슬기로운 지키미 - 멀티캠퍼스 융복합 프로젝트

진행기간 : 2023.01.03 ~ 2023.02.16

주제 : 학교폭력예방 및 대응

• 학교폭력위험지표개발(학교폭력위험점수, 학교폭력위험단계)
• 학교에 설치된 CCTV에서 폭력 감지 시 학교선생님께 SMS 전송

팀원

• 빅데이터 : 박수은, 서혁준, 유영일
• 클라우드 : 박예서(팀장), 유승지, 이기복
• Iot : 김준무

Cloud(AWS)

Service Architecture

SMS 서비스

학교폭력 발생 시 서버에서 SMS를 보내 담당교사에게 알림

Big Data

학교폭력위험 지표

학교폭력발생에는 다양한 원인이 존재한다. 한 개인이 어떤 사람으로 자라며 어떻게 행동하는가는 그 사람의 의식 구조에 따라 결정되는 수가 많으며 그 의식 구조의 형성에는 개인이 자라온 가정, 환경, 학교, 사회의 환경에 의해서 결정된다. CPTED(셉테드) 범죄예방 디자인 연구센터에 따르면 학교 폭력은 학교 내 외부의 환경과 연관이 있다고 말하고 있다. 따라서 학교폭력의 사회 환경적 요인에 환경지표, 학교폭력의 학교 개별환경적 요인으로 위해지표, 경감지표로 분류하여 서울특별시 고등학교 학교폭력위험지표를 개발하였다.

분석 도구 및 절차

상관분석

유의미한 요인을 파악하기 위해 상관분석을 진행하여 높은 수준의 상관관계가 있는 요인 선택

Standard Scaler

Scale이 큰 feature의 영향이 비대해지는 것을 방지

Kmeans(TSNE) 사용

Elbow method / Silhouette Score

군집화에 있어 가장 최적인 k를 찾는 방법

환경지표

학교폭력위험도 가중에 영향을 미치는 서울특별시 자치구 환경을 반영하여 점수를 산정한 상대적 지표 분석 과정

1. 판다스 내부 Corr 함수를 이용해 상관분석

사회환경요인과 실제학교폭력신고수·피해응답학생 수 상관분석 진행

2. 상관분석 결과를 바탕으로 사회환경요인 중 유의미한 변수 결정

3. Standard Scaler 진행

데이터 scale 조정

4. Kmeans 군집화(TSNE 사용)

위해지표

학교폭력위험도 가중에 영향을 미치는 학교 개별환경요인을 반영하여 점수를 산정한 상대적 지표

1. 학교 개별환경요인

학교500m내 유흥업소 개수, 학교폭력피해장소, 학교폭력피해유형, 학교폭력피해시간

2. Standard Scaler 진행

데이터 scale 조정

3. Kmeans 군집화(TSNE 사용)

4. 위해지표 점수

위해지표 학교폭력위험점수 계산 : 0~100점으로 5분위수 계산

경감지표

학교폭력위험도 경감에 영향을 미치는 학교 개별환경요인을 반영하여 점수를 산정한 상대적 지표

1. 학교 개별환경요인

학교 500m내 cctv대수, 학교500m내 경찰관서수, 학교폭력예방교육시간

2. Standard Scaler 진행

데이터 scale 조정

3. Kmeans 군집화(TSNE 사용)

4. 경감지표 점수

경감지표 학교폭력위험점수 계산 : 0~100점으로 4분위수 계산

학교 폭력 위험 지표

학교폭력에 영향을 미치는 사회환경요인과 학교개별환경요인을 모두 반영한 종합지표

학교폭력 위험점수

학교폭력위험점수란, 환경지표 · 위해지표 · 경감지표에서 학교폭력위험에 영향을 미치는 상관계수 크기를 가중치로 부여해서 계산한 학교폭력종합점수이다. 점수는 0 ~ 100의 범위를 가지며, 점수와 위험도는 비례한다.

데이터 명세

A. 서울열린데이터광장

1. 서울시 저소득 한부모 가족(29 rows × 15 columns)
2. 서울시 소득인식 수준(240 rows × 5 columns)
3. 서울시 자치구 단위 생활인구(219000 rows × 32 columns)
4. 서울시 다문화가정(28 rows × 11 columns)
5. 서울시 보통가구(3600 rows × 7 columns)
6. 서울시 CCTV설치현황(83734 rows × 7 columns)

B. 스마트치안빅데이터플랫폼

1. 학교폭력(1966 rows × 43 columns)
2. 청소년비행/학교폭력영향데이터(247 rows × 14 columns)
3. 112신고영향요소융(273 rows × 28 columns)

C. 공공데이터포털

1. 경찰관서 위치 주소(2037 rows × 8 columns)
2. 소상공인진흥공단 상권정보(377724 rows × 39 columns)

D. 나이스

1. 학교기본정보(1421 rows × 25 columns)

E. 학교알리미(크롤링)

1. 학교폭력 조사참여 현황
2. 학교폭력 피해시간
3. 학교폭력 피해신고현황
4. 학교폭력 피해유형
5. 학교폭력 피해장소
6. 학교폭력 예방교육시간

YOLO

학습데이터 : roboflow Violence Detection dataset 1500개 이미지 사용

링크 : https://universe.roboflow.com/nuscrimesocietydatasets/violence-9gmjx

IoT & Web Interface

CCTV 구조

CCTV 작동 모습

Web interfaces

Django 4.1.1 기반으로 작성됨

PC

Mobile