가정폭력 예측을 위한 주류점 활동과 기계학습

버펄로 대학교의 새로운 연구 논문은 미국 도시의 여러 지역에서 알코올 아웃렛과 가정폭력(DV) 간의 관계를 조사했으며, 이는 모바일 폰 네트워크의 익명화된 GPS 위치 데이터를 기반으로 합니다.

이 논문은 주류점 활동이 다른 알코올을 구매할 수 있는 위치보다 가정폭력과 더 강하게 관련되어 있음을 결론지었습니다. 이는 알코올 아웃렛과 가정폭력 간의 상관관계가 최근 연구에서 제안한 것보다 더 복잡할 수 있음을 시사합니다.

‘주류점 방문률 변수는 다른 변수보다 가정폭력률에 가장 높은 양의 기여를 나타냅니다. 이는 주류점 방문이 지역 수준에서 가정폭력률을 예측하는 중요한 요소임을 시사합니다.

‘또한, 다른 두 종류의 알코올 아웃렛(즉, 술집과 양조장)의 방문은 음의 계수를 나타냅니다. 이는 상관관계 분석과 일치합니다.

‘이 결과는 이러한 아웃렛을 방문하는 것이 실제로 가정폭력률이 낮은 것과 관련이 있음을 시사합니다. 이는 지역 내 술집의 높은 밀도가 더 높은 가정폭력률과 관련이 있다고 생각했던 것과는 반대되는 결과입니다.’

논문에서 제공한 주류점과 가정 지역 간의 방문 시각화, 2019년 한 주 동안의 방문을 보여 주며, 데이터에 혼란을 준 COVID-19 확산 이전의 자료임 Source: https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2203/2203.04088.pdf

저자들은 더 위신이 높은 알코올 관련 장소를 자주 방문하는 것과 가정폭력 간에 가까운 역관계가 있을 수 있다고 주장합니다. 방문자들은 양조장이나 술집과 같은 장소를 방문하는 경우 더 높은 사회경제적 지위를 가지고 있을 가능성이 높으며, 이는 가정폭력 사건에 연루될 가능성을 낮추는 요소입니다.

이 논문은 모바일 폰 위치 데이터를 이용한 알코올 아웃렛 방문과 가정폭력 예측 강화라는 제목을 가지고 있으며, 버펄로 대학교의 수학, 의학, 지리학 부서의 세 명의 연구자에 의해 수행되었습니다.

데이터와 구분

연구자들의 목적은 익명화된 모바일 위치 데이터와 범죄 통계를 이용하여 지역 수준에서 가정폭력 사건과 빈도를 예측하는 것입니다. 이는 지역 내 알코올 구매 가능성과 관련이 있을 수 있습니다.

첫 번째 작업은 지역을 정의하는 것이었습니다. 이는 미국 인구 조사국이 제공하는 인구 통계와 사회경제적 데이터를 포함하는 가장 작은 지리적 단위인 인구 조사 블록 그룹을 이용했습니다. 이 단위는 미국 지역사회조사(ACS)의 완전한 인구통계 및 사회경제적 자료를 제공하는 가장 작은 지리적 단위입니다.

익명화된 모바일 위치 데이터는 미국 전역을 다루는 데이터를 연구자에게 무료로 제공하는 상업 회사인 SafeGraph에서 제공되었습니다. 이 데이터셋은 미국 전역의 360만 개의 관심 지점을 포함하며, 주류점, 술집, 양조장 등 알코올을 판매하는 장소가 포함됩니다.

이 연구는 COVID-19의 통계적으로 혼란스러운 발병 이전 기간을 다루며, 주류점 방문자의 가정 위치는 이전 6주간의 야간 위치를 기반으로 SafeGraph가 추론했습니다. 방문자의 정확한 궤적이나 사용자들의 정확한 가정 위치는 데이터에 포함되지 않으며, 이는 인구 조사 데이터의 ‘일반화’된 경계와 일치합니다.

연구에서 조사된 궤적은 반드시 집-주류점-집 방문과 관련이 있지 않을 수 있으며, 다른 가정 환경으로의 이동 경로에 주류점을 방문하는 것을 포함할 수 있습니다.

