[논문]협력적 필터링을 통한 건설정보 분류체계의 적정성 평가

최원영; 최상민; 곽승진

doi:10.4275/kslis.2019.53.4.361

초록
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한국건설기술연구원에 운영하고 있는 해외건설엔지니어링 정보시스템(OVICE)에서는 국내 건설엔지니어링 기업들의 해외 업무수행에 필요한 정보를 서비스하기 위해 해외건설정보서비스 분류체계를 사용하고 있다. 본 연구에서는 협력적 필터링(collaborative filtering)을 통한 추천시스템의 적용을 통해 실제 사용자의 주제간 연관성을 파악하여 현재 서비스 중인 해외건설정보 분류체계의 적정성을 검증하였다. 이를 통해 실제 정보서비스 제공에 있어서 실제 사용자 수요가 반영된 정보서비스 분류 체계를 제안하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The Overseas Construction Engineering Information System (OVICE), which is operated by the Korea Institute of Construction Technology, uses the Overseas Construction Information Service classification system to service information required for overseas construction of domestic construction engineeri...

The Overseas Construction Engineering Information System (OVICE), which is operated by the Korea Institute of Construction Technology, uses the Overseas Construction Information Service classification system to service information required for overseas construction of domestic construction engineering companies. In this study, through the application of the recommendation system using collaborative filtering, identifying the relationship between the subjects for real users, verifying the adequacy of the overseas construction information classification system currently in service. Through this, I would like to propose an information service classification system that reflects actual user demand.

주제어

표/그림 (9)

표 <표 1> 중소 규모 건설업체의 해외진출 시 애로사항(설문조사결과)
표 <표 2> 기존 해외 건설정보 분류체계
표 <표 3> 수정된 해외 건설정보 분류체계
그림 <그림 1> 사용자가 평가한 영화 데이터베이스의 예
그림 <그림 2> 협력적 필터링에서의 유사 아이템 선택 과정
표 <표 4> 사용자 접속빈도를 이용한 아이템간의 유사도 군집
표 <표 5> 주제 분류간의 유사도를 구하기 위한 데이터베이스
표 <표 6> 주제분류간의 유사도 군집표(영업 및 기획)
표 <표 7> 3가지 주제분류(발주처관리, 협력업체관리, 운영/유지관리) 빈도수 상위 분포

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서 사용한 아이템의 경우 사용자가 선호도를 표시할만한 수단이 없으며, 접속기록을 이용할 경우 접속 유무에 따른 결과만 확인 할 수 있어 아이템의 선호도를 표시할 경우 0과 1 두 가지의 점수로만 표현되기 때문이다. 따라서 본 연구에서는 아이템간의 유사도를 구하기 위해 사용자의 아이템별 접속빈도를 바탕으로 아이템간의 유사도를 파악해 이를 군집화 하는 방법을 이용하였다. 여기에서 더 나아가 아이템을 기반으로한 주제분류간의 유사도를 평가하기 위해 위에서 구한 Uer-Item Matrix의 형태와 유사하게 Item-Subject Matrix를 구성하여 같은 방법으로 주제분류간의 유사도를 구해 각 주제 분류의 효율성을 평가하는 방법을 사용하였다.
본 연구에서는 정보서비스 분류체계의 효율성을 판단함에 있어 사용자의 이용통계를 바탕으로 실제 사용자의 이용패턴을 이용하여 주제 분류간의 연관성을 기준으로 판단하고자 하였다. 이를 위해 추천시스템의 한 분야로 널리 사용되고 있는 협력적 필터링을 이용하였으며, 아이템 기반의 추천 시스템의 적용을 위해 사용자의 아이템별 이용 빈도를 기반으로 군집화 분석을 사용하였다.
본 연구에서는 현재 서비스로 제공 중인 32개 분류체계를 바탕으로 사용자의 이용패턴을 군집화하기 위한 각각의 카테고리로 설정하고자, 정보시스템에서 제공하고 있는 정보 메타의 주제 분류와 매칭하여 32개 주제 분류간의 사용자 이용패턴을 분석하였다.
이에 본 연구에서는 설문조사를 통한 실제 업무수행에 필요한 정보파악 및 사용자에게 필요한 정보 분류체계 수립에서 더 나아가 실제 사용자들이 이용하고 있는 건설정보 분류 체계의 효율성을 평가하고자 한다. 이를 위해 협력적 필터링(collaborative filtering)을 이용 하여 실제 서비스 중인 정보시스템의 사용자 이용패턴을 분석하여, 사용자의 이용 품질 향상을 위하여 좀 더 나은 서비스 방안을 제안하고자 한다.

