公路幾何設計為公路設計之最基本工作，而平面線形設計為公路幾何設計中最基礎的工作。公路平面線形設計為一項極為複雜的工作，傳統上均由工程師依其知識經驗為之，往往需要耗費大量的人力、時間以及費用。為提昇設計效率以及品質，利用電腦進行自動化與最佳化設計是一重要工作。以往平面線形最佳化設計的相關文獻中，求解的方式常使用一初始線形加以改良而逐漸趨近最佳化設計的方法。良好的初始線形可使得演算效率以及求解品質大幅提昇。本研究構建一數學模式很有效率的求解良好的公路平面近似線形以做為後續演算及設計的初始線形，以及以此近似線形做為初步與細部設計中平面線形設計的參考與依據。
　　
　　本研究將設計元素組成的平面線形簡化為直線段的組合，以最小化工程成本為目標，考慮規範限制、控制區域、限制區域、折線段長度、偏角量等限制。模式將折線佈設問題分為線性與非線性兩部份，採用內外兩層的分層演算法分別對線性與非線性部份進行求解。模式外層採用啟發式演算法中的基因演繹法進行非線性求解，內層以一混合整數規劃模式進行線性求解。求解時進行回合演算，內外層交替迭代求解最佳平面近似線形本研究使用C語言撰寫程式求解該模式，以線性規劃軟體CPLEX為求解核心。論文中舉出五個測試例以驗證模式之正確性以及求解效率。
　　
　　由測試結果可得知，本研究所構建之模式確實可以求解出公路平面近似線形且求解效率良好。

　Geometric　design　is　one　of　the　most　fundamental　components　in　highway　design.　Horizontal　alignment　design　of　highways　is　arguably　the　most　fundamental　component　in　geometric　design,　and　is　a　very　complicated　work.　In　practice,　highway　horizontal　alignments　are　designed　by　exprienced　engineers　manually.　As　a　result,　the　work　is　labor,　time,　and　budget　consuming.　To　improve　work　efficiency　and　quality,　it　is　important　to　automate　and　optimize.　A　number　of　papers　in　the　literature　solve　for　good　horizontal　alignments　by　starting　with　an　initial　solution,　then　improve　through　iterations.　For　this　type　of　approach,　the　quality　of　the　initial　alignment　can　significantly　affect　the　solution　efficiency　and　the　quality　of　the　resulting　solution.　In　this　research　we　develop　a　model　to　efficiently　solve　for　a　good　approximate　highway　horizontal　alignment.　　The　output　can　be　used　as　an　initail　alignment　for　further　detailed　design.
　　
　Line　segments　are　used　as　a　surrogate　for　design　elements　in　this　research.　The　goal　is　to　minimize　construction　cost.　Factors　considered　include　code　requirements,　control　areas,　restricted　areas,　lengths　of　line　segments,　and　inflection　angle.　We　divide　the　computation　into　two　stages　according　to　linerality.　The　nonlinear　stage　is　solved　with　genetic　algorithm,　and　the　linear　stage　has　a　mix　integer　programming　model　solved　with　CPLEX　as　the　solution　engine.　We　then　solve　the　problem　by　iterating　between　the　two　stages.　Five　examples　are　provided　in　the　thesis　to　demonstrate　the　model.Test　results　indicate　that　the　model　can　yield　an　approximate　horizontal　alignment　correctly　and　efficiently.

1.台灣省交通處公路局　快速公路規劃設計手冊，民國八十一年五月。
2.交通部　交通技術標準規範公路類公路工程部，公路路線設計規範，民國九十年。
3.李盈慧，「公路平面線形調整最佳化模式」，碩士輪文，國立成功大學土木工程研究所，台南，（2004）。
4.林蓁，「高速公路交流道平面線形最佳化模式」，碩士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南（1999）。
5.周義華，運輸工程，鼎和國際工程顧問股份有限公司，民國八十五年。
6.蔡攀鰲，公路工程學，國立成功大學公共工程研究中心，民國八十九年。
7.鄭瑞富，「公路平縱面線形最佳化模式」，博士論文，國立成功大學土木工程研究所，台南（2000）。
8.Chew,　E.　P.,　Goh,　C.　j.　and　Fwa,　”Simultaneous　Optimizttion　of　Horizontal　and　Vertical　Alignments　for　Highways”,　Transportation　Research,　Part　B,　Vol　23B,　No.　5,　pp.315　–　329　(1989).