사용 가능한 GPS 데이터는 전체 국가를 조사할 수 있는 잠재적인 영역을 포함하지만, 연구자들은 시카고를 선택했습니다. 이는 시카고 경찰국의 시민 법 집행 분석 및 보고 시스템(CLEAR)을 통해 상대적으로 잘 레이블이 지정된 정보를 얻을 수 있기 때문입니다.

CLEAR 데이터셋은 범죄 유형(예: 방화 또는 폭행), 사건 시간, 위치, 위도/경도 쌍 등을 포함하며, 또한 현장에 출동한 경찰이 사건을 1986년 일리노이주 가정폭력법과 관련된 것으로 분류했는지 여부를 나타내는 이진 값을 포함합니다.

연구자들은 일부 비-가정폭력 범죄(예: 방화)가 잘못으로 가정폭력 범죄로 분류되었다는 것을 알게 되고, 이러한 사건을 필터링했습니다.

시카고의 경계와 인구 조사 블록 그룹, 오른쪽은 추출된 가정폭력 사건

주류점을 방문한 경우 4분 이상 머물 경우에만 이를 계산했습니다. 또한, 연구자들은 주류점을 방문했을 때 실제로 구매가 이루어졌는지, 구매의 정도나 유형을 알 수 없다는 것을 인정했습니다.또한, 연구자들은 가정폭력이 가장 많이 누락 보고되는 범죄 유형 중 하나로 여겨진다는 것을 알게 되었습니다. 이는 연구에서 얻은 결과의 근사적인 성격에 기여합니다.

네 가지 접근법

데이터는 네 가지 접근법을 사용하여 조사되었습니다: 랜덤 포레스트(RF), 일반 최소 자승 회귀(OLS), 딥 뉴럴 네트워크(DNN), 및 지리적으로 가중 회귀(GWR). OLS와 GWR는 기계학습이 아닌 통계적 방법입니다.

네 가지 방법과 SafeGraph 자료의 네 가지 주류 판매 장소 유형을 다루고, 이를 CLEAR 자료의 가정폭력 사건과 교차 참조한 실험 개요

네 가지 방법을 통해 얻은 결과는 주류점과 가정폭력 간의 관계가 지역에 따라 다르지만, 연구자들은 궁극적으로 ‘주류점 방문 증가가 시카고의 대부분의 지역에서 가정폭력률 증가와 관련이 있음’을 결론지었습니다.

논문에서 조사한 네 가지 주류 판매 장소 유형과 가정폭력 사건의 상관관계: a) 주류점, b) 술집(바), c) 맥주 양조장, d) 포도주 양조장

이 논문에는 분석과 관련된 사회경제적·인구통계학적 지표에 대한 더 자세한 개요가 포함되어 있습니다.

저자들은 다음과 같이 말합니다*:

‘우리의 결과는 알코올 사용과 가정폭력 간의 관계에 대한 추가적인 통찰력을 제공합니다. 네 가지 종류의 알코올 아웃렛 방문 중에서 주류점 방문이 방문자들의 거주 지역에서 가정폭력이 증가하는 것과 가장 강한 관련성을 보입니다.

‘일상 활동 이론은 범죄가 발생하기 위한 세 가지 필수적인 조건을 제시합니다: 동기를 가진 범인, 잠재적인 피해자, 그리고 범인의 행동을 억제할 수 있는 요소의 부재. 주류점 방문은 구매한 알코올이 집에서 소비될 것이라는 것을 시사하며, 이는 세 가지 조건을 모두 충족합니다: 범인과 잠재적인 피해자는 근접해 있으며, 알코올은 억제를 제거하는 역할을 합니다.’

저자들은 이러한 연구의 결과가 데이터에서 주류점과 가정폭력 간의 관계가 명확한 지역에서 주류점의 규제와 관련된 미래의 정책 결정에 기여할 수 있을 것이라고 제안합니다. 이는 주류점의 영업 시간 제한이나 알코올 라이센스의 수를 제한하는 것을 포함할 수 있습니다.

* 저자의 인라인 인용을 하이퍼링크로 변환했습니다.

처음 2022년 3월 9일에 게시되었습니다.