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2022년 12월 19일 (월) 22:24 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 제주어디갈래

영문 : jejuwhere

과제 팀명

제주어디갈래

지도교수

황*수 교수님

개발기간

2022년 9월 ~ 2022년 12월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 이*준(팀장)

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 원*인

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 윤*준

서울시립대학교 컴퓨터과학부 20179200** 이*기

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

제주도에 관한 여행지 정보를 토대로 사용자 기호에 맞춘 여행지 추천이 주요한 기능

제주도 관광지 검색 기능이나 관련 게시물을 보여주는 부가 기능 존재

사용자가 클릭한 게시물 혹은 작성한 검사지 결과를 로그로 저장

해당 로그를 토대로 recommendation system과 결합하여 취향에 맞는 관광지 추천

rating만 다루는 기존 recommendation system을 수정하여 다양한 변수를 적용해야함

개발 과제의 배경 및 효과

• 배경/필요성

관광지가 다양한 만큼 여행 계획을 짜는 데에 있어 선택 폭이 넓어서 어려움이 존재

기존에는 블로그의 제주도 여행 일지에 기록된 남의 취향이 반영된 여행 계획을 따라 하거나 일부분 차용, 혹은 제주도 관광지 등을 검색해가며 그 중 본인 취향인 관광지들을 일일이 선별해야하는 작업을 거쳐야함. 그 과정에서 관광지들끼리의 위치도 비교해야하고 숙소의 위치도 신경써야하기 때문에 여행 계획을 짜는 것이 꽤 까다로움

일일이 사용자가 자신이 원하는 곳을 검색하여 리뷰를 확인하고 후보를 추려 목적지를 결정하는 것 은 시간이 꽤 오래걸림, 즉 사용자가 원하는 취향의 관광지를 선별하는 것이 기존에는 사용자에게만 달려있음

• 기술적 개선방안

사용자들의 리뷰 정보를 api만으로 얻기에는 한계가 있기 때문에 직접 data 크롤링 library들을 사용하여 부족한 데이터 보완

rating만 사용하던 기존 추천 시스템에서 유저별 기호를 활용한 측정 지표를 추가하거나 장소의 인기도 등 여러 요인들을 고려하여 알고리즘을 만들고 각각의 성능 비교(Fscore, Recall, Accuracy)를 통해 가장 성능이 좋은 추천 시스템을 사용할 계획

• 효과

과제에서 구성한 추천 시스템을 토대로 유저 본인 취향에 맞는 관광지를 스스로 찾기 보다는 사이트 내부 예측 메카니즘이 유저의 그간 취향을 반영하여 제안해주기 때문에 여행 계획을 짜는 데의 과도한 시간 소모나 검색의 번거로움을 없애줄 것임

개발 과제의 목표 및 내용

이번 프로젝트의 최종 목표는 사용자에게 거리/별점/기호를 토대로 추천 시스템을 구성하여 DB 내부에 저장된 최적의 목적지를 추천해주고 그를 토대로 지도 api를 활용하여 전체적인 여행 경로를 구성해주는 것

사용자는 처음에 당일 여행, 1박 2일, 2박 3일 등 여행 기간을 입력할 수 있음

사용자가 추천 알고리즘에 따라 여행 루트를 전부 고르면 최종 소요 거리 및 방문 목적지 정보들을 한 눈에 확인 가능하도록 제공

사용자의 기호같은 경우에는 내부 검색 시스템을 사용하여 남긴 검색/클릭 로그나 ‘관광지 취향 검사지’같은 기능을 추가 생성하여 해당 취향을 반영할 것

부가 기능으로 관광지 정보를 저장한 DB, 검색 엔진 api를 사용해서 사용자에게 카테고리로 장소 검색, 인기별 장소 나열, 관광지 관련 게시물 검색 기능을 제공할 예정

개발 과제의 기술적 기대효과

사용자에게 거리/별점/기호를 토대로 추천시스템을 구성하여 DB 내부에 저장된 최적의 목적지를 추천하고, 지도 api를 활용하여 전체적인 여행 경로를 구성한다.

사용자가 추천 알고리즘에 따라 여행 루트를 전부 고르면 최종 소요 거리 및 방문 목적지 정보들을 한 눈에 파악할 수 있다.

