- Living Lab 연구개발의 효율적인 추진을 위해 부천시, 구리시와 미세먼지 저감 협력을 위한 업무협약을 체결함
- 버스정류장 이용 빈도, 연령 등을 고려한 시민 평가단(1,000명 내외) 구성도 업무협력 내용에 포함됨
2) 보행자 도로식 버스정류장의 공기질 측정 및 분석
- 경기도 부천시 소재의 보행자 도로식 버스정류장 3개소의 공기질 측정 결과, 전체적으로 차량이 많아지는 출·퇴

Ⅳ. 연구개발 결과
◦ 1차년도
1) 버스정류장 Living Lab 운용을 위한 지자체와의 업무협약(MOU) 체결
- Living Lab 연구개발의 효율적인 추진을 위해 부천시, 구리시와 미세먼지 저감 협력을 위한 업무협약을 체결함
- 버스정류장 이용 빈도, 연령 등을 고려한 시민 평가단(1,000명 내외) 구성도 업무협력 내용에 포함됨
2) 보행자 도로식 버스정류장의 공기질 측정 및 분석
- 경기도 부천시 소재의 보행자 도로식 버스정류장 3개소의 공기질 측정 결과, 전체적으로 차량이 많아지는 출·퇴근 시간대에 PM2.5와 PM₁₀의 농도가 증가하며, 정류장 내부의 미세먼지 농도가 대기환경기준을 초과하는 경우가 발생함
- 주중의 버스정류장의 미세먼지 농도가 주말보다 유의하게 높음
- 출·퇴근 시간대의 버스정류장의 미세먼지 농도가 비 출·퇴근 시간대의 농도와 유의한 차이를 보임
3) 버스정류장 승객 및 버스 유동 분석
- 버스정류장별 시간에 따른 승·하차 인원 추출 결과 버스정류장 3개소 모두 출·퇴근 시간에 이용객 수가 증가하는 주기적인 패턴을 보임
- 버스정류장별 평균 버스 대기 시간 추정 결과 11.4초 ~ 13초의 스펙트럼을 가짐
4) 미세먼지 저감시스템 설치에 따른 버스정류장 공기질 및 미세먼지 거동 해석
- 미세먼지 저감 장치, 안전펜스가 없는 경우에서 실제와 같은 환경의 버스 운행 시 미세먼지의 정류장 내부 유입을 확인할 수 있는 시뮬레이션 기법을 확립함
- 미세먼지 저감 장치의 집진 형태로는 수직 하강형, 수평 기류형, 독립 스탠드형(복합기류) 등 다양한 조건에서의 버스정류장 내 공기질 및 미세먼지 거동을 해석함
5) Living Lab 운용 평가를 위한 시민 참여용 어플리케이션 개발
- 버스정류장 미세먼지 저감시스템의 현장운용 및 공기질에 대한 정보 제공과 연구개발에 시민 누구나 참여가 가능한 모바일 어플리케이션을 개발함
- 미세먼지 농도 저감의 방안에 대하여 설문조사 형식으로 시민이 직접 체험효과와 느낌을 작성하고, 실제 생활하는 공간의 미세먼지 저감 방안에 대하여 직접 의견을 제안하여 실효성 있는 대책 방안 수립에 활용함

