무선신호로 분석한 4차 광화문 집회

들어가며,

최근 광화문에서는 매 주 집회가 열리고 있습니다. 그리고 집회에서 모이는 참여인원 수에 대한 의문이 사회적으로 큰 논란이 되고 있었습니다. 1차 집회 때 큰 차이를 보이지 않던 참석인원은 2차 집회 때부터 경찰추산 4만 8천명 대비 주최측 추산 20만명으로 15만명 이상의 차이를 보였습니다.
11월 12일 광화문에서 열린 3차 집회에서는 주최측 100만명 대비 경찰측 26만명으로 74만명의 큰 차이를 보이면서 더 큰 갈등이 생겼습니다. 그리고 이 차이를 놓고 많은 가설과 주장들이 대립하는 모습을 볼 수 있었습니다.
상황을 지켜보면서 저희 팀은 “혹시 우리가 가진 기술을 통해 조금 더 정확하고 과학적인 인원 추산이 이루어질 수 있지 않을까?” 생각을 해 보았습니다. 만약 그렇게 할 수 있다면, 저희가 워크인사이트를 통해 기업 의사결정에 기여하는 것처럼 사회에서도 더 나은 논의가 진행될 수 있도록 작게나마 기여할 수 있지 않을까 기대해 보았습니다.

2016년 11월 19일 광화문광장

용기를 내어 모든 국민이 관심을 갖는 민감한 주제에 도전하기로 결정한 뒤, 저희는 몇 가지 기준을 세웠습니다. 첫째, 본 프로젝트는 기술회사의 사회공헌활동으로 정보의 공유를 목적으로 시작하고 마무리할 것. 둘째, 사회현상에 대한 과학적 관찰을 목적으로 수행 후 운영미숙 등의 이유로 데이터의 품질이 기대에 미치지 못한다고 판단되면 실험 실패로 정의하고 활용하지 않을 것. 셋째, 철저하게 정치적으로 중립적인 의견과 태도에 기반하여 수행할 것. 솔직히 가장 우려되었던 점은 나름의 사회적 기여를 위한 노력에도 불구하고 데이터가 경찰이나 주최측의 기대치와 큰 차이가 발생하는 것이었습니다. 다행히도 데이터 공개 후 많은 분들이 이제야 경찰측의 페르미 추정법 논리와 주최측의 누적 인원 합산 추정논리가 모두 이해된다는 말씀을 주셨습니다. 이에 세부적인 프로젝트 수행 과정과 분석결과를 공유하는 것이 의미있을 것으로 판단하여 구체적인 내용을 말씀드리겠습니다.

워크인사이트 기술 소개

조이코퍼레이션의 워크인사이트 기술은 본래 오프라인 매장의 방문객 추이를 측정하고 분석하기 위해 탄생했습니다. 워크인사이트는 조이스퀘어(ZOYI Square)란 센서를 통해서 스마트폰에서 발생하는 와이파이(Wi-Fi) 및 블루투스 신호를 탐지합니다. 스마트폰은 근처에 접속 가능한 기기가 있는지 탐색하는 패킷 등 와이파이 및 블루투스를 주기적으로 발송하는데, 이 신호의 고유값을 통계적으로 수집하고 있습니다. 워크인사이트 서비스에 대한 보다 자세한 소개는 다음 링크를 클릭하면 얻을 수 있습니다. 조이코퍼레이션은 신호의 수집 단계에서부터 무선 신호의 고유값을 비식별화 조치를 하여 수집하고 있어 이 정보로 특정 개인을 식별하기는 불가능합니다. 다만, 특정 시점에서 중복되지 않게 인원을 카운팅 하는 용도로 활용할 수는 있습니다. 다시 말해, 광화문에서 한 번 감지된 기기가 시청 앞 광장에서 또 측정된다면, 이 기기는 ‘한 명’으로 카운팅 할 수 있습니다. 워크인사이트 기술은 무선신호로 탐지된 디바이스로부터 무선신호 활성화율을 고려하여 인원 수를 추정하는 방식을 활용하고 있습니다. 따라서 와이파이 혹은 블루투스가 꺼져 있는 스마트폰은 탐지할 수 없습니다. 통계 결과의 정확도에 밀접한 영향을 미치는 무선신호 활성화율의 경우, 지난 3년간 크게 1) 리서치 기관을 통한 조사와 2) 워크인사이트 집계 수치와 직접실측, CCTV 및 적외선 등 다른 기술을 통해 측정한 방문객 수와 비교, 두 가지 방법으로 추정해 오고 있습니다.

