Essays on socio-technical transitions toward inclusive smart cities = 포용적 스마트도시를 향한 사회·기술시스템전환에 관한 연구

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The accelerating wave of smart-city development has reshaped the global discourse on urban transformation. Yet, despite their technological sophistication, many smart cities have failed to achieve inclusiveness and sustainability. This dissertation investigates why such initiatives often remain incomplete or fragmented—what this study conceptualizes as “hemi-transitions”—and how a more holistic transformation, or “holo-transition,” can be realized. The central argument is that contemporary smart-city transitions have been dominated by infrastructural niches—such as ICT expansion, automation, and industrial innovation—while insufficiently integrating the superstructural dimensions of policy, governance, and social inclusion. This imbalance between structure and agency produces transition gaps that perpetuate inequality, limit citizen participation, and ultimately undermine the transformative capacity of urban innovation systems.
To address this problem, the dissertation adopts a multi-method and multi-scalar design that integrates quantitative spatial econometric analysis with qualitative institutional case studies. The first empirical essay examines digital divides across 229 Korean cities, revealing that inequalities in digital access and capability exhibit strong spatial dependence. Technological diffusion alone does not guarantee equitable outcomes; rather, local governance capacity—including planning autonomy, policy coordination, and participatory mechanisms—emerges as a decisive factor in mitigating digital inequality.
The second essay focuses on smart-grid development in the United States, analyzing how advanced energy technologies such as automated metering and dynamic pricing interact with socioeconomic conditions. The findings show that while smart grids improve efficiency and resilience, they can inadvertently worsen energy poverty when implemented without social safeguards. Conversely, inclusive programs that combine participatory demand-side response mechanisms with targeted subsidies demonstrate measurable improvements in energy justice.
The third essay, based on cross-national living-lab cases in Amsterdam, Barcelona, Porto Digital, Gimhae, and Toronto, uncovers the paradox of participatory innovation. Despite their intention to democratize experimentation, living labs often reproduce hierarchical forms of knowledge control—epistemic gatekeeping—through technical, procedural, institutional, and symbolic exclusion.
Building on these empirical insights, the dissertation introduces the conceptual framework of Holo-Transition, which envisions a complete socio-technical transformation integrating the evolution of both infrastructure and superstructure. Holo-Transition entails not only technological co-evolution but also reflexive governance, epistemic democracy, and redistributive justice. It emphasizes that inclusiveness should not be treated as a policy add-on but as an inherent dynamic that sustains long-term system stability and social legitimacy. By synthesizing elements from the multi-level perspective, transition theory, and urban innovation literature, the study positions the city as a meso-level system where macro-level institutional frameworks and micro-level citizen practices converge. In doing so, it reframes the notion of smartness from a technological status to a relational and social capacity for adaptation and inclusion.
Theoretically, the dissertation contributes to the field of socio-technical transitions by extending its normative orientation beyond sustainability and efficiency to encompass inclusion and justice. Policy-wise, the research calls for comprehensive digital-justice frameworks that align infrastructural investments with literacy programs and participatory governance; inclusive energy transitions that integrate affordability, accessibility, and community-based ownership into smart-grid design; and institutional reforms in living labs that shift from symbolic participation toward co-creation and co-ownership models. Furthermore, recognizing the spatial spillover of innovation and inequality, the dissertation emphasizes multi-scalar governance and inter-city collaboration as necessary conditions for achieving equitable urban transitions.
Ultimately, this study argues that the pursuit of a truly smart and inclusive city is not merely a technological challenge but a socio-political negotiation that requires the synchronization of innovation, governance, and ethics. The Holo-Transition framework thus provides a theoretical and practical pathway toward cities that are technologically advanced yet socially cohesive—urban systems where innovation is mobilized not for market efficiency alone but for collective well-being, distributive justice, and epistemic democracy. By conceptualizing inclusiveness as both a process and an outcome of socio-technical evolution, this dissertation contributes to a new paradigm of inclusive urban transition, capable of bridging the persistent divide between modernization and human dignity in the age of digital urbanism.

