VR 기반 안전교육의 효과성과 한계 : 건설현장 적용 가능성 검토 = The Effectiveness and Limitations of VR-Based Safety Training: Examining Its Applicability to Construction Sites

국문 초록 (Abstract)

출판 연도 2017–2025년, 2020년 이후 연구 다수 연구 지역 북미, 유럽, 동아시아(한국·중국 등) 중심 대상자 건설 근로자, 공과대 학생, 관리자·감독자, 일반 참가자 교육 내용 추락·고소작업, 장비 충돌, 화재 대피, 위험요인 인식 등 비교군 유형 강의식 교육, 동영상·프레젠테이션, 기존 시뮬레이션, 비교군 없음 평가 지표 위험 인식, 안전 행동, 지식 유지, 몰입·수용성, 시간·비용 등 도입 가능성, 시간·비용 효율성까지 함께 살펴보며 VR 안전교육이 실제 현장에서 어떤 조건에서 더 잘 자리 잡을 수 있는지 파악하고 자 했다. 2.6.2 연구 설계·대상자·평가 지표별 분석 (1) 연구 설계별 분포 <그림 2-2>에 제시된 것처럼 포함된 44편의 연구는 대부분이 전후 비교나 비교군을 포함한 준실험 설계를 사용해 위험 인식, 행동 변 화, 지식 유지 등을 정량적으로 평가하였다. VR 안전교육 관련 연구 는 VR 교육과 강의·영상·기존 시뮬레이션을 비교하는 사용자 평가 기반 실험연구가 주요 비중을 차지하며, 일부 연구는 현장 데이터 연 동이나 시스템 통합을 중심으로 한 시스템 개발·개념증명 연구로 분 류된다. 전반적으로 VR 안전교육 연구는 기술 적용 가능성 검토 단 계에서 출발해 교육 효과성 검증을 거쳐, 최근에는 산업 적용과 통합 안전관리 시스템 제안 단계로 확장되는 흐름을 보인다. <그림 2-2> VR 기반 건설 안전교육 연구 설계별 분포 (2) 출판 연도별 추세 연도별 분포는 <그림 2-3>과 같이 전반적으로 뚜렷한 증가 추세를 보였다. 2017~2019년의 초기 연구는 VR을 안전교육에 도입할 수 있 는지 확인하는 데 초점을 두고, 비교적 단순한 가상 현장을 구현하여 시범 적용 결과를 보고한 사례가 중심을 이루었다. 2020년 이후에는 전체 논문의 절반 이상이 이 시기에 집중되면서, VR 교육이 위험 인 식, 안전 행동, 사용자 경험과 수용성에 미치는 영향을 검증하는 효 과성 연구가 크게 증가하였다. 2023~2025년의 최근 연구들은 여러 디 지털 기술과 현장 데이터를 함께 활용하여 보다 복합적인 VR/XR 안 전훈련 시스템을 설계·평가하는 방향으로 확장되고 있다. 이러한 흐 름은 VR 기술의 성숙도 증가와 함께 안전교육 연구의 관심이 단순 한 학습 효과 측정에서, 실제 산업 현장에서 활용 가능한 통합 안전 관리 수단으로서의 가능성을 검토하는 수준으로 이동하고 있음을 시 사한다. <그림 2-3> VR 기반 건설 안전교육 연구 연도별 분포 (3) 대상자 특성별 분석 대상자 구성은 건설 근로자, 공과대 학생, 관리자·감독자 집단으로 구분되었다. 건설 근로자 집단은 실제 위험요인 인식과 고소작업·장 비 충돌 등 현장 상황을 VR로 재현하여 평가하는 연구가 중심이었 으며, 특히 초보 근로자·디지털 경험이 적은 집단에서 위험 인식 향 상 효과가 크게 보고되었다. 학생 집단은 높은 몰입감과 학습 흥미를 바탕으로 개념 이해도는 우수하지만, 실제 현장 행동으로의 전이 효 과는 근로자 집단보다 낮은 경향을 보였다. 관리자·감독자 집단은 VR 기술 수용성과 조직 차원의 도입 가능성, 교육 운영 방안을 평가 하는 연구에서 주로 다루어졌다. 각 대상자군별 주요 특징은 <표 2-5>에 정리하였다. <표 2-5> VR 기반 건설 안전교육 연구의 대상자군별 특성 대상자 집단 주요 교육 맥락 관찰된 VR 교육 효과 한계 및 유의점 건설 근로자 실제 현장 위험요인 인식, 고소작업·장비 충돌 등 실무 상황 재현 초보·비숙련 근로자에서 위험 인식 향상 효과가 크게 나타남. 숙련 근로자에서는 변화 폭은 작지만 위험 판단의 정교화가 보고됨. 장비 접근성, 작업 시간 제약 등으로 반복 훈련에 한계. 숙련자의 경우 기존 경험이 강하게 작용하여 추가 효과가 제한적일 수 있음. 공과대 학생 안전 이론·절차 교육, 가상 현장 체험형 실습 높은 몰입감과 학습 흥미, 안전 개념 이해도 향상에 효과적임. 실제 작업 경험이 부족해 현장 행동으로의 전이 효과는 근로자 집단보다 낮은 경향. 단기 과제·수업 중심으로 일회성 활용이 많음. 관리자· 감독자 위험 모니터링, 안전관리 의사결정, 교육 운영·평가 VR 기술 수용성, 교육 운영 방안, 조직 차원의 활용 가능성에 대한 인식 파악에 유용함. 표본 규모가 상대적으로 작고, 실제 예산·인력 제약을 완전히 반영하기 어려운 한계. 조직 문화·정책과의 연계 분석이 추가로 필요함.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Virtual reality (VR)–based training is increasingly used in the construction sector to enhance risk perception and safe behavior, yet empirical evidence remains fragmented and field-level adoption is limited. This study employed a mixed-methods design combining a systematic literature review and a questionnaire survey of construction personnel involved in safety training. Following the PRISMA guidelines, we identified 44 empirical studies that evaluated VR-based construction safety training against conventional methods or pre- versus post-training outcomes. Most studies reported improvements in hazard recognition, risk perception, and safety-related behavioral intention, and several suggested better learning retention than traditional training. However, the evidence base was constrained by small sample sizes, short follow-up periods, and limited evaluation of cost-effectiveness and organizational impact. Across the literature, the main limitations of VR safety training were grouped into three domains: technical, organizational, and economic. Building on these findings, we designed a nationwide survey to examine field perceptions and priorities regarding VR safety education. Survey respondents expressed high expectations for VR but highlighted organizational and institutional barriers, including the need for officially allocated training time, integration of VR modules into regular safety programs, and systematic evaluation and certification schemes. Overall, while VR-based construction safety training shows clear educational benefits, its scalable and sustainable adoption requires not only technological improvement but also coordinated organizational strategies and supportive policy frameworks. key words: virtual reality, construction safety, safety training, systematic literature review, technology adoption, organizational factors