두 자료를 종합해 보면 무선신호 활성화율은 평균 50%(오차 10%이내)의 수준으로 추정할 수 있습니다. 무선신호 활성화율 외에도 데이터 추정에 고려해야 하는 기술적인 부분이 더 있는데요, 바로 무선신호 중 랜덤화된 고유값을 이용한 신호입니다. 개인정보 보안을 이유로 스마트폰이 통신을 할 때에는, 특정 환경에서 고유값을 랜덤화한 신호가 활용되고 있는데요. 워크인사이트가 일반적으로 이용되는 매장 환경에서는, 사람들이 평균 2분 내외에 매장 앞으로 스쳐 지나가기 때문에 이 랜덤화된 신호가 결과에 영향을 미치는 부분이 적습니다. 하지만 이번 광화문 스팟 분석의 경우 넓은 면적을 측정해야 했고, 한 디바이스가 여러번 랜덤화가 일어날 경우 복수로 집계될 가능성이 있기 때문에 랜덤화된 신호를 제외하고 탐지하게 되었습니다. 따라서 랜덤화 비율을 추가로 알아야 정확한 추정이 가능합니다. 광화문 현장 근처 매장에 워크인사이트가 수집하는 몇 군데의 샘플 데이터를 확인해 본 결과, 전체 디바이스 중 랜덤화된 신호를 발생하는 디바이스 비율이 18.9%로 확인되었습니다. 따라서 랜덤화 되지 않고 공간안에 탐지한 무선 신호 디바이스가 1만개 있다고 하면, 1만 / 0.5 / (1–0.189) 로 약 2만 5천 명이 방문 했다고 추정하였습니다. 보다 자세한 워크인사이트 기술 개발 과정 및 소개가 궁금하다면 저희가 2014 Deview에서 발표한 자료를 참고해 주세요.

측정 진행 과정

수요일 오후 광화문 집회 현장 인원 집계를 진행하기로 결정한 뒤, 조이코퍼레이션 팀은 TF를 꾸려 빠르게 움직이기 시작했습니다. 측정지역 및 측정인원 선정 우선 측정 지역 파악이 가장 중요했습니다. 센서 한 개의 측정 가능 범위가 반경 약 50m을 고려할 때, 전체 집회 현장을 커버하는 것보다 유동인구가 광장으로 유입되는 목 지점을 중심으로 측정하는 것이 더 효율적이라 판단하였습니다. 과거 집회 때의 유동인구 흐름과, 주최측이 발표한 19일 이동 계획 등을 고려하여, 총 53개의 스팟을 선정하였습니다.

측정 스팟 선정 및 인력 배치 과정 및 결과

넓은 지역에 배치된 53개의 스팟간 효율적인 커뮤니케이션을 위해, 53개 스팟을 10개의 팀으로 묶고, 각 팀마다 조이코퍼레이션 멤버를 팀장으로 배치했습니다. 또한 필요한 경우 측정 스팟을 변경하고 센서 작동 이상 시 빠르게 이를 해결할 4명의 글로벌 관리팀을 꾸렸습니다. 실행을 위해 조이코퍼레이션 직원 외에도 측정 인원이 더 필요하였습니다. 충원을 위해 수요일 오후 6시 경 조이코퍼레이션 공식 페이스북 페이지에 모집 공고를 올렸습니다. 공고가 소셜에서 뜨거운 호응을 얻으며, 하루 만에 선발 인원의 4배나 되는 분들이 지원해 주셨습니다. 이렇게 총 50명의 인원이 선발되었습니다.