사용자의 검색/클릭 로그나 ‘관광지 취향 검사지’같은 기능을 통해 사용자의 기호를 파악할 수 있다.

관광지 정보를 저장한 DB, 검색엔진 api를 사용하여 사용자에게 카테고리별 장소 검색, 인기별 장소 나열 등의 기능을 제공할 수 있다.

개발 과제의 기술적 기대효과

여행 계획 단계의 어려움을 덜어줌으로써 여행 계획 시간을 단축할 수 있다.

관련 기술의 현황

State of art

• 스프링부트(Spring boot)

스프링부트는 자바의 웹 프레임워크로 기존 스프링 프레임워크에 톰캣 서버를 내장하고 여러 편의 기능들을 추가하여 꾸준한 인기를 누리고 있는 프레임워크

• 크롤링(Crawling)

크롤링이란 인터넷에서 데이터를 검색하여 필요한 정보를 가져오는 것을 의미한다. 웹 서비스 사용자가 키워드를 하나씩 검색해보면서 관련 리포트를 찾는 것이 아닌 미리 정보를 얻어 저장하고 가공하는 것이다. 인터넷 상의 웹페이지를 수집해서 분류하고 저장하여 데이터가 어디에 저장되어 있는지 위치에 대한 분류 작업을 하고 원하는 형태로 가공하는 작업이 주 목적이다.

• NextJS

Vercel이 개발한 오픈 소스 react SSR 프레임워크로 서비스를 구축하는 데 필요한 최소한의 설정만을 요구하며 컴파일링, 번들링 등 코드가 실제로 만들어지는 과정은 내부적으로 처리한다. Vercel의 목표 중 하나가 'Fast Web'이라는 데서도 알 수 있듯이, 기본적으로 속도를 중시한다. SSR구조 자체로 인한 렌더링 성능과는 별개로 SWC등의 컴파일러를 차용하여 꾸준히 빌드 속도를 올리고 있다.

• Docker

운영체제를 가상화하지 않는 컨테이너 기술인만큼 가상머신에 비해서 가벼우며, VM을 포함하여 한 대의 서버에 여러 개의 서비스를 구동하기 좋다. 보안상, 서비스가 털리더라도 원래의 서버에 영향을 미치기가 쉽지 않은 격리된 구조이므로 가상화의 장점을 상당 부분 활용할 수 있다. 구글, 아마존, 마이크로소프트에서도 도커를 지원하고 있다. 그렇기에 가장 큰 장점으로는 사실상 업계 표준이니만큼 사용자들이 작성해둔 소프트웨어 패키지/이미지들이 넘쳐나고 있어서 접근성과 사용하기 좋다는 장점이 있으며 최근에는 클라우드 컴퓨팅에 대해 교육을 진행하는 여러 교육기관에서도 도커에 대한 커리큘럼을 추가하는 경우가 많아지고 있다.

• Nginx

무료 오픈 소스 웹서버이고 모든 목적이 높은 성능에 맞춰져 있다. 잘 사용하지 않는 기능은 과감하게 제외를 하였고, 처음부터 트래픽이 방대한 웹사이트 서비스를 위해 설계되었다. 또한 미리 설정된 개수의 worker 프로세스로 운영되고 각각의 프로세스는 싱글 스레드로 동작하여 아파치에 비해 CPU, 메모리 등 자원 사용률이 현격하게 낮은 이점이 있어 차세대 웹서버로 적합하다.

• Redis

Redis는 오픈 소스로서 NoSQL로 분류되기도 하고, Memcached와 같이 인 메모리 솔루션으로 분류되기도 한다. 성능은 Memcached에 버금가면서 다양한 데이터 구조체를 지원함으로써 DB, Cache, Message Queue, Shared Memory 용도로 사용될 수 있다. 한편, Redis는 Remote Dictionary Server의 약자로 외부에서 사용 가능한 Key-Value 쌍의 해시 맵 형태의 서버라고 생각할 수 있다. 그래서 별도의 쿼리 없이 Key를 통해 빠르게 결과를 가져올 수 있다.

