회계감사적 이상치 탐지와 확률 구조:
선거 득표 데이터 실증 분석
수치의 동일성은 감사적 의문의 출발점이나, 최종 판정은 데이터 생성 메커니즘 및 표본의 확률 구조에 기초하여 이루어져야 한다.
회계감증 및 데이터 검토 과정에서 이상치 탐지(Outlier Detection)는 필수적인 절차다. 동일 금액의 중복 계상, 정기적 반복 거래, 지나치게 인위적인 정수 수치, 모집단 평균 대비 극단값 등은 주요 감사 검토 대상에 해당한다.
그러나 이상치 판단 시 보다 본질적인 질문은 관찰된 수치가 부정이나 오류에 의한 진정한 이상치인가, 아니면 표본 구조상 우연히 발생 가능한 자연적 변동인가 하는 점이다.
회계감사에서 동일 금액 거래의 반복 관찰이 곧바로 부정(fraud)의 입증을 의미하지는 않는다. 임차료, 급여, 고정 수수료 등 정상적 반복 거래 계정과 비정상적 반복 거래 계정 간의 구분이 필요하며, 판단의 핵심은 수치 자체가 아닌 수치의 생성 메커니즘(data generating process)에 있다.
본 실증 연구 노트는 선거 데이터의 득표수 및 득표율 중복 사례를 회계감사적 이상치 탐지 관점에서 재해석한다. 관찰되는 동일 득표 및 동일 득표율 현상은 직관적으로 이상치처럼 인식될 수 있으나, 확률 모델 및 표본 규모 관점에서 정량적 설명이 가능한 패턴임을 밝힌다.
I. 동일 수치 중복과 이상치 탐지 사례
2014년, 2018년, 2022년 지방선거의 양대 후보 간 득표 데이터를 대상으로 읍면동 단위 관내사전투표와 선거일투표를 구분하여 양 후보의 득표수가 완벽히 일치하는 상호 다른 읍면동 쌍을 추출하였다.
추출된 완전 동일 득표쌍의 출현 빈도는 다음과 같다.
Table 1. 완전 동일 득표쌍 출현 빈도
| 연도 | 관내사전투표 | 선거일투표 |
|---|---|---|
| 2014 | 5건 | 0건 |
| 2018 | 4건 | 1건 |
| 2022 | 0건 | 0건 |
전체 분석 대상 중 완전 동일 득표쌍은 총 10건(포함 읍면동 20개)으로 제한적으로 관찰되었다.
동일 득표쌍이 추출된 읍면동의 총투표수 규모는 최소 106표, 중앙값 344표, 평균 538표, 75% 분위수 618표, 최대 1,527표로 전반적으로 표본 규모가 소형인 읍면동에 집중되었다.
주요 관측 예시는 아래 표와 같다.
Table 2. 완전 동일 득표쌍 대표 관측 사례
| 연도 | 선거 구분 | 투표 구분 | 대상 지역 | 총 투표수 | 동일 득표 내역 |
|---|---|---|---|---|---|
| 2014 | 교육감 | 관내사전 | 충남 부여군 내산면 / 충화면 | 119 / 106 | 김지철 20, 서만철 52 |
| 2014 | 시도지사 | 관내사전 | 충남 서천군 문산면 / 시초면 | 122 / 125 | 정진석 61, 안희정 54 |
| 2018 | 광역의원비례 | 관내사전 | 강원 원주시 부론면 / 지정면 | 292 / 309 | 더불어민주당 128, 자유한국당 117 |
| 2018 | 구시군의장 | 선거일 | 경남 밀양시 상동면 / 초동면 | 1,257 / 1,287 | 조성환 358, 박일호 872 |
감사 정황 관점에서 완벽히 동일한 수치 조합은 주의 깊은 검토 대상이 되나, 실증 데이터 결과는 해당 수치들이 대부분 소규모 투표수 표본에서 관찰됨을 입증한다.
II. 이항분포 모델과 소표본에서의 수치 중복 확률
표본 규모가 작을수록 가능한 결과 공간(state space)이 압축된다. 후보 지지율을 p, 표본 투표수를 n으로 정형화하면 특정 후보의 득표수는 이항분포 Binomial(n, p)를 따른다.
