빈발 항목집합 마이닝 분야의 주된 연구 주제는 수행과정에서의 메모리 사용량을 줄이고 짧은 수행 시간에 마이닝 결과 집합을 얻는 것으로서, 빈발항목 탐색을 위한 다수의 방법들은 Apriori 알고리즘에 기반을 둔 다중 탐색 방법들이다. 또한 최대 빈발 패턴의 길이가 길어질수록 마이닝 수행 시간이 급격히 증가되는 단점을 가진다. 이를 극복하기 위해서 이전의 연구에서 마이닝 수행 시간을 단축하기 위한 다양한 방법들이 제안되었다. 하지만, 다수의 이들 방법들은 희소 데이터 집합에서는 다소 비효율적인 성능을 나타낸다. 본 논문에서도 효율적인 빈발항목 탐색 방법을 제안하였다. 먼저 빈발항목 탐색을 위한 새로운 트리 구조인 $L_2$-tree 구조를 제안하였으며, 더불어 $L_2$-tree를 이용하여 빈발 항목집합을 탐색하는 $L_2$-traverse 알고리즘을 제안하였다. $L_2$-traverse 구조는 길이가 2인 빈발 항목집합 $L_2$에 기반하여 생성되는 것으로서 크기가 매우 작으며, 이를 활용한 $L_2$-traverse 알고리즘은 $L_2$-tree를 단순히 한번 탐색함으로써 전체 빈발 항목집합을 빠른 시간에 구한다. 또한 수행 시간을 보다 단축할 수 있는 방법으로 길이가 3인 빈발 항목집합 $L_3$가 될 수 없는 $L_2$ 패턴들을 미리 제거하는 $C_3$-traverse 알고리즘도 제안하였다. 다양한 실험을 통해 제안된 방법들은 특히 $L_2$가 상대적으로 적은 희소 데이터 집합 환경일 때 기존의 다른 방법들보다 우수함을 검증하였다.
연관 규칙 마이닝은 일반적으로 않은 빈발항목집합과 연관 규칙을 생성하며, 생성된 연관 규칙은 상호 포함관계에 있거나 중복되는 경우가 많다. 이는 효과적인 마이닝 뿐 아니라 마이닝의 활용 효용성을 떨어뜨린다. 이를 해결하기 위하여 연관 규칙 마이닝과 동일한 성능을 가지며 생성되는 규칙의 수를 줄일 수 있는 빈발 폐쇄 항목집합 마이닝이 제안되었다. 본 연구에서는 연관규칙 마이닝 방법 중 가장 우수한 성능을 가지는 ARCS 알고리즘을 개선한 빈발 폐쇄 항목집단 마이닝을 제안한다.
지금까지의 빈발 항목 추출에서는 FP-Tree에 대한 순회와 패턴의 탐색이 필수적인 과정이기 때문에 마이닝 데이터를 트리에 저장하는데 공간이 필요하고 탐색하는데 CPU시간이 필요하기 마련이다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 논문에서는 조건부 FP-Tree의 의존하지 않고 트랜잭션 데이터의 각 항목들의 위치 정보를 부여하여 트랜잭션 데이터를 2차원의 위치정보 Look-Up테이블로 변환하여 시간과 공간적인 접근성을 용이하게 한다. 또한 항목과 항목의 위치에 대한 매핑배열을 병행하여 시간 복잡도를 줄이는 방법을 고려하는 알고리즘을 제안한다. 실험 결과를 통하여 제안된 방법은 FIMI 저장소 웹 사이트에서 얻은 데이터 세트를 기반으로 많은 실행 시간과 메모리 사용을 줄일 수 있음을 보였다.