◦ 2차년도
1) 리빙랩 버스정류장의 공기질 측정
- 리빙랩 대상지인 경기도 부천시 상동 버스정류장 1개소의 공기질 측정 결과 미세먼지의 농도가 환경부 자동측정망을 통해 측정된 대기 농도에 비해 다소 높음
- TVOC 농도는 첫차가 운행하는 시간부터 증가하여 13:00~15:00에 가장 높은 농도를 보이는 경향성을 가짐
2) 리빙랩 버스정류장의 승객 승·하차 및 버스 정차 분석
- 승하차 인원 변화 패턴의 경우 주중에는 출·퇴근시간에 이용객 수가 증가하는 패턴을 보임. 반면, 주말에는 11:00~18:00 시간대에 이용객 수가 증가하는 패턴을 보임
- 리빙랩 버스정류장의 시간대별 노선버스 정차 수 추출 결과 주중의 경우 이른 아침(05:00~07:00)과 늦은 밤(22:00~24:00)을 제외하고는 시간대별로 약 90~100대의 버스가 정차하여 시간별 버스정차 수의 차이는 크지 않음을 확인하였고, 주말의 경우 버스정류장 이용객 수 패턴과 유사하게 11:00~18:00 시간대에 버스정차 수가 다소 증가하는 경향을 보임
3) 미세먼지 저감시스템 설치에 따른 리빙랩 버스정류장의 기류 및 미세먼지 거동해석
- 리빙랩 대상지인 경기도 부천시 버스정류장 설계도를 기반으로 안전펜스 및 미세먼지 저감시스템의 설치에 따른 정류장 내 기류 및 미세먼지 저감 성능을 컴퓨터 유동해석(CFD)을 통해 분석함
- 분석 결과 리빙랩 대상 버스정류장는 전면 중앙이 개방된 안전펜스 설치(펜스 간 간격 2m) 시 미세먼지 저감 효과 향상이 가능함. 또한 미세먼지 저감시스템의 기류 분사 모듈(송풍 모듈)의 설치 위치에 따른 미세먼지 저감 효과를 해석함
4) 버스정류장 미세먼지 저감시스템의 리빙랩 설치
- 리빙랩 대상지인 부천시의 버스정류장 디자인 가이드라인’을 준수하여 리빙랩 버스정류장 구조물의 규격 및 설치 기준(풍하중, 고정하중 등)에 적합하도록 설계하였으며, 미세먼지 저감시스템은 공기 흡입구, 미세먼지 제거모듈, 송풍 모듈로 구성됨
- 공간 분리형 안전펜스는 도로에서 버스정류장 내부로 유입되는 미세먼지를 차단하기 위해 버스정류장 앞쪽에 설치함
- 버스정류장 내 미세먼지 농도를 상시 측정하며 미세먼지 저감시스템의 자동제어를 위한 환경 정보를 제공하기 위해 모니터링 시스템을 설치함
- 미세먼지 저감시스템 송풍 모듈의 기류 분사 세기를 자동으로 제어하기 위해 지능형 제어시스템을 설치함
- 리빙랩 버스정류장의 소비 전력 중 일부를 친환경 발전으로 대응하기 위해 태양광 시스템을 버스정류장 천장부에 설치함
5) 리빙랩 버스정류장의 미세먼지 저감 성능 평가
- 미세먼지 저감 버스정류장의 PM₁₀ 평균 저감효율은 37%로 2차년도 연구개발 목표인 30% 저감을 달성함
- 리빙랩 버스정류장의 미세먼지 저감 성능에 대해 한국산업기술시험원(KTL)의 공인 시험을 통해 성적서를 확보함 (리빙랩 버스정류장 PM₁₀ 저감효율 40% 달성)
6) 시민 모니터링단의 리빙랩 평가 및 개선의견 수렴
- 미세먼지 저감 기능을 갖춘 리빙랩 버스정류장을 설치하기에 앞서 버스정류장 공기질에 대한 만족도 및 미세먼지 저감시스템 개발 필요성에 대한 설문조사를 실시한 결과, 버스정류장 내 미세먼지 수준에 대해 응답자의 91%가 심각하다고 답하였으며, 미세먼지 저감 시스템 개발 필요성에 대해 응답자의 97%가 필요하다고 답함
- 리빙랩 버스정류장의 디자인 선호도에 대한 설문조사를 실시한 결과, 시민들의 디자인 선호도는 안전펜스 상하 고정형(81%), 완전 밀폐형(14%), 안전펜스 하부 고정형(5%) 순서임
- 리빙랩 버스정류장의 미세먼지 저감시스템 가동에 따른 공기질 개선도, 체감도 및 보완사항에 대한 설문조사를 실시한 결과, 응답자의 61% 이상이 버스정류장 내부의 공기질이 개선되었다고 응답하였으며, 84%의 응답자들이 안전펜스 설치에 따라 승객의 안전성이 개선되었다고 응답함