제안 방법

본 연구에서는 주제간 연관성을 찾기 위해 정보시스템에서 제공하는 단위 메타별로 메타간의 상관성을 보여주는 Item-by-Item matrix를 구성하였다. 실제 사용자의 이용기록을 바탕으로 같은 사용자가 한 메타에 접속하였을 때에 동시에 접속한 메타들을 군집화하여, 그 중에서 접속빈도가 특정 빈도 이상이었던 메타를 선별하여 메타간의 연관성이 높게 나타난 추천 리스트를 구성하였다.
본 연구에서는 주제간 연관성을 찾기 위해 정보시스템에서 제공하는 단위 메타별로 메타간의 상관성을 보여주는 Item-by-Item matrix를 구성하였다. 실제 사용자의 이용기록을 바탕으로 같은 사용자가 한 메타에 접속하였을 때에 동시에 접속한 메타들을 군집화하여, 그 중에서 접속빈도가 특정 빈도 이상이었던 메타를 선별하여 메타간의 연관성이 높게 나타난 추천 리스트를 구성하였다. 다음 <표 4>는 이 리스트의 일부를 보여준다.
따라서 본 연구에서는 아이템간의 유사도를 구하기 위해 사용자의 아이템별 접속빈도를 바탕으로 아이템간의 유사도를 파악해 이를 군집화 하는 방법을 이용하였다. 여기에서 더 나아가 아이템을 기반으로한 주제분류간의 유사도를 평가하기 위해 위에서 구한 Uer-Item Matrix의 형태와 유사하게 Item-Subject Matrix를 구성하여 같은 방법으로 주제분류간의 유사도를 구해 각 주제 분류의 효율성을 평가하는 방법을 사용하였다.
이를 위해 한국건설기술연구원(2014)에서는 실제 해외 건설엔지니어링 분야에 종사하고 있는 전문가 등을 대상으로 하는 수요조사를 통해 해외건설 엔지니어링정보 분류체계를 수립하였다. 이를 위해 주요 업무별로 필요한 정보를 분석하여, 수요조사 실시를 위한 프레임을 구성하고, 전문가 집단과의 FGI기법을 실시하여 해외건설엔지니어링 정보서비스에 필요한 정보들을 도출하여 분류하였다. 이를 참조하여 영업 및 기획, 입찰 및 견적, 조사 및 설계, 사업관리 등 4가지 대분류와 전체 업무에 공통적으로 적용되는 공통일반 업무를 추가하여 <표 2>와 같이 전체를 5개의로 대분류로 정의하고, 46개의 세부유형별 정보인 소분류로 정의하였다.
이에 본 연구에서는 설문조사를 통한 실제 업무수행에 필요한 정보파악 및 사용자에게 필요한 정보 분류체계 수립에서 더 나아가 실제 사용자들이 이용하고 있는 건설정보 분류 체계의 효율성을 평가하고자 한다. 이를 위해 협력적 필터링(collaborative filtering)을 이용 하여 실제 서비스 중인 정보시스템의 사용자 이용패턴을 분석하여, 사용자의 이용 품질 향상을 위하여 좀 더 나은 서비스 방안을 제안하고자 한다.
이를 참조하여 영업 및 기획, 입찰 및 견적, 조사 및 설계, 사업관리 등 4가지 대분류와 전체 업무에 공통적으로 적용되는 공통일반 업무를 추가하여 와 같이 전체를 5개의로 대분류로 정의하고, 46개의 세부유형별 정보인 소분류로 정의하였다.
이 후 장기적인 운영을 위한 중장기 운영전략 계획을 수립하면서(한국건설기술연구원 2018), 해외건설전문가 수요조사를 통해 EPC개념을 포함한 해외 건설정보 분류체계를 재정립하였다. 이를 통해 기존의 건설엔지니어링 관점에서 수립되었던 기존 정부 분류체계에서 시공과 유지관리의 개념을 더해 새로운 주제 분류를 추가하였고, 기존에 쓰던 용어에 일부 수정과정을 거쳤다. 이 후 정보서비스의 효율적인 정보제공을 위해 서비스 성격상 중복되는 주제, 정보량 부족 및 수요자의 필요상 낮은 우선순위의 주제를 삭제 및 통합/수정을 거쳐 <표 3> 과 같이 5개 대분류, 32개 분류체계를 수립하여 현재 까지 운영하고 있다.

데이터처리

본 연구에서는 정보서비스 분류체계의 효율성을 판단함에 있어 사용자의 이용통계를 바탕으로 실제 사용자의 이용패턴을 이용하여 주제 분류간의 연관성을 기준으로 판단하고자 하였다. 이를 위해 추천시스템의 한 분야로 널리 사용되고 있는 협력적 필터링을 이용하였으며, 아이템 기반의 추천 시스템의 적용을 위해 사용자의 아이템별 이용 빈도를 기반으로 군집화 분석을 사용하였다.