현존하는 빈발 패턴 마이닝 방법은 대부분 시간 효율성을 목표로 하고, 물리적 메모리 사용에 매우 의존적이다. 하지만 빅데이터 시대가 도래함에 따라 실제 세상의 데이터베이스는 급속도로 증가하고 있으며, 그에 따라 기존의 방법으로 현실적인 거대한 양의 데이터를 마이닝하기에 물리적 메모리 공간이 부족한 실정이다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 빈발 패턴 마이닝의 메모리 의존성을 줄이기 위한 보조저장장치 기반의 연구들이 진행되었으나, 메모리 기반의 방법들에 비해 처리 시간이 너무 많이 소비된다는 한계가 있었다. 따라서 확장성을 가지며, 기존의 디스크 기반의 방법들에 비해 시간효율성을 높인 새로운 빈발 패턴 마이닝이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 빅데이터로부터 빈도 아이템 집합들을 마이닝하기 위해 메모리와 디스크를 함께 사용하는 스택 기반의 새로운 접근법인 PPFP 알고리즘을 제안하였다. PPFP는 빈발 패턴 마이닝 접근법 중 가장 인기 있고 효율적인 접근법 중 하나인 FP-growth를 기반으로 하고 있다. PPFP 마이닝 방법은 다음과 같이 두 단계로 진행된다. (1) IFP-tree 구축: FP-tree를 생성한 후, 새로운 인덱스 번호 부여 방법으로 FP-tree의 각 노드에 인덱스 번호를 부여하고, 이 인덱스 번호가 부여된 FP-tree(IFP-tree)를 테이블로 변환하여(IFP-table) 디스크에 저장한다. (2) PPFP 알고리즘을 이용한 빈발 패턴 마이닝: 스택 기반의 PUSH-POP 방식으로 패턴을 확장시켜 나가며 빈발 패턴을 마이닝한다. 이러한 방식을 통해 메모리 기반의 방법에 비해 반복적으로 많은 시간이 소모되는 연산에 매우 적은 양의 메모리를 활용하여 확장성과 함께 시간효율성 또한 향상시킬 수 있었다. 그리고 기존의 연구 방법들과 비교 실험을 통해 새로운 알고리즘의 성능을 증명하였다.
Recently, many large organizations have multiple data sources (MDS') distributed over different branches of an interstate company. Local patterns analysis has become an effective strategy for MDS mining in national and international organizations. It consists of mining different datasets in order to obtain frequent patterns, which are forwarded to a centralized place for global pattern analysis. Various synthesizing models [2,3,4,5,6,7,8,26] have been proposed to build global patterns from the forwarded patterns. It is desired that the synthesized rules from such forwarded patterns must closely match with the mono-mining results (i.e., the results that would be obtained if all of the databases are put together and mining has been done). When the pattern is present in the site, but fails to satisfy the minimum support threshold value, it is not allowed to take part in the pattern synthesizing process. Therefore, this process can lose some interesting patterns, which can help the decider to make the right decision. In such situations we propose the application of a probabilistic model in the synthesizing process. An adequate choice for a probabilistic model can improve the quality of patterns that have been discovered. In this paper, we perform a comprehensive study on various probabilistic models that can be applied in the synthesizing process and we choose and improve one of them that works to ameliorate the synthesizing results. Finally, some experiments are presented in public database in order to improve the efficiency of our proposed synthesizing method.
연관 규칙 탐사는 이산적인 항목들을 포함하는 트랜잭션 데이터에 존재하는 항목 간 동시 발생 관계를 찾아내는 데 그 목적을 두고 있다. 연관 규칙은 {전항}${\rightarrow}${후항}의 형태를 갖고, 전, 후항은 모두 사전에 정의된 지지도 하한을 만족하는 빈발 항목 집합으로 구성된다. 연관 규칙 탐사에서 문제가 되는 것은 일반적으로 탐사되는 빈발 항목 집합의 개수가 많아지면서 규칙의 개수도 많아지고, 이들 사이에 중복성이 존재한다는 점이다. 따라서 단순히 지지도나 신뢰도 순으로 빈발 항목 집합이나 규칙을 나열하기보다는 항목들의 연관성을 고려하는 것이 분석자에게 보다 도움이 될 수 있다. 본 논문에서는 이를 위하여 연관 규칙 탐사와 함께 계층 군집 분석을 실시하여 항목들 간 연관성을 정리하고, 이를 토대로 빈발 항목 집합들을 나열하는 방법을 제안하고자 한다.