◦ 3차년도
1) 시민 설문 의견을 반영한 미세먼지 저감 버스정류장 리빙랩 개선
- 미세먼지 저감 버스정류장의 개선사항으로 정류장 내부 공간을 넓히고, 외부 미세먼지 유입 차단을 위한 상부 공간설계 변경함 또한 정류장 미세먼지 정보 제공을 위한 모니터를 설치하고 2020년 8월부터 현재까지 운영 중
2) 미세먼지 저감 버스정류장의 보행자 도로변 리빙랩 설치·운영
- 경기도 부천시 소재 보행자 도로변 버스정류장 1개소를 대상으로 리빙랩을 설치 운영함. 미세먼지 저감 성능 측정 결과 기존 버스정류장 대비 PM₁₀ 농도 54% 저감으로 연구개발 목표인 저감효율 50% 이상을 달성함
- 리빙랩 버스정류장의 미세먼지 저감 성능에 대해 한국건설생활환경시험연구원(KCL)공인 시험을 통해 성적서를 확보함 (리빙랩 버스정류장 PM₁₀ 저감효율 50% 달성)
- 미세먼지 저감시스템 가동 시 정류장 내 위치 별 풍속을 측정 한 결과 평균풍속이 0.21m/s 로 연구개발 목표인 기류속도 0.5m/s 이하를 달성함
- 시민 모니터링단의 미세먼지 저감 버스정류장 만족도 온라인 설문조사 결과 총 48명이 참여하였으며 91% 이상의 응답자가 공기 청정 버스장 운영이 이용객에게 도움이 될 것 같다고 응답하였고 66% 이상이 공기질이 개선되었다고 응답하였음
3) 미세먼지 저감 버스정류장의 중앙차로형 리빙랩 설치·운영
- 경기도 구리시 소재 중앙차로형 버스정류장 1개소를 대상으로 리빙랩을 설치 운영함.
기존 버스정류장과의 미세먼지 저감 성능 비교를 위해 리빙랩을 기존 정류장의 왼편으로 나란하게 설치함
- 미세먼지 저감 성능 측정 결과 기존 버스정류장 대비 PM₁₀ 농도를 50% 저감하여 연구개발 목표를 달성함
- 시민 모니터링단의 미세먼지 저감 버스정류장 만족도 온라인 설문조사 결과 총 144명이 참여하였으며 약 60%의 응답자가 버스정류장 내부의 공기질이 개선되었다고 응답함. 또한 정류장 내 청정공기 송풍 세기, 온도 등은 적당하다고 평가함
4) 완전개방형 미세먼지 저감 버스정류장 설계 및 운영 (추가 연구)
- 미세먼지 저감 버스정류장의 구조 단순화에 대한 지자체, 시민 의견을 반영하여 완전 개방 형태의 버스정류장 설계 및 현장 운영을 추가적으로 수행함
- 기존 버스정류장과 유사하게 공간 분리형 안전펜스가 없는 형태로 설계하였으며, 경기도 구리시 소재 중앙차로형 버스정류장 1개소를 대상으로 설치 운영함. 기존 버스정류장 대비 PM₁₀ 농도를 50% 이상 저감함

(출처 : 요약문 9p)

Abstract ▼

Ⅳ. Outcomes
◦ 1 First Year
1) Signing a business agreement (MOU) with the local government for the operation of the Living Lab at the bus station
- To efficiently promote R&D of Living Lab, Bucheon-si and Guri-si signed a business agreement to reduce fine dust.
- The organization of a ci

