[WIDA] 1팀_3차 보고서

[주제]
한부모 가족 복지 사각지대 완화를 위한 그룹핑 제안

[목표]
한부모가족 실태조사 데이터를 활용해 복지 사각지대 완화를 위한 복지 대상 발굴을 목표로 군집화를 진행하여 군집별 유형을 정의하고 특성에 맞는 정책 형태 제안

[진행 상황]
공모전 제출을 앞두고 피피티 제작

 

이론적 배경

복지 사각지대 : 복지 욕구가 있음에도 불구하고 복지를 공급 받지 못하는 경우 

원인

1. 소득 재산 기준에 따른 사각지대

2. 신청 누락에 따른 사각지대

3. 단편적 급여 설계로 인한 사각지대

4. 제도 가입 대상 관리 미흡으로 인한 사각지대 

 

한부모 가정 : 가정에 부모 중 하나만 존재하는 경우

주제로 선정한 이유

1. 복합적 어려움이 집중된 계층 : 소득 빈곤 뿐 아니라 돌붐 부담, 고용 제약, 주가 불안정 등 다차원적 빈곤을 경험한

2. 정책 사각지대 존재 : 지원제도 대상임에도 돌봄 서비스 미연계, 자산 형성 조건 미충족 등으로 실제 지원을 받지 못함

 

연구 과정

1. 군집화 - 가구의 상황에 따라 필요로 하는 복지 지원의 종류가 다른데, 데이터를 바탕으로 비슷한 상황에 있는 가구들을 그룹핑하면서 소득 기준으로는 잡히지 않은 숨은 취약 그룹을 집단 차원에서 발견할 수 있도록 함

2. 분류 모델 - 각 가구가 군집화로 밝혀낸 한부모 가족의 유형에 속할 가능성을 예측하여 사전 탐지 및 정책 우선순위 설정, 가구 맞춤 정책 발견을 꾀 

3. XAI - SHAP 기법을 사용해 분류모델에서 사용된 특징의 가중치를 찾아 해석함

4. 최종 정리 

 

군집화 결과 - K-Means Clustering

최적의 K개수를 찾기 위해 앨보우 기법 사용

앨보우 기법 결과 급경사가 끝나는 지점인 4가 최적의 K 개수로 판단됨 -> 군집화 진행

군집 결과

🔵 군집 0

• 가족수 2.88명
• 월 지출은 153.86만 원 (전체 평균보다 낮은 편)
• 우울감 점수(15.6) 가장 높음 (평균: 11.13)
• 장애인 가족수 (1.28), 장애 자녀 수(1.04) (평균: 가족 0.06명, 자녀 0.01명)
• 주업은 3.99시간으로 가장 짧음
• 금융자산은 2,018만 원, 부동산 3,636만 원, 부채 892 만 원-평균보다 낮음

🟠 군집 1

• 가족 수 2.74명, 자녀 중 장애 아동은 거의 없음
• 월 소득 300만원 이상 비율이 가장 높음
• 부동산 자산은 2억 4,310만 원/금융자산 5.133만 원 (평균: 2700만)
• 우울 경험 점수 11.99점
• 주업 시간은 9.02 시간으로 평균

🟢 군집 2

가족 수 3.33명, 미성년 자녀 수 2.12명, 초등학생 0.75, 중학생 0.57

소득 수준 200~300, 금융 자산 1908만 원

월 지출은 172.31만 원 (평균 184.03)

우울감 점수 13.36점, 평소 건강 상태 점수 낮음

 

🔴 군집 3

가족 수 2.07명, 미성년 자녀 수 (1.00)명, 장애 자녀 없음

금융자산이 1788만 원, 부채 1,341만원, 소득 200~300 자산 수준이 낮음

우울감 점수도 13.46점 (평균 11.13)

 

 

분류 모델링 - RandomForest, XGBoost

군집화 결과로 나타난 'cluster' 피처를 타겟 변수로 두고 분류 모델 구축

Training Set과 Test Set은 8:2 로 설정

 

RandomForest

 

Accurcy : 0.97

Precision : 0.983

Recall : 0.967

F1 Score : 0.975

 

Training set : 1.0

Test set : 0.977

→ 과적합 아님

 

XGBoost

 

Accuracy : 0.98

Precision : 0.985

Recall : 0.969

F1 Score : 0.977

 

Training set : 1.0

Test set : 0.98

→ 과적합 아님

 

 

두 모델의 성능 비교 결과 XGBoost의 성능이 좋음

 

SHAP - 설명 가능한 AI

 

 Summary plot

• 색상 : 해당 feature의 값의 크기 - 빨간색은 높은 값, 파란색은 낮은 값
• 같은 변수라도 값에 따라 예측 방향이 달라지는 경향을 보여줌
• SHAP 값이 양수일수록 예측값이 증가

 

cluster 0

 

 

🔵 군집 0

장애 가족 수와 장애 자녀 수 feature 가 군집 1의 군집 분류에서 중요한 기준으로 작용함

• 장애 가족 수가 많을 수록 군집 0 의 예측값이 증가

cluster 1

🟠 군집 1

• 가장 영향력이 큰 변수는 소득 300으로, 값이 높을 수록 해당 군집으로 분류될 가능성을 높임
• 지출과 자산 또한 값이 클수록 군집 1로 분류됨

cluster 2

🟢 군집 2

• 미성년 자녀 수가 가장 큰 영향력을 보임
• 미성년 자녀 수가 많을 수록 군집 2에 포함 가능성을 높이는 방향으로 작용
• 가구 구성, 초등, 중등 자녀 수가 높을 수록 군집 2에 포함됨
• 반면, 소득이 300일수록 해당 군집에 포함되지 않음

cluster 3

🔴 군집 3

• 미성년 자녀 수가 가장 큰 영향력을 보임
• 미성년 자녀 수, 소득 300, 가구원 수, 지출 금액이 낮을수록 군집 3에 포함되는 방향으로 작용함

 

최종 군집 정리

 

🔵 군집 0 : 장애 집중 취약형

장애 가족 (장애 자녀) 수 매우 높음

우울감 경험 점수 높음

금융자산, 부동산 및 소득 모두 낮음

 

👉 정책 방향: 심리지원 + 장애 돌봄 서비스 제공 필요

 

🟠 군집 1 : 경제적 안정 자립형

• 소득 상위(300만원 이상 소득 多), 지출도 가장 많음
• 금융 자산, 부동산 모두 높음
• 우울감 경험 점수도 가장 낮음
• 미성년 자녀수 평균적

→ 생활 기반이 안정적, 기초 지원 대상 아님

👉 정책 방향: 직접 지원보다는 사회 연계 프로그램 제공

 

🟢 군집 2 : 자녀 다수 양육형

• 미성년 자녀 수가 가장 많음
• 초등학생, 중학생 수도 가장 많음 → 돌봄 부담 높음
• 자산 및 소득은 높지 않음
• 여가 활동 경험이 가장 많음

👉 정책 방향: 자녀 양육 지원 서비스 제공 필요

 

🔴 군집 3 : 고립형 저소득층

• 가족 수가 가장 적음
• 미성년 자녀도 1명으로 가장 적음
• 소득 및 자산, 지출 모두 매우 낮음
• 주업 시간 짧고 여가 활동 수도 적음 → 사회활동 저조
• 우울감 점수 높음
• 금융자산, 부동산 및 소득 모두 낮음

👉 정책 방향: 기초생활 지원 + 심리지원 +커뮤니티 연계형 복지 서비스 제공 필요

 

 

[향후 방향]

프로젝트 인사이트 정리 후 공모전 제출

제출 후 깃허브 정리 예정