This study suggests the partition algorithm for updating the discovered association rules in large database, because a database may allow frequent or occasional updates, and such update may not only invalidate some existing strong association rules, but also turn some weak rules into strong ones. the Partition algorithm updates strong association rules efficiently in the whole update database reuseing the information of the old large itemsets. Partition algorithms that is suggested in this study scans an incremental database in view of the fact that it is difficult to find the new set of large itemset in the whole updated database after an incremental database is added to the original database. This method of generating large itemsets is different from that of FUP(Fast Update) and KDP(Kim Dong Pil)
The 9th International Conference on Construction Engineering and Project Management
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pp.11-17
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2022
Design-bid-build (DBB) is the most common project delivery method among highway projects. State Highway Agencies (SHAs) usually apply a low-bid approach to select contractors for their DBB projects. In this approach, the Federal Highway Agency suggests SHAs heighten contractors' competition to lower bid prices. However, these attempts may become ineffective due to collusive bidding arrangements among certain contractors. One common strategy is the rotation of winning bidders of a group of contractors who bid on many of the same projects. These arrangements may also be specific to a particular region or vary in time. Despite the practices' adverse effects on bidding outcomes, an effective model to detect red-flag bidding patterns is lacking. This study fills the gap by proposing a novel framework that utilizes pattern mining techniques and statistical tests for unusual pattern detection. A case study with historical data from an SHA is conducted to illustrate the proposed framework.
네트워크 인프라가 급속히 발전하면서 네트워크 상에서 발생되는 트래픽을 관리하기 위해 마이닝 기법을 적용하려는 여러 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 기존의 방법들은 DBMS를 이용하여 개개의 플로우를 저장 후 분석하는 방식을 채택함으로써 엄청난 부하와 실시간 마이닝을 어렵게 하는 문제점이 있다. 본 논문에서는 제한된 크기의 메모리를 사용하여 실시간으로 발생하는 네트워크 플로우 데이터 중 빈발한 플로우를 추출하는 방법을 제안한다. 오직 빈발하게 발생하는 플오우만을 메모리에서 모니터링 트리를 사용하여 관리함으로써 메모리를 효율적으로 사용한다. 제안 된 방법은 기존의 방법들과 비교할 때 적은 시스템 부하를 주면서 초고대역폭의 트래픽을 실시간으로 모니터링 할 수 있다.
기존의 데이터 마이닝 방법들은 기본적으로 지식 발견의 대상이 되는 데이터 집합이 마이닝 작업 시작 이전에 명확히 정의되는 것으로 가정하며 이러한 가정은 고정적으로 정의된 특정 데이터 집합에 내재된 정보 추출이 데이터 마이닝의 목적이 될 때 유효하다. 또한, 기존의 데이터 마이닝 방법들은 대용량의 데이터 집합에 대한 마이닝 결과를 얻는데 있어서 상당한 처리 시간을 요구한다. 따라서, 새로운 트랜잭션 데이터가 지속적으로 추가되는 데이터 스트림에서 추가된 트랜잭션의 정보들을 포함하는 최신의 마이닝 결과를 최대한 빠른 시간 안에 얻기를 기대하는 실시간 처리 환경에서는 기존의 데이터 마이닝 방법을 적용하는 것이 거의 불가능하다. 이러한 목적에 부합하기 위해서 본 논문에서는 새로운 데이터 마이닝 개념인 개방 데이터 마이닝을 제안한다. 개방 데이터 마이닝에서는 새로운 트랜잭션이 발생함에 따라 이전에 발생한 트랜잭션들에 대한 마이닝 결과가 새롭게 갱신되며 따라서 확장된 전체 트랜잭션 집합에 대한 마이닝 결과를 빠르게 얻을 수 있다. 이러한 방법을 효과적으로 구현하기 위해서는 새롭게 출현한 항목에 대한 지연추가와 이전 데이터 집합에 출현한 항목들 중에서 중요하지 않는 항목에 대한 전지작업이 병행되어야 한다. 논문에서 제안하는 알고리즘은 알고리즘의 특성을 파악하기 위한 일련의 다양한 실험을 통해서 검증된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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