• AWS

AWS Support 기술 및 프로그램은 환경을 관리 및 모니터링하여 성능과 비용 최적화를 보장하고 보안 및 가동 중단 위험을 관리하며 가능한 범위까지 문제 해결을 자동화하는 데 도움을 준다. 다양한 도구를 이용하여 경고와 알림에 대한 대응을 자동화하고 자체적으로 사용하는 기타 관리 시스템과 통합함으로써 시간을 절약할 수 있다.

• Flask

restAPI, CORS, DB 연동, MVC, Layerd 패턴 등 기본적인 기술들을 정해진 틀이 아닌 자유롭게 기술을 사용해서 다룰 수 있으며, 그것을 이용해 다른 언어와 프레임워크에 적용이 가능하다. Micro framework로 플스택 프레임워크와는 다르게 필요한 요소를 개발자가 직접 개발하면서 필요한 라이브러리와 패키치를 설치하여 개발할 수 있다.

• Tensorflow

텐서플로우는 수치 계산과 대규모 머신러닝을 위한 오픈소스 라이브러리다. 텐서플로우는 다수의 머신러닝과 딥 러닝(신경망) 모델과 알고리즘을 결합해 공통 메타포를 통해 유용성을 높혔다. 파이썬을 사용, 프레임워크로 애플리케이션을 구축하기 위한 편리한 프론트 엔드 API를 제공하며 성능이 우수한 C++로 애플리케이션을 실행한다. 텐서플로우는 필기 숫자 판별, 이미지 인식, 단어 임베딩, 반복 신경망, 기계 번역을 위한 시퀀스 투 시퀀스 모델, 자연어 처리, PDE(편미분방정식) 기반 시뮬레이션 등을 위한 신경망을 학습, 실행할 수 있다.

기술 로드맵

• 로그인, 회원가입, 비밀번호 찾기, 관광지 검색, 리뷰 보여주기, 여행 경로 구성, 댓글 및 좋아요 입력 및 검색, 코스 저장 및 조회 등의 기능 구현

NextJS를 이용하여 프론트엔드 구현

스프링부트를 이용하여 백엔드를 구현

• aihub, 비짓제주, 네이버 리뷰를 크롤링하여 데이터 생성
• mysql로 DB 관리

특허조사

• 공개번호/일자 - 1020170014464 (2017.02.08), 출원인 - 주식회사 케이티, 법적상태 - 거절

본 발명은 여행 일정의 추천 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자가 생성하거나 사용한 동영상, 사진, 음악 등의 특성을 분석하여 사용자의 성향을 파악한 후, 상기 사용자의 여행 목적지 및 여행 기간과 상기 사용자의 성향을 고려하여, 상기 사용자에게 적합한 방문 장소 및 스케줄 등 여행 일정을 추천할 수 있는 사용자 성향을 고려한 여행 일정 추천 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. 본 발명은 여행 일정의 추천 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 사용자가 생성하거나 사용한 동영상, 사진, 음악 등의 특성을 분석하여 사용자의 성향을 파악한 후, 상기 사용자의 여행 목적지 및 여행 기간과 상기 사용자의 성향을 고려하여, 상기 사용자에게 적합한 방문 장소 및 스케줄 등 여행 일정을 추천할 수 있는 사용자 성향을 고려한 여행 일정 추천 방법, 장치 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다.

본 발명은 주어진 사용자의 여행 목적지에 대하여, 서버가 상기 사용자에게 방문 장소를 포함하는 여행 일정을 추천하는 방법으로서, 상기 서버가, 상기 사용자가 생성하거나 사용한 컨텐츠 또는 그에 대한 정보를 이용하여 상기 사용자의 성향에 대한 하나 이상의 사용자 키워드를 산출하는 사용자 키워드 산출 단계; 상기 여행 목적지 내에 위치하는 여행 장소들에 대한 특성을 나타내는 여행 장소 키워드와 상기 사용자의 성향에 대한 사용자 키워드를 대비하여, 상기 사용자에게 추천할 방문 장소를 산출하는 방문 장소 산출 단계; 및 상기 서버가 상기 사용자의 단말로 상기 방문 장소를 포함하는 여행 일정을 전달하여 상기 사용자에게 제시하도록 하는 여행 일정 제시 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 여행 일정 추천 방법을 개시하는 효과를 갖는다.