국문 초록 (Abstract)

스마트시티의 급속한 확산은 전 세계적으로 도시 전환의 담론을 재편해왔다. 그러나 기술적 진보에도 불구하고 많은 스마트시티 정책은 여전히 포용성과 지속가능성의 목표에 미치지 못하고 있다. 본 논문은 이러한 전환이 왜 ‘불완전한 전환(hemi-transition)’으로 머물렀는지를 규명하고, 이를 극복하여 ‘완전한 전환(holo-transition)’으로 나아가기 위한 사회기술적 조건을 탐구한다. 핵심 논지는 현대의 스마트시티 전환이 주로 ICT 확산, 자동화, 산업혁신 등 기술 중심의 하부구조(infrastructure)에 집중되어 왔으며, 이에 상응하는 정책·거버넌스·시민참여 등 상부구조(superstructure)의 진화가 동반되지 못함으로써 전환 격차(transition gap)를 낳았다는 것이다. 이러한 구조적 불균형은 도시 내 불평등과 참여 배제를 심화시키고, 결과적으로 스마트시티의 사회적 전환력을 약화시킨다.
이를 검증하기 위해 본 연구는 공간계량분석과 질적 사례연구를 결합한 다층적 연구설계를 적용하였다. 첫 번째 실증연구는 한국 229개 도시의 디지털 격차를 분석하였으며, 디지털 접근성과 활용능력의 불평등이 공간적으로 상호의존적인 양상을 보임을 밝혔다. 단순한 기술적 확산만으로는 포용적 성과를 보장할 수 없으며, 오히려 지역 거버넌스의 역량—계획 자율성, 정책 조정, 시민 참여의 제도화—이 격차 완화에 결정적 역할을 한다는 점이 확인되었다.
두 번째 연구에서는 미국의 스마트그리드 정책을 분석하여 자동화 계량기와 동적 요금제가 사회경제적 맥락을 고려하지 않을 경우 에너지 빈곤을 심화시킬 수 있음을 보여주었다. 반면, 시민참여형 수요반응(DSR) 프로그램과 취약계층 보조정책을 병행할 경우 에너지 정의(energy justice)를 실질적으로 증진할 수 있음을 검증하였다.
세 번째 연구에서는 암스테르담, 바르셀로나, 포르투디지털, 김해, 토론토의 리빙랩 사례를 비교하여 기술적·절차적·제도적·상징적 수준에서 시민의 지식참여를 제약하는 게이트키핑(gatekeeping) 메커니즘을 규명하였다.
이러한 실증결과를 바탕으로 본 논문은 기술적 하부구조와 제도적 상부구조가 포용성, 성찰성, 지식민주성을 매개로 조화롭게 공진화하는‘완전한 전환(Holo-Transition)’ 개념을 제시한다. 이는 단순한 기술 혁신의 통합이 아닌, 사회적 가치와 제도적 조정이 동반되는 총체적 사회기술시스템의 변화를 의미한다. Holo-Transition은 포용성을 전환의 결과가 아닌 지속가능한 체제안정성과 사회적 정당성을 확보하기 위한 내재적 동력으로 본다. 본 연구국가나 지역 수준이 아닌 도시 차원의 사회기술체계를 분석 단위로 삼고 이를 통해 스마트시티의 ‘스마트함’을 기술적 수준이 아닌 사회적 적응력과 포용성의 역량으로 재정의하였다.
이론적으로 본 연구는 사회기술전환이론의 규범적 초점을 지속가능성과 효율성에서 포용성과 정의로 확장하였으며, 정책적으로는 인프라 투자와 디지털 역량강화를 병행하는 디지털 정의 거버넌스 체계, 접근성과 참여성을 통합한 포용적 에너지 전환정책, 그리고 시민이 의사결정권을 실질적으로 보유하는 리빙랩 제도의 필요성을 제안한다. 더 나아가 도시 간 혁신과 불평등의 공간적 연쇄효과를 고려하여, 다층적 거버넌스와 도시 간 협력이 포용적 전환의 핵심 조건임을 강조한다.
궁극적으로 본 논문은 진정한 스마트도시는 단순히 기술적 진보의 산물이 아니라 사회적 협의와 윤리적 조정이 함께해야만 달성 할 수 있음을 주장한다. Holo-Transition 프레임워크는 혁신·거버넌스·정의가 조율되는 통합적 도시 전환의 경로를 제시하며, 스마트시티를 시장 효율성의 공간이 아닌 집단적 복지와 지식민주성이 공존하는 포용적 도시로의 전환으로 재구성한다. 이는 디지털 및 도시화 시대에 인간의 존엄과 도시의 지속가능성을 동시에 회복하는 새로운 전환 패러다임을 제시한다.

