Deep Neural Network Based Prediction of Daily Spectators for Korean Baseball League : Focused on Gwangju-KIA Champions Field

Abstract

본 연구는 Deep Neural Network(DNN)을 이용하여 광주-기아 챔피언스 필드의 일일 관중 수를 예측함으로써 이를 통해 구단과 관련기업의 마케팅 자료제공 및 구장 내 부대시설의 재고관리에 자료로 쓰임을 목적으로 수행 되었다. 본 연구 에서는 Artificial Neural Network(ANN)의 종류인 DNN 모델을 이용하였으며 DNN 모델의 과적합을 막기 위해 Dropout 과 Batch normalization 적용한 모델을 바탕으로 총 4종류를 설계하였다. 각각 10개의 DNN을 만들어 예측값의 Root Mean Square Error(RMSE)와 Mean Absolute Percentage Error(MAPE)의 평균값을 낸 모델과 예측값의 평균으로 RMSE와 MAPE를 평가한 Ensemble 모델을 만들었다. 모델의 학습 데이터는 2008년부터 2017년까지의 관중 수 데이터를 수집하여 수집된 데이터의 80%를 무작위로 선정하였으며, 나머지 20%는 테스트 데이터로 사용하였다. 총 100회의 데이터 선정, 모델구성 그리고 학습 및 예측을 한 결과 Ensemble 모델은 DNN 모델의 예측력이 가장 우수하게 나왔으며, 다중선 형회귀 모델 대비 RMSE는 15.17%, MAPE는 14.34% 높은 예측력을 보이고 있다.In this paper, we used the Deep Neural Network (DNN) to predict the number of daily spectators of Gwangju -KIA Champions Field in order to provide marketing data for the team and related businesses and for managing the inventories of the facilities in the stadium. In this study, the DNN model, which is based on an artificial neural network (ANN), was used, and four kinds of DNN model were designed along with dropout and batch normalization model to prevent overfitting. Each of four models consists of 10 DNNs, and we added extra models with ensemble model. Each model was evaluated by Root Mean Square Error (RMSE) and Mean Absolute Percentage Error (MAPE). The learning data from the model randomly selected 80% of the collected data from 2008 to 2017, and the other 20% were used as test data. With the result of 100 data selection, model configuration, and learning and prediction, we concluded that the predictive power of the DNN model with ensemble model is the best, and RMSE and MAPE are 15.17% and 14.34% higher, correspondingly, than the prediction value of the multiple linear regression model.