특허전략

• 비슷한 예의 프로그램에 대한 특허의 법적상태가 거절인 것을 확인할 수 있었으므로, 특허권 침해에 대한 큰 고민 없이 개발을 진행해도 무리가 없을 것이라고 판단함.

시장상황에 대한 분석

가. 경쟁제품 조사 비교

• 대한민국 구석구석

주요 기능: 지역별 인기 관광지 및 코스 추천, 축제 정보 제공

• 비지트 서울

주요 기능: 카테고리별/지역별 여행지 정보 제공, 교통 정보 제공

• 경기관광포털

주요 기능: 카테고리별 여행지 추천, 여행 코스 추천, 축제 정보 제공, 포토갤러리

나. 마케팅 전략

• 기존의 여행 코스 추천 사이트와는 다르게 여행 계획에 들어가는 시간을 절약할 수 있음을 강조한다.

설계

제품의 요구사항

• 선호하는 여행지에 따라 여행지 노트를 추천받을 수 있다.
• 여행지에 대한 평가 및 정보를 입수할 수 있다.

사용자 요구사항 만족을 위한 기능 정의 및 기능별 정량목표

• 여행지 노트 추천

사용자 선호도 조사 및 로그 수집

추천 알고리즘 실행

• 여행지에 대한 평가 및 정보 입수

타이틀, 사용자 이름 검색 시 연관 정보를 제공

개념설계안

• 사용자 인증

토큰 기반 사용자 인증. JWT(Json Web Token) 로그인 방식 구현.

• 사용자의 여행지 설문

사용자가 선택한 선호 관광지의 tag 점수를 바탕으로 유저 선호도 vector를 생성하여 모델에 대입

• 추천 시스템 개발

유저가 과거 방문했던 목적지들의 태그를 counting한 값을 반영하는 personalized diversity score, 인기 여행지만을 방문했을 때 점수가 높게 반영되는 personalized popularity score, 관광지 거리에 따른 선호도를 반영하는 personalized distance score를 사용한 모델 구현

• DB 설계
• 도커 컨테이너 구성
• 최종 아키텍처

[아키텍처이미지]

유스케이스 다이어그램

가. 액터 목록

[유스케이스 이미지]

나. 유스케이스 설명

결과 및 평가

완료 작품의 소개

가. 프로토타입

[프로토타입이미지]

• 대표 기능 화면입니다. 설문조사 완료 후 사용자 맞춤 여행 계획을 짤 수 있습니다.

실행

가. SW 실행 방법

[이미지1]

• 사이트 접속 후 로그인 화면입니다.

이메일과 비밀번호에 정규표현식을 삽입해 이메일과 비밀번호 양식이 모두 맞을 때 로그인 버튼이 활성화되도록 구현했습니다.

[이미지2]

• 회원가입 화면입니다.

이메일, 비밀번호, 닉네임, 핸드폰 번호, 이름, 거주 지역을 정보로 입력받고 있고 필수정보가 모두 입력되어야 회원가입 버튼이 활성화되도록 구현했습니다.

[이미지3]

• 로그인 후 이용자의 여행지 성향을 분석하기 위한 설문조사 시작 화면입니다.

[이미지4]

• 설문조사 화면의 예시입니다.

설문조사 상단에 상태 바를 구현하여 사용자가 몇 번째 설문을 하고 있는지 실시간으로 확인할 수 있고 점수를 매길 수 있는 간단한 별표 UI를 라이브러리를 사용해 구현했습니다.

[이미지5]

• 설문조사 완료 후 화면입니다.

[이미지6]

• 설문조사 완료 후 사용자 맞춤 여행 계획을 짜기 위한 시작페이지입니다.

여행 일정, 여행 제목, 여행 인원, 외부 공유 버튼, 여행지 개수를 필수 값으로 입력 받고 있고 외부 공유와 여행지 개수는 default 값이 설정되어 있습니다. 필수 값들이 모두 입력되어야 여행지 완성 버튼이 활성화됩니다. 꼭 추가해야할 여행지에는 사용자가 여행을 하면서 꼭 방문하고 싶은 여행지를 추가할 수 있습니다. 여행지에 검색어를 입력하면 백엔드 서버로 api를 호출해 리스트를 가져옵니다. 이 때 디바운스를 적용해서 불필요한 api 호출을 방지했습니다.

