철도 건설사업에서 스마트 건설기술의 도입 및 활용이 안전 성과에 미치는 영향 = The Impact of the Adoption and Utilization of Smart Construction Technology on Safety Performance in Railway Construction Project

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 철도건설 현장에서의 안전사고 예방과 안전 수준 향상이라는 실무적 요구에 대응하여, 스마트 건설기술의 도입과 활용이 실제 안전성과에 어떠한 영향을 미치는지를 체계적으로 규명하고자 수행되었다. 기존 연구는 기술수용모형(TAM)이나 기술 수용 이론(UTAUT)을 적용하여 지각된 용이성과 지각된 유용성을 중심으로 기술 수용 경로를 설명해 왔으나, 철도건설과 같이 공정 간 연계성이 높고 절차 복잡성이 큰 환경에서는 기술 특성이 사용자 인식과 행동에 미치는 구체적 작동 경로가 충분히 밝히지 못한 채 제한적으로 분석 되어왔다. 또한 기술도입 경력에 따른 인식 편차, 장비 자동화 정도, 공사 규모와 같은 현장의 맥락적 요소가 기술 수용 과정에서 실질적인 차이를 발생시키는 문제도 충분히 고려되지 않았다.
이러한 한계를 보완하기 위해 본 연구는 스마트 건설기술의 다섯 가지 기술 특성은 통합성, 자동화성, 주도성, 공유성, 지속가능성을 이론적 구조의 출발점으로 설정하고, 각각의 기술 특성이 지각된 용이성(PEOU)과 지각된 유용성(PU)에 미치는 영향, 그리고 이러한 인지적 요인이 다시 사용자 행동 및 안전 성과로 이어지는 구조적 경로를 실증적으로 검증하였다. 먼저, 측정 모형 검증 결과 전체 잠재 변수의 신뢰도와 수렴·판별 타당도는 기준치를 충족하였으며, 평균 분산 추출 값(AVE)과 구성개념 신뢰도(CR)가 모두 안정적으로 확보되어 변수가 적절하게 측정됨을 확인하였다. 또한 연구모형의 적합도는 TLI·CFI가 각각 약0.89, RMSE가 0.08 수준으로 나타나, 설정된 이론구조가 실제 자료에 의해 비교적 양호한 형태로 지지 되는 것으로 해석될 수 있었다.
구조방정식 분석 결과, 기술 특성이 지각된 용이성과 지각된 유용성에 미치는 영향력은 통계적으로 유의하게 확인되었다. 특히 지속가능성(β ≈ 0.41, p < 0.001)과 주도성(β ≈ 0.37, p < 0.001)은 유용성 인식 형성에 강한 긍정적 영향을 미쳤으며, 자동화성 역시 용이성 인식에 유의미한 기여를 하였다(β ≈0.37, p < 0.001). 지각된 용이성과 유용성은 다시 사용자 행동의 핵심 매개 요인으로 작동하였으며, 행동 변화는 조직 및 개인 수준의 안전 성과와 직접적으로 연결되는 것으로 나타났다. 특히 안전 성과의 결정계수(R²)는 조직 안전성 0.881(88.1%), 개인 안전성 0.814(81.4%)로 매우 높은 설명력을 확보하였는데, 이는 기술 수용 과정에서 형성되는 인지적 요인이 실제 현장에서의 행동 변화뿐 아니라 안전 결과 향상에도 실질적으로 기여하고 있음을 보여주는 실증적 근거이다.
종합하면, 스마트 건설기술의 주요 특성은 사용자 인식구조의 핵심 축을 형성하며, 이러한 인식 차이가 행동 변화로 이어지고 다시 안전 성과에 영향을 미치는 구조적 메커니즘이 확인되었다. 기술 특성 중 통합성과 자동화성은 절차의 일관성 확보와 작업흐름 단순화에 기여 함으로써 사용자 행동의 예측 가능성을 높였고, 지속가능성과 공유성은 안전 관련 정보의 축적 및 전파를 촉진하여 안전 의사결정의 신속성을 강화하는 결과를 가져왔다. 또한 주도성의 증가는 기술 활용의 자율성과 숙련도를 높여, 개인의 현장 적응력 향상과 위험 대응 행동의 즉각성을 높이는 측면에서 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다.
따라서 본 연구는 스마트 건설기술의 기술 특성이 단순한 편의성의 부여 차원을 넘어, 사용자의 인지적·행동적 변화를 매개하여 조직 및 개인의 안전성과 향상으로 이어지는 실질적 경로를 규명함으로써 철도건설 현장에서의 기술 기반 안전관리 체계의 작동 원리를 명확히 제시한 의의를 갖는다. 아울러 기술도입 경력, 절차 복잡성, 공정 간 연계성 등 현장 맥락 요인을 함께 고려한 분석 결과는 향후 철도건설 분야에서 스마트 기술도입 및 확산 전략을 수립하는 데 중요한 기초 자료로 활용될 수 있다.