해당 이항분포에서 기댓값 및 최빈값은 n * p 근방에 집중된다. 투표수 및 지지율이 유사한 두 읍면동이 존재하는 경우, 확률밀도가 높은 중앙값 근처에서 동일한 득표 결과가 성립될 가능성이 상승한다.
표본 크기 n=100의 투표구에서는 가능한 득표 상태가 0~100표(101개 범주)에 불과하나, n=10,000에서는 상태 공간이 대폭 확장되어 동일 득표의 자연 발생 확률이 극히 낮아진다.
결과적으로 수치 동일성은 소표본 특성과 모집단 지지율 구조가 결합되어 관찰되는 확률적 현상으로 판단할 수 있다.
III. 득표율 반올림 변환과 범주 압축 효과
절대 득표수 대신 득표율(득표수/총투표수)을 반올림(half-up 방식)하여 비교할 경우 중복 양상은 크게 달라진다.
득표율을 정수로 반올림하여 비교한 중복 집계 결과는 다음과 같다.
Table 3. 정수 반올림 득표율 중복 집계
| 연도 | 관내사전투표 | 선거일투표 |
|---|---|---|
| 2014 | 975건 | 1,627건 |
| 2018 | 1,205건 | 1,499건 |
| 2022 | 1,776건 | 1,929건 |
정수 반올림 득표율은 0~100 범위의 101개 구간으로 데이터를 압축하므로 수치 중복이 빈번하게 발생한다. 이는 수치 이상이 아닌 범주 압축(category binning)의 착시 현상이다.
득표율을 소수점 1자리(예: 11.1%) 수준으로 구체화한 결과는 아래와 같다.
Table 4. 소수점 1자리 반올림 득표율 중복 분석
| 연도 | 투표 구분 | 중복 그룹 수 | 포함 읍면동 수 | 평균 투표수 | 최소 투표수 | 최대 투표수 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 2014 | 관내사전투표 | 15 | 30 | 980.2 | 373 | 1,905 |
| 2014 | 선거일투표 | 31 | 62 | 7,736.6 | 1,568 | 17,826 |
| 2018 | 관내사전투표 | 15 | 30 | 1,718.1 | 279 | 4,399 |
| 2018 | 선거일투표 | 18 | 36 | 5,660.4 | 676 | 14,769 |
| 2022 | 관내사전투표 | 39 | 78 | 2,544.4 | 210 | 6,144 |
| 2022 | 선거일투표 | 25 | 51 | 5,312.7 | 727 | 12,569 |
소수점 1자리 해상도에서도 일정한 중복이 잔존하나, 이는 연속 변수의 반올림 절차가 발생시킨 비둘기집 원리(pigeonhole principle) 효과로 해석할 수 있다.
IV. 회계감사 관점에서의 수치 중복 평가 체계
회계감사적 실증 접근에서 동일 수치의 관찰은 확정적 이상 입증이 아닌 추가 감사를 위한 단서(audit flag)로 기능한다. 단순 수치 중복 시 다음 프레임워크를 기반으로 이상성 여부를 검토해야 한다.
- 관찰 대상의 표본 규모가 상태 공간 대비 충분히 소형인가?
- 동일 선거구 또는 유사 집단 내 기초 지지율 매개변수가 유사한가?
- 수치 득표수 기준 중복과 비율 득표율 기준 중복이 동일한 추세를 나타내는가?
- 반올림 및 구간 압축 연산에 의한 착시 효과가 존재하는가?
- 사전투표 도입 이전 통제 표본(2010년 선거 등)에서도 유사 빈도의 기저 중복률(baseline match rate)이 관찰되는가?
V. 결론 및 실증적 시사점
실증 분석 결과, 선거 데이터의 완전 동일 득표쌍은 드물게 출현하며 소규모 표본 읍면동에 한정되어 통계적 이항분포 모델로 충분히 설명 가능하다.
득표율 전환 시 발생하는 다량의 중복은 반올림 및 범주 압축에 기인한 현상이다.
따라서 수치의 동일성이 관찰될 때 중요한 감수성은 직관적 이상함과 통계적 이상함을 명확히 구분하는 것이다. 수치 중복이 발견될 경우, 부정이나 조작을 단정하기에 앞서 표본 크기 및 변수 변환 알고리즘이 유발한 확률적 효과를 우선적으로 분리·통제해야 한다.