감사하게도 많은 분들이 저희의 취지에 공감해 주셨습니다

유동인구 측정 센서 준비

한편, 같은 시간 개발팀과 기술 지원팀은 조이스퀘어 센서를 야외 유동인구 측정 용으로 탈바꿈하기 위한 노력을 진행하고 있었습니다. 조이스퀘어(ZOYI Square) 센서가 작동하기 위해서는 첫째, 전원이 계속 공급되어야 하고, 둘째, 수집된 데이터를 지속적으로 저장할 수 있어야 합니다. 본래 리테일 매장에서 운영할 때에는 센서를 매장 내의 전원에 연결한 뒤, 무선 인터넷을 통해 데이터를 서버로 전송하여 처리하게 됩니다.

본래는 매장에 이렇게 설치됩니다.

하지만 이번 집회 측정의 경우, 센서를 야외 공간에 두고 있어야 했습니다. 따라서, 센서에 10시간 이상 전원을 안정적으로 공급해 줄 수 있는 대형 배터리팩과, 인터넷 환경이 좋지 않은 상황에서도 데이터가 안정적으로 모일 수 있는 대용량 USB가 필요했습니다. 배터리팩과 대용량 USB를 긴급 공수하고, 조이스퀘어 센서 내의 펌웨어(firmware) 역시, 수집된 데이터가 USB에 저장되도록 변경하였습니다. 또한 센서가 꺼질 때를 대비해 이를 다시 활성화 시켜 줄 앱을 제작하였습니다.

배터리팩에 결합한 조이스퀘어 센서 모습 (도시락 폭탄 아닙니다…)

측정 인원 오리엔테이션

금요일 오후, 5시부터 9시까지 총 4회에 걸쳐 측정인원 오리엔테이션을 진행하였습니다. 워크인사이트 서비스의 원리에서부터 올바른 측정 방법, 문제 시 대처 방법 등에 대한 교육을 진행했습니다

측정을 위해 배터리 팩을 가방에 넣는 방법, 올바른 예와 올바르지 않은 예

조이스퀘어 센서는 휴대폰의 무선 신호를 감지하도록 만들어졌기에 무선신호가 투과하기 어려운 메탈 혹은 물이 가까이 있는 경우 신호가 약하게 들릴 수 있습니다. 즉, 센서에 부착한 배터리 팩은 메탈 소재로 되어있어 가급적 배터리 팩 반대 방향이 바깥을 향하도록 센서를 들고 있는 것이 좋으며, 70%가 물로 되어있는 사람의 몸 역시 너무 가까이 있는 것보다 외부로 노출을 시키는 것이 좋습니다. (가방에 넣는 것은 무선신호 감지에 큰 영향을 주지 않습니다.) 또한 상황에 따라 지도상 표시한 위치에서 움직여야 할 경우를 대비해 모든 참가자는 측정 시간동안 휴대폰에 GPS 애플리케이션을 실행시켜 두도록 가이드 하였습니다.

조이 사무실에서 오리엔테이션을 진행하였습니다

현장 측정 과정

배터리팩의 무게가 꽤 나가다 보니, 센서와 배터리팩을 결합한 측정 기기 한 개의 무게는 약 2.5kg에 달했습니다. 53개면 이 무게만 해도 132kg. 참가자들에게 나눠줄 음료와 간식까지 이 모든 준비물을 광화문 현장까지 차질 없이 이동하는 것 또한 중요한 임무였습니다. 집회 당일 혼잡을 피해 전 날인 금요일 밤 광화문 집회 현장 근처 주차장으로 모든 준비물을 실은 차량 두 대를 미리 보냈습니다. 덕분에 토요일 오후 1시, 일정에 맞춰 현장에서 측정 인원들에게 센서 및 간식을 배포할 수 있었습니다.

조이스퀘어 센서와 간식 준비 완료

오후 2시부터 모든 인력이 현장으로 이동, 측정을 시작했습니다. 50분 측정 후 10분 휴식하는 방식으로 측정을 진행하였습니다.

이해를 돕기 위한 센서 사진. 보통은 가방에 들어있어 노출되지 않았습니다

측정 종료. 분석 시작

빗방울이 조금씩 떨어지던 오후 10시. 군중을 뚫고 53개의 USB가 무사히 집결지로 회수되었습니다. 빠른 분석을 위해 USB를 먼저 조이코퍼레이션 본사로 이동하였습니다.

