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第三章 方法論

3.1 研究方法與步驟

在資訊系統科學領域的研究可以分為兩大典範:行為科學(Behavioral Science) 與設計科學(Design Science),其中設計科學典範是經由科學方式來處理問題(Simon, 1996),並透過創造新穎且具有創意的系統來拓展人類與組織的能力範疇(Hevner, 2004)。本研究主要探討系統設計與系統分析,屬於設計科學領域的範圍,故本研 究選用 Peffers et al.(2007)針對資訊系統研究所提出的設計科學研究方法論作為本 研究方法,該方法主要是在為進行設計科學研究的人,提供一個廣泛可接受的框 架與學者可遵循的方向,這套研究方法須符合三種目的:第一,與先前研究文獻 所提出的理論一致;其次,能提供一個可規劃與執行的標準流程;最後,能提供 一個用來展示與評估設計科學研究結果的心智模式。為達到上述三個目的 Peffers et al.認為設計科學研究流程應包含確認問題與動機、定義解決方案的目標、設計與 開發、展示、評估、與溝通共六大步驟,而第六步驟溝通是研究評估完時,與專 業人士與相關人員商討研究成果,是否須提升設計的嚴謹度、實用性與效能等,

主要是擴散研究成果,故本研究流程將溝通與評估並列為同一步驟(圖 3-1)。

圖 3-1 研究方法

步驟一:確認問題與動機

在設計科學研究法確認問題與動機階段中,依據 Peffers 等(2007)概念是確定 具體的研究問題與證明解決問題的解決方案價值,因為明確且具體的定義研究問 題,可有效的幫助研究人員發展解決方案,並證明解決方案的是否有價值。近年 來隨著氣候變遷,颱風強降雨屢創歷史紀錄,因此為因應災害防救從災中搶救轉 為預防疏散,災害防救概念從災中處置轉為災前管理,故防災單位常會找出與當 前颱風類似之歷史颱風案例做為防災應變參考,進而協助進行早期預警與災害潛 勢分析,在災難還未發生前,主動疏散或撤離危險區民眾,將可減少人民生命財 產的損失。但是目前找出相似之歷史颱風決策支援系統普遍是採用中央氣象局歷 史颱風資料庫網站提供的進階比對功能,透過該系統找出的歷史颱風案例仍然過 多,需要花費許多時間處理才可應用,而且網站沒有提供即時當前颱風動態,使 用者還需自行尋找該颱風資訊對照,這樣大大的縮短決策者可以決策的時間,而 決策者在有限時間壓力下做決策,決策者難以充分掌握颱風相關資訊與估計決策 的後果。

步驟二:定義解決方案之目標

在設計科學研究法定義解決方案之目標階段中,依據 Peffers 等(2007)概念是在 確認問題與動機後,從問題的解決方案去擬定目標和什麼是可能且可行的解決方 法,換句話說透過相關知識來評估解決方案的可行性,並推論出解決方案目標。

本研究的目標是在颱風未侵襲台灣前,可快速提供當前颱風資訊與分析出類似之 歷史颱風案例做為防災應變參考,協助防災人員早期預警與災害潛勢分析、減少 決策者的時間壓力與提升安全緩衝時間,決策者有更多的時間來掌握颱風相關資 訊,因此本研究結合案例式推理與模糊理論應用於颱風比對上,並利用 MATLAB 模組程式演算,建立隸屬函數、模糊規則等設定,進行相似度推論,期望在颱風 發生時,能即時掌握颱風動態資訊,並迅速找出相似度較高之案例作為防災應變 參考依據,使決策者能有更多的時間掌握颱風資訊。

步驟三:設計與開發解決方案

在設計科學研究法設計與發展解決方案階段中,依據 Peffers 等(2007)概念是要 創建出產出物,產出的可能是一種結構、模式、方法、實例或是對目標有貢獻的 設計。本研究的產出為一方法論,本論文的 3.3 節颱風動態比對方法論對應到設計 科學研究法設計與發展解決方案階段。

步驟四:展示

在設計科學研究法展示階段中,依據 Peffers 等(2007)概念是要展示設計與發展 階段所產出的解決方案,用來解決一個或是多個問題的實際案例,展示的方式包

範圍篩選與颱風評估之模糊推論,找出各歷史颱風案例與當前案例之相似度,進 行可用性測試,以驗證方法論的有效性。

步驟五:系統評估與溝通階段

在設計科學研究法評估解決方案與溝通階段中,依據 Peffers 等(2007)概念是 要觀察與衡量設計與發展解決方案階段的產出物,在展示階段的案例成果與定義 解決方案之目標是否一致,如果研究成果與期望解決的問題有所差距,研究者透 過與相關研究人員溝通,找出造成偏差的問題,再回到設計與發展階段修改產出 物。

在評估解決方案與溝通階段中,主要是評估該颱風動態比對方法論的四個構 面,分別為資訊內容、系統呈現、易用性與期望目標作為系統評估的重點,依據 評估的結果進行分析,若發現有與解決方案之目標不一致,再回到步驟二或三修 正。

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