9.CPLEX,　”Using　the　CPLEX　Callable　Library”,　CPLEX　Optimization,　Inc.,　Nevada,　(1995).
10.Essa,　S.　M.,　”Selection　of　Roadway　Grades　that　Minimize　Earthwork　Cost　Using　Linear　Programing”,　Transportation　Research,　Part　A,　Vol.　22A,　No.　2,　pp.　121　–　136　(1988).
11.Fwa,　T.　F.,　“Highway　Vertical　Alighment　Analysis　by　Dynamic　Programing”,　Highway　Research　Record　1239　(Eds.),　HRB,　National　Research　Council,　Washington　D.C,　pp.　1-9　(1989).
12.Fwa,　T.　F.,　Chan,　W.　T.　and　Sim,　Y.　P.,　“Optimal　Vertical　Alignment　Analysis　for　Highway　Design”,　Journal　of　Transportation　Engineering,　September/October　2002,　pp.　395　–　402　(2002).
13.Goh,　C.　J.,　Chew,　E.　P.　and　Fwa,　T.　F.,　“Discrete　and　Continuous　Models　for　Computation　of　Optimal　Vertical　Highway　Alignmemt”,　Transportation　Research,　Part　B,　Vol.　22B,　No.　5,　pp.　399　–　409　(1988).
14.Hayman,　R.　W.,　“Optimization　of　Vertical　Alignment　for　highways　Through　Mathematical　Programming”,　Highwa　Research　Record　306　(Eds.),　HRB,　National　Research　Council,　Washington　D.C,　pp.　1　–　9　(1970).
15.ILOG,　“ILOG　CPLEX　6.5　Reference　Manual”,　ILOG,　Nevada,　(1999).
16.ILOG,　”ILOG　CPLEX　6.5　User’s　Manual”,　ILOG,　Nevada,　(1999).
17.Jha,　M.　K.　and,　Schonfeld,　P.,　“Trade-offs　Between　Initail　and　Maintenance　Cost　in　Cross-Slopes”,　Journal　of　Infrastructure　System,　ASCE　/　March　2003,　pp.　16　–　25　(2003).
18.John,　J.　C.,　“Optimization　of　Vertical　Alignments　with　Genetic　Algorithm”,　Ph.D.　Dissertation,　University　of　Maryland,　College　Park,　Marland,　USA　(1998).
19.Lee,　Y.　and　Cheng,　J.　F.,　“Modeling　the　Highway　Vertical　Alignment　Design　Process”,　Proveedings　of　XIIIth　IRF　Word　Meeting,　Toronto,　Canada　(1997).
20.Michalewicz,　Z.,　“Genetic　Algorithms　+　Data　Structures　=　Evolution　Programs”,　Springer-Verlag　Berlin　Heidelberg　(1999).
21.Moreb,　A.A.,　“Linear　Programming　Model　for　Finding　Optimal　Roadway　Grades　that　Minimize　Earthwork　Cost”,　European　Journal　of　Operational　Research,　Vol.　93,　pp.　148　–　154　(1996).
22.Packer,　N.　A.,　“Rural　Highway　Routr　Corridor　Selection”,　Transportation　Plannung　and　Technology,　Vol.　3,　pp.　247　–　256　(1977).
23.Turner,　A.　K.　and　Milesm　R.　D.,　“The　GCARS　System:　A　Computer-Assisted　Method　of　Regional　Location”,　Highway　Research　Record　384　(Eds.),　HRB,　National　Research　Council,　Washington　D.C,　pp.　1　–　15　(1971).
24.Turner,　A.　K.,　“Adecade　of　Experience　in　Computer　Aided　Route　Selection”,　Photogrammetric　Engineering　and　Remote　Sensing,　Vol.　44,pp.　1561　–　1576　(1978).
25.Winston,　W.　L.,　“Operations　Research　Applications　and　Algorithms”,　Thomson　Learning.