53개의 USB가 모두 무사히 모였습니다!

자정부터 데이터 취합 및 분석 작업을 진행하여, 집회 다음 날인 일요일 오전 추정한 집계 인원 및 시간대별 인원을 공유드리게 되었습니다.

분석팀과 개발팀이 밤새 고생해 주셨습니다

분석 결과 공개

데이터에 기반한 그 날의 현장을 공개합니다.

1. 광화문 집회 현장 유동인구는 어떻게 추산되었나

오후 2시부터 오후 9시까지 센서에 감지된 고유한 무선 신호를 기반으로 활성화율을 적용해 추산, 중복을 제외한 누적 인원을 73.8만명으로 추산하였습니다. 자세한 내용은 아래와 같습니다.

  • 11월 19일 오후 2:00 부터 9:20 까지 총 295,498 개의 랜덤화되지 않은 디바이스가 탐지되었습니다.
  • 보도자료를 준비하는 시간에는 현장 근처의 랜덤화 비율을 바로 계산할 수 없어서 20%로 가정하고, 무선신호 활성화율을 50%로 가정하였습니다.
  • 따라서 당일 무선신호를 켠 디바이스는 약 369,372개라고 추산 할 수 있었습니다 (295,498 / (1–0.2))
  • 무선신호 활성화 비율을 적용하여 무선신호를 켜지 않는 디바이스 수 까지 반영하면 광화문 현장을 다녀간 인원은 약 738,744 명으로 추산할 수 있었습니다. (369,372 / 0.5)
  • 보다 자세한 검증을 위해 실제 관측된 데이터로 업데이트를 하면 11월 19일 광화문 사거리 바로 옆 워크인사이트가 설치된 매장에서 랜덤화 비율을 계산하였을 때 약 18.9%로 측정되어, 가정했던 랜덤화 비율 20%와 큰 차이가 없는 것을 확인했습니다.

2. 이번 분석의 한계

보도 이후 일반 유동인구를 제외하고 집회 참여자만 추정할 수 있는지에 대한 질문이 많이 들어왔습니다. 통계적으로는 두 가지 방법이 있는데 i) 집회 전의 평균 유동인구를 알 수 있다면 증감을 통해 집회 참여자 수를 추정하거나, ii) 집회 공간을 한정하고 체류시간을 측정하여 흘러지나가는 유동인구를 제외하는 방법입니다. 이번 분석이 스팟으로 진행되었기 때문에, 첫번째 방법은 기존 데이터가 없어서 비교하기 어려웠습니다. 다만 집회 현장 부근 매장의 유동 인구를 통해 트렌드를 확인해 볼 수 있었습니다. 광화문 사거리(A 매장)와 종각 사거리(B 매장)에 위치한 두 매장을 대상으로 유동인구를 확인해보았는데, A 매장은 평상시 주말 대비(10월) 유동인구가 126%나 증가했으며, B 매장도 32%가 증가해 집회로 인해 광화문 일대의 유동인구가 크게 증가한 것을 확인해 볼 수 있었습니다. 또한, 전 주 주말(12일) 대비해서는 A 매장은 12%, B 매장은 24% 감소를 보여 전 주 집회 대비 인원이 감소했음을 확인할 수 있었습니다. 두번째 방법은 모든 공간을 커버할 수 없어 체류시간 측정에 어려움이 있었습니다. 일반 매장 설치시엔 사각지대가 없도록 센서 배치 및 모니터링을 통해 신호 누락이 없고, 하나의 신호가 오랜 끊김 없이 지속 파악될 수 있도록 합니다. (사전 논의 진행-설치시 기술 지원팀이 센서마다의 신호값 측정-설치 이후 일정 기간 동안의 모니터링) 하지만 광화문 집회 현장 집계는 당일 진행된 프로젝트로, 광범위한 지역을 53개라는 한정적인 센서를 가지고 측정하다보니 사각지대가 발생, 그로 인한 체류시간 파악에 한계가 있었습니다. (이후 체류시간 분석은 무선신호가 두 번 이상 파악된 인원을 대상으로만 이뤄졌음을 참고바랍니다. )