Ⅳ. Outcomes
◦ 1 First Year
1) Signing a business agreement (MOU) with the local government for the operation of the Living Lab at the bus station
- To efficiently promote R&D of Living Lab, Bucheon-si and Guri-si signed a business agreement to reduce fine dust.
- The organization of a civic evaluation team (approximately 1,000 people) considering the age and the frequency of the bus stops is also included in the contents of business cooperation.
2) Measurement and analysis of air quality at pedestrian road-type bus stops
- According to the measurement of air quality at three pedestrian road-type bus stops in Bucheon, Gyeonggi-do, PM2.5 and PM10 concentration increases during the rush hours when there are more vehicles, and the concentration of fine dust inside the stations exceeds the atmospheric environment standards.
- The concentration of fine dust at bus stops during the weekdays is significantly higher than on weekends.
- The concentration of fine dust at bus stops during the rush hour shows a significant difference from the concentration during non-rush hour.
3) Analysis of floating population of passengers and buses at bus stops
- As a result of the extraction of the number of passengers entering and leaving the bus stop by time, all three bus stops show a periodic pattern of increasing the number of passengers during rush hour.
- Estimation of the average bus waiting time by bus stop has a spectrum of 11.4 seconds to 13 seconds
4) Analysis of Air Quality and Fine Dust Behavior at Bus Stations with the Installation of Fine Dust Reduction System
A simulation technique is established to check the inflow of fine dust into the bus stop in the actual environment in the absence of a fine dust reduction device and safety fence.
Various types of dust collection in the air-cleaning station can be applied such as vertical lowering, horizontal airflow, and stand-alone (complex airflow).
Analysis of air quality and fine dust behavior in bus stops under various conditions.
5) Development of an application for civic engagement for evaluating the operation of Living Lab
Providing information on field operation and air quality of the bus stop fine dust reduction system and developing mobile applications for all citizens to participate in research.
Citizens prepare the experience effects and feelings of reducing fine dust concentration in the form of a survey, and suggest their opinions on how to reduce fine dust in the actual living space and use them to establish effective countermeasures.

◦ 2 Second Year
1) Measurement of air quality at the Living Lab bus stop
According to the measurement of air quality at one bus stop in Sang-dong, Bucheon-si, Gyeonggi-do, the concentration of fine dust is slightly higher than the atmospheric concentration measured through the Ministry of Environment's automatic measuring network.
TVOC concentration tends to increase from the time the first car runs, with the highest concentration from 13:00 to 15:00.
2) Analysis of passenger getting on and off the bus and bus stopping at Living Lab bus stations
- In case of the number of passengers changing, the number of passengers increases during the rush hour during the weekdays. On the other hand, the number of users increases between 11:00 and 18:00 on weekends.
- Time-to-time bus stop extraction at Living Lab bus stops confirmed that 90 to 100 buses stop during the weekdays except early morning (05:00-07:00) and late night (22:00-24:00), on weekends, the number of bus stops tends to increase slightly between 11:00AM and 18:00PM similar to the number of bus stop users’ pattern.
3) The dust reduction system installation Living Lab according to Behavior Analysis of Airflow and dust in the bus stop.
- Based on the design of the bus stop in Bucheon, Gyeonggi-do, which is the target of the Living Lab, the performance of airflow and fine dust reduction in the stop following the installation of a safety fence and fine dust reduction system was analyzed through computer flow analysis (CFD).
- As a result of the analysis, it is possible to improve the effect of reducing fine dust when a safety fence with an open front center is installed at the bus stop targeted for the Living Lab (2m between the fences). In addition, the effect of reducing fine dust according to the installation location of the airflow injection module (blowing module) of the fine dust reduction system was analyzed.
4) Installation of Living Lab of the fine dust reduction system at bus stops
- It is designed to conform to the standards and installation standards (wind load, fixed load, etc.) of the living wrap bus station structure in compliance with the 'Design Guidelines for Bus Station in Bucheon-si, and the fine dust reduction system consists of air intake, fine dust removal module, and ventilation module.
- Space separable safety fence is installed in front of the bus stop to block fine dust entering the bus stop on the road.
- A monitoring system is installed to measure the concentration of fine dust at a bus stop at all times and provide environmental information for automatic control of the fine dust reduction system.
- Intelligent control system is installed to automatically control the airflow injection power of the airflow module of the fine dust reduction system
- Solar energy system is installed on the ceiling of the bus stop to cope with eco-friendly power generation at the Living Lab bus stop.
5) Evaluation of fine dust reduction performance at Living Lab bus stops
- The average reduction efficiency of PM10 at bus stops for reducing fine dust is 37%, which achieves 30% reduction, which is the goal of R&D in the second year.
- The report was secured through an accredited test by the Korea Testing Laboratory (KTL) on the performance of reducing fine dust at Living Lab bus stops (at least 40% of the PM10 reduction efficiency at Living Lab bus stops)
6) Evaluating the Living Lab and collecting opinions from the Citizen Monitoring Team
- 91% of the respondents said that the level of fine dust in the bus stop is serious, and 97% of the respondents said that the need to develop a fine dust reduction system is necessary.
- As a result of a survey on the design preference of Living Lab bus stops, citizens' design preferences are fixed at the top and bottom of the safety fence (81%), completely enclosed (14%), and fixed at the bottom of the safety fence (5%).
- According to a survey on the air quality improvement, sensitivity and supplementation of the fine dust reduction system at Living Lab bus stops, more than 61% of the respondents said that the air quality inside the bus station improved, and 84% said the safety of passengers improved with the installation of safety fences.