[이미지7]

• 사용자 맞춤형 여행 코스 페이지입니다.

사용자가 입력한 정보를 바탕으로 사용자 취향에 맞게 여행지를 추천해주는 페이지입니다. 여행지 추천 기능뿐만 아니라 링크 공유, 동선 최적화, 동행자 추가, 비슷한 성향의 여행자가 만족한 여행지 추천, 숙소 추천, 맛집 추천, 항공권 예매, 네이버 길찾기 리다이렉션, 여행지 순서 변경과 같은 기능들을 제공합니다.

[이미지8]

• 여행지의 상세 정보를 보여주는 페이지입니다.

여행지마다의 상세 정보를 보여줍니다. 반려동물이 입장가능한지 아이들을 위한 여행지인지 운영시간, 입장료, 상세 설명과 같은 정보가 있고 구글 번역 api를 사용해 영문으로도 정보를 받아볼 수 있습니다.

성과물

포스터

가. 대외전시 포스터

[포스터이미지]

여행객들이 관심을 가질만한 디자인으로 사이트 로고를 준비했습니다.

여행이라는 테마를 한눈에 알 수 있게 비행기와 캐리어 그림을 사용해 아이콘을 만들었습니다.

제주도를 대상으로 하는 걸 제주라는 사이트 이름과 귤을 상징하는 오렌지색으로 표현하였습니다.

완료작품의 평가

내용

향후평가

가. 어려웠던 내용들

• 네이버와 카카오 두 플랫폼에서 상당한 양의 여행지 데이터를 수집하였으나, 리뷰가 적은 데이터가 많아 전처리 후 쓸만한 데이터가 많이 남지 않았다. 또한, 어떤 정보를 추천 시스템에 사용할지 정하는 데에 대한 어려움이 있었다.
• 확도가 높은 추천 시스템을 위해 어떤 알고리즘을 적용시켜야 하는지 정하기 어려웠다.
• 깔끔하면서도 직관적인 웹 디자인을 고심하여여 제주를 상징하는 오렌지색을 테마로 하였다.

나. 차후 구현할 내용

• 리뷰 수가 적어 사용하지 못했던 장소 데이터의 정보를 찾아 추천 여행지 늘리기
• 게시판이나 포토갤러리 등을 구현해 이용자 간 정보 공유 활성화를 유도
• 사용했던 추천 알고리즘이 적절한지를 확인하고 더욱 최적화시키기
• 더욱 깔끔한 이용자 경험을 위해 디자인 다듬기

다. 추천 시스템 관련

개발 사업비 정산

구성원 및 추진체계

• 개인

원우인: 네이버, 다음, 기타 여행 앱으로부터의 데이터 크롤링, personalized trip recommendation system 알고리즘 개발, Frontend/Backend 사이 api 구성 및 전체적 설계 담당, AWS 배포 담당

이동기: 사용자가 사용하기 편리한 UI/UX 구성, 서버로의 request 전송/ 서버로부터의 response 다루는 Frontend 구성 역할

이동준, 윤예준: 데이터 크롤링, 서류 작성 및 관리

• 팀

필요시 팀원 당 플랫폼 하나씩 선정하여 데이터 크롤링 담당

발표 자료 혹은 발표의 경우 돌아가며 전담

관련사업비 내역서

내용

부록

A-1 참고문헌 및 참고사이트

• Personalized Tour Recommendation via Analyzing User Tastes for Travel Distance, Diversity and Popularity - JongsooLee, Jung Ah Shin, Dong-Kyu Chae and Sang-ChulLee
• Item-Based Collaborative Filtering Recommendation Algorithms - BadrulSarwar, George Karypis, Joseph Konstan, and John Riedl
• Neural Collaborative Filtering – XiangnanHe, LiziLiao, HanwangZhang, LiqiangNie, XiaHu, Tat-SengChua
• Deep Neural Networks for YouTube Recommendations- Paul Covington, Jay Adams, Emre Sargin

A-2 관련특허

A-3 소프트웨어 프로그램 소스

https://github.com/zs-capstone -- backend, AI, 배포 코드 존재

https://github.com/zs-capstone/Frontend -- Frontend 코드 존재