목차 (Table of Contents)

• Abstract iii
• Contents vii
• List of Tables xi
• List of Figures xii
• Chapter 1. Introduction 1
• 1.1. Research Background 1
• 1.2. Research objectives 3
• 1.3. Research Questions 8
• 1.4. Research outline 9
• Chapter 2. The spatial spillover effects of intra-city digital divide on inter-cities’ digital inequality in South Korea 11
• 2.1. Introduction 11
• 2.2. Literature review 17
• 2.3. Methodology 24
• 2.3.1. Data and variable description 24
• 2.3.2. Spatial autocorrelation and spatial regression analysis 28
• 2.4. Analysis and results 37
• 2.4.1. OLS estimation 37
• 2.4.2. SLM estimation 39
• 2.4.3. Spatial Error Model estimation 41
• 2.5. Conclusions 43
• Chapter 3. The alleviating effects of the smart grids on energy poverty among urban underprivileged neighborhoods 46
• 3.1. Introduction 46
• 3.2. Literature Review 50
• 3.2.1. Measurement of energy poverty 51
• 3.2.2. Factors of energy poverty 54
• 3.2.3. Digitalization and energy poverty 55
• 3.2.4. Smart grid, demand side response, and energy poverty 57
• 3.3. Methodology and data 62
• 3.3.1. Empirical model specification and data 62
• 3.3.2. Empirical model specification and data 69
• 3.4. Results and discussion 71
• 3.4.1. Baseline estimation results 71
• 3.4.2. Fixed effects model with Driscoll-Kraay standard error 73
• 3.5. Conclusion and policy implications 78
• Chapter 4. Co-creation becomes exclusion: Knowledge gatekeeping and participatory exclusion of smart city living labs 81
• 4.1. Introduction 81
• 4.1.1. The paradox of participatory innovation 83
• 4.1.2. Research framework 84
• 4.2. Theoretical Background 85
• 4.2.1. Socio-technical transitions and urban experimentation 85
• 4.2.2. Participation, co-creation and the politics of invitation 87
• 4.2.3. Epistemic justice and urban knowledge politics 88
• 4.3. Methodology and case selection 92
• 4.3.1. Research design and rationale 92
• 4.3.2. Analytical Framework 93
• 4.3.3. Case selection criteria and profiles 93
• 4.4. Living lab mechanisms of knowledge gatekeeping 98
• 4.4.1. Technical gatekeeping – digital literacy and data epistemologies 98
• 4.4.2. Procedural gatekeeping – design of participation and temporal control 99
• 4.4.3. Institutional gatekeeping – ownership, funding, and accountability 101
• 4.4.4. Symbolic gatekeeping – narratives, branding, and performative inclusion 102
• 4.4.5. Interrelations among gatekeeping mechanisms 103
• 4.5. Discussion and conclusion 106
• 4.5.1. From experimentation to transformation 106
• 4.5.2. Inclusion as epistemic parity 107
• 4.5.3. Building knowledge commons 108
• 4.5.4. Contextualizing SIC in diverse governance regimes 109
• Chapter 5. Conclusion 112
• 5.1. Summary 112
• 5.2. Toward holo-transition 113
• 5.3. Contribution and implications 116
• 5.4. Limitations and future research 118
• Bibliography 119
• Abstract (Korean) 142