성능/효과

주제 카테고리간의 빈도수를 살펴보게 되면 사용자들은 같은 주제카테고리 내에서 가장 많은 이동을 보였다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 다른 주제 카테고리에서도 같은 대분류 카테고리 내의 주제 간의 이동이 다른 대분류와의 이동보다 더 잦은 비율로 이루어 졌음을 확인할 수 있었다. 이는 정보시스템의 분류체계가 실제 사용자의 이용 패턴을 잘 반영하여 구성되었음을 의미한다.
또한, 앞선 세 가지 주제 분류를 제외하고는 대다수의 주제 분류는 대체로 같은 대분류 상의 주제 분류에서 높은 유사도를 보여, 실제 사용자의 이용패턴이 충분히 고려된 주제 분류가 이루어 졌다고 판단 할 수 있었다. 따라서 향후 정보서비스 운영과정에서는 약간의 주제 재분 류를 통해 좀 더 사용자의 패턴을 반영한 정보 제공과 함께, 자료의 축적으로 변화하는 사용자 패턴의 꾸준한 모니터링이 이루어진다면 좀 더 높은 수준의 서비스 제공이 이루어 질 것으로 판단된다.
연구 결과, 세 가지 주제 분류에서 기존의 주제 분류와 다른 사용자의 이용패턴을 확인할 수 있었다. 사업관리에 해당하는 발주처관리와 협력업체관리의 경우는 입찰 및 계약에 해당하는 계약 관리 정보와 높은 유사도를 보였는데, 업무 단계상 서로 별도로 분류되었던 두 항목 이지만 업무 특성상 서로 연관이 있을 수밖에 없어 주제 분류상 서로간의 연관성을 고려한 주제 분류가 필요하다는 것을 파악할 수 있었다. 한편 사업관리에 해당하는 운영 및 유지관리의 경우 다른 대 분류상에 있는 조사보고서와 유사함을 보였는데, 자료의 부족 등으로 인해 대체할 수 있는 다른 주제 분류상의 자료를 찾아간 것으로 보여, 꾸준한 자료의 축적이 이루어질 경우 다른 유사도를 보일 수 있을 것이 라고 볼 수 있다.
연구 결과, 세 가지 주제 분류에서 기존의 주제 분류와 다른 사용자의 이용패턴을 확인할 수 있었다. 사업관리에 해당하는 발주처관리와 협력업체관리의 경우는 입찰 및 계약에 해당하는 계약 관리 정보와 높은 유사도를 보였는데, 업무 단계상 서로 별도로 분류되었던 두 항목 이지만 업무 특성상 서로 연관이 있을 수밖에 없어 주제 분류상 서로간의 연관성을 고려한 주제 분류가 필요하다는 것을 파악할 수 있었다.
주제 카테고리간의 빈도수를 살펴보게 되면 사용자들은 같은 주제카테고리 내에서 가장 많은 이동을 보였다는 것을 확인할 수 있었다. 또한 다른 주제 카테고리에서도 같은 대분류 카테고리 내의 주제 간의 이동이 다른 대분류와의 이동보다 더 잦은 비율로 이루어 졌음을 확인할 수 있었다.
하지만 특정 주제 카테고리의 경우는 일반적인 케이스와는 다르게 다른 대분류 내의 카데고리와 높은 연관도를 보이고 있는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 패턴을 보인 주제 카테고리는 『발주처관리』 , 『협력업체관리』 , 『운영 및 유지관리』 이다.

