AI 기반 알고리즘(Prophet, XGBoost, Hybrid)의 충청북도 외래관광객 예측 정확도 비교
A Comparative Study on the Forecasting Accuracy of AI-Based Models (Prophet, XGBoost, and a Hybrid) for Foreign Tourist Arrivals in Chungcheongbuk-do, South Korea
Foreign tourist arrivals in Chungcheongbuk-do have increased through wellness, eco, and festival tourism, but empirical demand forecasting research on this inland province remains limited. This study compares the forecasting accuracy of Prophet, XGBoost, and a Hybrid Prophet–XGBoost model for monthly foreign tourist arrivals in Chungcheongbuk-do. Monthly data from January 2020 to August 2025 were used. Five scenarios were constructed according to the inclusion of exchange rate, weather, and festival variables. The dataset was divided into 48 months for training, 8 months for validation, and 12 months for testing. Forecasting accuracy was evaluated using MAPE and MASE. The results show that the Hybrid model achieved the best overall performance. Without exogenous variables, the Hybrid model recorded a MAPE of 14.26% and a MASE of 0.25. With exogenous variables, it recorded a MAPE of 13.71% and a MASE of 0.26. Prophet captured seasonal peak patterns but showed unstable performance when multiple exogenous variables were added. XGBoost produced relatively stable forecasts but tended to underestimate abrupt peak-season demand. These findings suggest that Hybrid forecasting can improve regional tourism demand prediction, while exogenous variables should be selectively included according to model structure and data characteristics.
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충청북도는 웰니스, 생태, 축제 관광을 중심으로 외래관광객이 증가하고 있으나, 내륙 광역지자체를 대상으로 한 관광수요 예측 연구는제한적이다. 이 연구는 충청북도 월별 외래관광객 수요를 대상으로 Prophet, XGBoost, Hybrid 모형의 예측 정확도를 비교하였다. 분석자료는 2020년 1월부터 2025년 8월까지의 68개월 월별 자료이며, 환율, 기상, 축제 외생변수 포함 여부에 따라 다섯 가지 시나리오를구성하였다. 자료는 훈련 48개월, 검증 8개월, 예측 12개월로 구분하였고, 예측 성능은 MAPE와 MASE로 평가하였다. 분석 결과, Hybrid 모형이 가장 우수한 예측 성능을 보였다. 외생변수 미포함 조건에서는 MAPE 14.26%, MASE 0.25를 기록하였고, 외생변수 포함 조건에서는 MAPE 13.71%, MASE 0.26을 기록하였다. Prophet은 성수기 계절 패턴을 비교적 잘 포착하였으나, 외생변수 추가 시 예측 성능이불안정해졌다. XGBoost는 전반적으로 안정적인 예측을 보였지만, 급격한 성수기 수요 증가를 과소예측하는 경향을 나타냈다. 이 결과는충청북도와 같은 내륙형 지역관광 수요예측에서 Hybrid 모형의 활용 가능성을 보여주며, 외생변수는 모형 구조와 자료 특성을 고려해선별적으로 투입할 필요가 있음을 시사한다.
목차
ABSTRACT Ⅰ. 서론 Ⅱ. 이론적 배경 2.1 충청북도의 관광 특성 및 외래관광객 현황 2.2 관광수요예측 2.3 AI 기반 관광수요예측 모형 Ⅲ. 연구방법 3.1 연구 자료 구축 3.2 모형 설계 3.3 성능 평가 Ⅳ. 분석 결과 4.1 Prophet 모형의 예측 성능 4.2 XGBoost 모형의 예측 성능 4.3 Hybrid 모형의 예측 성능 4.4 세 모형의 종합 비교 Ⅴ. 결론 참고문헌 국문 초록
키워드
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