목차 (Table of Contents)

• 목 차
• 목 차 ⅰ
• 그림목차 ⅶ
• 표 목 차 ⅷ
• 국문초록 ⅹ
• Ⅰ. 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.1.1 연구의 배경 1
• 1.1.2 연구의 목적 5
• 1.2 연구의 범위 및 절차 6
• 1.2.1 연구의 범위 6
• 1.2.2 연구의 절차 7
• Ⅱ. 이론적 배경 및 선행연구 검토 10
• 2.1 철도 건설사업 일반적 재해 현황 10
• 2.1.1 철도 사고 유형별 현황 10
• 1) 전체 철도 사고 유형별 발생 현황 12
• 2) 한국철도공사 사고 유형별 발생 현황 13
• 2.1.2 철도건설 현장 재해사례별 분석 14
• 1) 지역별 재해자 수 및 사망자 수에 따른 실태조사 현황 15
• 2) 재해유형별 재해 현황분석 18
• 3) 공정별 재해 현황 실태조사 23
• 4) 공정 규모별 재해 현황 실태조사 25
• 5) 발생 시기별 재해 현황 실태조사 30
• 6) 소결 35
• 2.1.3 철도건설 현장 관계법 36
• 1) 철도안전법의 법적 구조 38
• 2) 스마트 건설기술 활성화 지침과 철도건설 안전관리 체계의 접목 45
• 3) 스마트 건설기술 관련 법령 및 조문 중심 고찰 55
• 2.2 기술도입 및 수용(TAM)에 대한 이론 58
• 2.2.1 기술도입 및 수용(TAM) 이론 58
• 2.2.2 외국 건설기술 수용에 관한 선행연구 고찰 61
• 2.2.3 기술도입 및 수용(TAM)에 대한 모델 64
• 1) 기술 특성(TAM) 모델 예측력 64
• 2.2.4 철도건설 스마트 안전 기술의 적용의의 65
• 2.3 선행연구 고찰 68
• 2.3.1 TAM 및 TTF 모형에 대한 선행연구 고찰의 개요 68
• 2.3.2 외국 철도 스마트 건설기술에 관한 선행연구 고찰 69
• 2.3.3 국내 철도 스마트 건설기술에 관한 선행연구 고찰 72
• 2.4 철도 스마트 건설기술 사례 분석 75
• 2.4.1 LED 패널 기반 가시설 변위 실시간 모니터링 시스템 76
• 2.4.2 BIM, 드론, VR. AR. MR등 융복합 솔루션 중심으로 78
• 2.4.3 LiDAR–LTE 기반 열차 접근 자동 경보 스마트 안전 설비 79
• 2.4.4 쉴드 TBM 터널 비상용 자동 터널 차폐 시스템 81
• 2.4.5 양방향 열차 접근 알림(경보)시스템 84
• 2.4.6 철도 스마트 건설기술 적용 사례 분석을 통한 단계별 기술 분류 86
• 2.4.7 열차 접근 알림(경보) 시스템의 중요성 87
• 2.4.8 소결 89
• Ⅲ. 철도 기술도입 및 수용(TAM) 연구 방법 91
• 3.1 연구모형의 설계 91
• 3.1.1 변수의 정의 및 측정 도구 92
• 3.1.2 가설 설정 95
• 3.2 철도 스마트 건설 기술도입 및 수용(TAM)의 연구분석 방법론 97
• 3.2.1 연구 대상 및 표본 설계 97
• 3.2.2 연구의 자료수집 방법 97
• 3.2.3 연구의 자료 분석 방법 98
• Ⅳ. 구조방정식 실증분석 결과 99
• 4.1 철도건설 현장 특성과 응답자 조사 맥락과 표본 구성 99
• 4.1.1 자료수집 설계와 현장 개요 99
• 4.1.2 기술 경험, 기술도입, 기술 영향분석 필요성 인식 조사 분석 결과 103
• 1) BIM 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 103
• 2) IOT 쎈서 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 104
• 3) 자동화 장비 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 106
• 4) 드론 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 107
• 5) 클라우드 기반 플랫폼 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 108
• 6) 스마트 안전 설비 기술도입 여부에 따른 기술도입 인식 차이 분석 110
• 7) 소결 111
• 4.2 스마트 건설기술 잠재 변수 측정 모형의 타당도 및 신뢰도 검증 113
• 4.2.1 탐색적 요인분석을 통한 타당도 검증 113
• 1) 스마트 기술 특성 1 요인분석 113
• 2) 스마트 기술 특성 2 요인분석 116
• 3) 스마트 기술 특성 3 및 안전성과 요인분석 결과도표 117
• 4) 주요 변수의 기술통계 분석 119
• 4.2.2 확인적 요인분석을 통한 구조 타당성 검증 120
• 1) 스마트 기술 특성 하위요인 1에 대한 확인적 요인분석 결과도표 분석 121
• 2) 스마트 기술 특성 하위요인 2에 대한 확인적 요인분석 결과도표 분석 123
• 3) 안전 성과 하위요인에 대한 확인적 요인분석 결과도표 분석 125
• 4.2.3 스마트 기술 측정 모형의 타당성 검증 127
• 1) 스마트 기술 특성 하위요인 1의 수렴 타당도 127
• 2) 스마트 기술 특성 하위요인 2의 수렴 타당도 128
• 3) 안전성과 하위요인 3의 수렴 타당도 129
• 4) 스마트 기술 특성 하위요인 1의 판별 타당도 130
• 5) 스마트 기술 특성 하위요인 2의 판별 타당도 133
• 6) 안전성과 하위요인 3의 판별 타당도 135
• 4.3 스마트 건설기술 특성 구조방정식(SEM) 모델 분석 137
• 4.3.1 스마트 건설기술 특성 구조방정식(SEM) 모델 결과 137
• 4.3.2 소결 143
• 4.3.3 스마트 건설기술 특성 구조방정식(SEM) 모델 연구의 논의 145
• Ⅴ. 결론 148
• 5.1 연구의 주요 결론 148
• 5.2 향후 연구과제 150