후속연구

또한, 앞선 세 가지 주제 분류를 제외하고는 대다수의 주제 분류는 대체로 같은 대분류 상의 주제 분류에서 높은 유사도를 보여, 실제 사용자의 이용패턴이 충분히 고려된 주제 분류가 이루어 졌다고 판단 할 수 있었다. 따라서 향후 정보서비스 운영과정에서는 약간의 주제 재분 류를 통해 좀 더 사용자의 패턴을 반영한 정보 제공과 함께, 자료의 축적으로 변화하는 사용자 패턴의 꾸준한 모니터링이 이루어진다면 좀 더 높은 수준의 서비스 제공이 이루어 질 것으로 판단된다.
각 분류별 제공정보 현황을 살펴볼 때 발주처관리의 경우 업무프로세스상 사업관리에 속하는 주제이나, 업무 특성상 상위 기관과의 계약과 깊은 관련이 있기 때문에 ‘계약 관리 정보’와 깊은 연관성을 가질 수밖에 없다, 마찬가지로 『협력업체관리』 정보의 경우는 협력업체 관리를 위한 각종 정보 및 문서정보를 제공하고 있는데, 마찬가지로 하위 기관과의 계약을 기반으로 업무가 이루어지다보니 ‘계약 관리 정보’와 깊은 연관성을 가지고 있다. 따라서 효율적인 정보제공을 위해서는 이 두 가지 분류와 입찰 및 계약과의 연관성을 좀 더 면밀히 살펴 본 후 주제 분류의 효율성을 재고할 필요가 있을 것으로 판단된다.
하지만 본 연구에서 사용하는 유저 이용데이터의 경우 위에서 설명한 선호도를 통한 유사도 측정에는 한계가 있다. 본 연구에서 사용한 아이템의 경우 사용자가 선호도를 표시할만한 수단이 없으며, 접속기록을 이용할 경우 접속 유무에 따른 결과만 확인 할 수 있어 아이템의 선호도를 표시할 경우 0과 1 두 가지의 점수로만 표현되기 때문이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	협력적 필터링 기법이 주로 활용되는 곳은?	협력적 필터링 기법은 웹상의 추천 시스템에서 주로 활용되는 데이터 처리 방식이다. 이 방식은 크게 유사 데이터 군집화와 데이터 예측의 두 단계를 거쳐 이루어진다.
	다양한 기관을 통해 해외 건설업무 수행에 필요한 정보제공에 있어서 가장 중요한 것은?	이러한 이유로 정부는 다양한 기관을 통해 해외 건설업무 수행에 필요한 정보를 제공 하고 있다. 하지만, 이러한 정보제공에 있어서 가장 중요한 것은 ① 수요자가 원하는 필요정보에 대한 파악과, ② 사용자가 쉽게 이용할 수 있는 서비스 시스템을 제공하는 것이다.
	건설의 해외진출 시 직면하는 문제는?	하지만 이러한 해외진출에 대부분의 업체들은 많은 문제에 직면하게 된다. 대표적인 문제로는 해외정보 수집, 해외 경험 기술자 부족, 각종 보증 발급, 자금 조달, 입찰 및 계약서류 작성, 해외 업체와의 연계 미흡 등 다양하다. <표 1>은 해외건설협회에서 중소 건설사와 건설엔지니어링 업체에서 경험하는 해외 진출 시 당면하는 애로사항을 설문조사한 결과 이다(해외건설협회 2006).

참고문헌 (11)

Kwon, O-Cheol and Cho, Jeong-Keun. 2017. "Research on Information Demand for Development of Overseas Construction Engineering System." Journal of the Architectural Instiute of Korea, 33(4): 37-46.
Park, Hwan-Pyo, Shin, Eun-Young and Lee, Kyo-Sun. 2008 "Improvement plan going into other countries of domestic construction companies." Korean Journal of Construction Engineering and Management, 9(6): 225-234.
Baek, Seung Won, Han, Seung Heon, Lee, Changjun, Lee, Ji Seop and Moon, Soo Hwan. 2018. "Conflict Analysis in Public Construction Project with Unstructured Data - The Case of Jeju Naval Base Project." Journal of Public Society, 8(1); 83-106.

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Yun, S., Yu, J., Cho, H. and Jang, H. 2015. "A Study on Strategies of Smal and Midsize Construction Companies for Joint Overseas Expansion." Journal of the Architectural Instiute of Korea, 31(5): 97-104.
Lee, Jiseop1, Kim, Doyun1, Lee, Changjun1, Lee, Jeonghun1 and Han, Seungheon. 2018. "A Research for Clustering of Conflict in Public Construction Project." Korean Journal of Construction Engineering and Management, 19(2): 61-72.
Choi, Wonyoung and Kwak, Seing-Jin. 2018. "Priority Demand Assessment for Overseas Construction Information Using Clustering Method." Journal of the Korean BIBLIA Society for library and Information Science, 29(4): 57-68.
KOREA Institute of Civil Engineering and Building Technology. 2015. Development of Construction Engineering Information Systems Platform by Hub Countries.
KOREA Institute of Civil Engineering and Building Technology. 2017. Overseas Expansion Promotin Plan for Construction SMEs.
International Contractors Association of Korea, 2006, Improvement Plan of Small and Midsize Construction Enterprizes for Overseas Expansion.
Sarwar, B. M., Karypis, G., Konstan, J. A. and Riedl, J. 2000. "Analysis of recommendation algorithms for e-commerce." in Proceedings of the 2nd ACM Conference on Electronic Commerce, 158-167.
Sarwar, B. M., Karypis, G., Konstan, J. A. and Riedl, J. 2001. "Item-based collaborative filtering recommendation algorithms." in Proceedings of the 10th International World Wide Web Conference, 285-295.

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