목차 (Table of Contents)

• 제 Ⅰ 장 서론 1
• 1.1 연구의 배경 및 필요성 2
• 1.2 VR 기반 건설 안전교육의 개념 4
• 1.3 연구의 목적 및 연구 질문(Research Questions) 5
• 1.3.1 기술적·조직적·경제적 요인의 조작적 정의 5
• 1.4 연구 설계 및 연구 방법 개요 7
• 1.5 연구의 범위와 한계 8
• 1.6 논문의 구성 9
• 제 Ⅱ 장 체계적 문헌고찰 10
• 2.1 연구 설계 및 분석 틀 11
• 2.2 포함·제외 기준(PICO-SD) 13
• 2.3 데이터베이스 및 검색 전략 14
• 2.4 문헌 선별 절차 15
• 2.5 최종 포함 문헌 및 데이터 추출 17
• 2.6 체계적 문헌고찰 결과 18
• 2.6.1 포함 논문 개요 및 연구 특성 요약 18
• 2.6.2 연구 설계·대상자·평가 지표별 분석 19
• 2.6.3 VR 기반 안전교육의 효과성 23
• 2.6.4 VR 기반 안전교육의 기술·조직·경제적 한계 25
• 제 Ⅲ 장 건설현장 VR 안전교육 도입에 대한 설문조사 27
• 3.1 조사 설계 개요 28
• 3.1.1 조사 대상 및 설문 진행 방법 28
• 3.1.2 설문 문항 구성 근거 및 내용 29
• 3.2 분석 방법 33
• 3.3 설문조사 기초 결과 35
• 3.3.1 응답자 일반 특성 35
• 3.3.2 기술적 요인 인식 결과 38
• 3.3.3 조직적 요인 인식 결과 40
• 3.3.4 경제적 요인 인식 결과 42
• 3.3.5 VR 도입·확산 요구 46
• 3.4 척도 신뢰도 및 배경특성별 차이 분석 48
• 3.4.1 VR 안전교육 경험 유무에 따른 척도 점수 비교 48
• 3.4.2 직책에 따른 척도 점수 비교 49
• 3.5 VR 도입 인식 영향 요인 분석 50
• 3.5.1 회귀분석 결과 50
• 제 Ⅳ 장 논의 52
• 4.1 체계적 문헌고찰과 설문 결과의 통합적 해석 53
• 4.2 학문적 시사점 59
• 4.3 실무적 시사점 및 제도적 제언 61
• 4.4 연구의 한계 및 향후 연구 제언 64
• 제 Ⅴ 장 결론 66
• 5.1 연구 요약 및 결론 67