◦ 3 Third Year
1) Improvement of Living Lab reflected citizen survey opinions
- Improvements to the bus stop to reduce fine dust have expanded the space inside the bus stop and changed the upper space design to block the inflow of fine dust from outside. Also, monitors have been installed to provide fine dust information at the bus stop since August 2020 until now.
2) Operation of Living Lab at bus station along pedestrian road to reduce fine dust
- As a result of measuring the performance of reducing fine dust after installing a pedestrian bus stop, the concentration of PM10 was reduced by 54% compared to the existing bus stop, achieving 50% or more of the R&D goal.
- The report was secured through the Korea Institute of Construction and Living Environment (KCL) accredited test on the performance of reducing fine dust at Living Lab bus stops (at least 50% of the PM10 reduction efficiency at Living Lab bus stops)
- When operating the fine dust reduction system, the average wind speed was 0.21 m/s and the airflow speed, which is the goal of R&D, was less than 0.5 m/s.
- A total of 48 people participated in the online survey of the citizen monitoring team's satisfaction with the bus stop, and more than 91% said that the operation of the air-clean bus stop would be helpful to users, and more than 66% said air quality was improved.
3) Installation and operation of the central road at the Living Lab bus stop
- A living lab was installed and operated for one central lane-type bus stop in Guri-si, Gyeonggi-do. To compare the fine dust reduction performance with the existing bus stop, the Living Lab is installed side by side to the left of the existing bus stop.
- As a result of measuring fine dust reduction performance, the R&D goal was achieved by reducing the PM10 concentration by 50% compared to the existing bus stop.
- A total of 144 people participated in the online survey on the satisfaction of bus stops to reduce fine dust by the citizen monitoring group, and about 60% of the respondents answered that the air quality inside the bus stop was improved. In addition, it was evaluated that the intensity and temperature of clean air blowing in the bus stop were appropriate.
4) Operation of a fully open fine dust-reducing bus stop (additional research)
- A fully open bus stop design and on-site operation were additionally carried out by reflecting the opinions of local governments and citizens on the simplification of the structure of bus stops to reduce fine dust.
- Similar to the existing bus stop, it was designed in a form without a space-separated safety fence, and was installed and operated for one central lane-type bus stop in Guri-si, Gyeonggi-do. Reduced PM10 concentration by 50% or more compared to existing bus stops

(source : SUMMARY 18p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출서 ... 2
• 제출문 ... 3
• 요약서 ... 4
• 요약문 ... 7
• SUMMARY ... 15
• 목차 ... 25
• 그림목차 ... 26
• 표목차 ... 30
• 제 1 장 서 론 ... 32
• 제 1 절 연구개발 과제의 개요 ... 32
• 제 2 절 연구개발의 국내외 현황 ... 39
• 제 3 절 연구개발의 내용 및 범위 ... 48
• 제 2 장 연구개발 수행내용 및 결과 ... 52
• 제 1 절 연구개발 결과 및 토의 ... 52
• 제 2 절 연구개발 결과 요약 ... 181
• 제 3 장 목표 달성도 및 관련분야 기여도 ... 194
• 제 1 절 연도별 연구개발 목표의 달성도 ... 194
• 제 2 절 관련분야의 기술발전 기여도 ... 198
• 제 4 장 연구개발결과의 활용계획 ... 200
• 제 1 절 연구개발 결과의 활용계획 ... 200
• 제 2 절 연구개발결과의 보안등급 ... 203
• 끝페이지 ... 204