매장 측정과 집회 현장 측정 방식의 차이점

3. 오후 4시~5시 인원 증가 폭 가장 크고 피크타임은 저녁 7시~8시

집회 현장 인원을 시간대별로 살펴 보면, 꾸준히 증가하다 저녁 6시 이후로는 유동인구에 큰 변화가 없는 모습을 보였습니다. 특히, 오후 4시~5시의 인원이전 시간대에 비해 가장 높은 증가율(26%)을 보였으며, 피크 시간대는 저녁 7시~8시 사이로 약 22.7만명이 있었던 것으로 추산됩니다.

4. 시간 지날수록 시청 일대에서 광화문 방향으로 인원 증가

센서 위치 별, 주요 시간대별로 광화문 집회 현장의 인원 변화를 살펴보았습니다. 오후 2시, 전반적으로 특정 장소에 인원 쏠림이 없이 한산한 모습입니다. 오후 3시, 시청 부근부터 인원이 급증하다, 오후 4시, 차량 통제가 시작된 시점부터 광화문 광장 부근 사람이 많아지는 모습을 보입니다. 본격 집회가 시작된 저녁 6시엔 광화문 광장과 청계 광장, 시청 또한 인원이 가득차는 모습을 보였고, 저녁 9시 반, 다른 스팟들의 인구는 줄어들지만 청와대로의 행진으로 인해 집회 현장 앞 쪽으로 사람들이 많아지는 모습을 확인할 수 있었습니다.

시간대별 스팟 시각화 결과보기 http://spot.zoyi.co/result/

5. 일찍 온 사람일수록 오래 머물러

집회 현장에 머물렀던 사람들의 평균 체류시간은 약 80분으로, 1시간 미만 체류자가 53%로 가장 많으며, 1시간 이상 2시간 미만 체류한 사람은 21%, 즉, 2시간 미만 참가자들이 74%로 큰 비중을 차지하고 있었습니다. 체류시간 별로 집회 현장에 나타난 시간대를 확인해 보았습니다. 장기 체류자일수록 집회 현장에 빨리 나타나는 모습을 보였는데요. 1시간 이상 2시간 미만 머물렀던 사람들은 본격 집회가 시작되는 저녁 6시~7시에 현장에 가장 많이 나타났고, 2시간 이상 3시간 미만 체류자는 오후 5시~6시, 3시간 이상 4시간 미만 체류자는 오후 4시~5시, 4시간 이상의 장기 체류자는 오후 2시~3시 사이에 가장 많이 현장에 나타난 것으로 확인되었습니다.

글을 마치며,

회사설립 이래로 이렇게까지 뜨거운 관심을 받은 적이 없었던 것 같습니다. 과분한 관심과 응원에 진심으로 감사드립니다. 많은 분들이 이번 주에도 측정을 할 것인지 문의를 해 주셨는데, 아쉽게도 본 분석 결과를 끝으로 집회 참석 인원 측정을 이어갈 계획이 없음을 말씀드립니다. 저희는 작은 IT스타트업이며 운영에 대한 한계성으로 인해서 온오프라인 커머스를 기술로 혁신하고자 하는 본연의 미션에 집중할 수밖에 없습니다. 다만 이러한 무선신호 기술기반의 스팟성 집회 인원집계 운영에 관심있는 업체나 기관이 있다면, 기술적인 협력과 사업개발을 통해 지속적인 측정이 이루어질 수 있도록 지원할 의지가 있습니다. 관심있으신 관계자분들의 연락을 부탁드립니다. 나라가 어려운 상황 속에서 사회구성원으로서 할 수 있는 노력을 하자는 마음과 기술기업으로서의 책임감에서 진행한 프로젝트였습니다. 사회에 작은 공헌이 되었기를 소망합니다. 마지막으로 자발적으로 참여한 모든 조이코퍼레이션 멤버들과 고생하신 측정 지원자 여러분께 감사드립니다.