路工定線是進行鐵、公路交通工程建設設計階段的首要整備作業。其工作內容主要用以取得工程設計所需的各類圖資與路線樁位的屬性資料。路線樁位的屬性資料主要包括里程、坐標及切線方位角。
欲使軌道設計完善所涉及的層面相當複雜。一位路線設計工作者除了應了解線形幾何的基本學理知能外，更需具備理解設計圖面與報表所呈現的資訊並進行解讀與檢核工作的能力。而前述的能力是用以支援進行路線佈設、路線種類及選線考量的各類型設計決策工作。
本研究著重於路工定線實務人才培育的需求，應用系統化的教學原理對於路工定線所需要的確保定線圖資完整性及審核檢算路線圖說設計參數的能力提出解決方案。首先，針對路工定線的工程圖說進行資訊解析，並將圖說資訊分類為工程決策資料與工程設計參數資料。接著，針對圖說使用者進行試圖能力需求分析，以獲得欲充分識圖所需具備的能力。再針對工程實務的應用需求，發展相關的路線設計應用程式，以簡化設計檢核工作並提高判斷精準度。此外，本研究亦針對訓練需求，探討如何應用測量教學輔具進行路工定線的教學策略與原則。
且本研究針對路工定線所提出的人才培育解決方案進行設計成果驗證與教學實證。本研究所開發名為RA.Program的路工定線應用軟體程式可有效率且快速的審查與解析顧問公司所提送的所有數值成果，不僅可提升內業定線工程人員審核圖說的工作效率，對於外業的測量放樣與檢測作業提供便利的作法，以提高整體的測量作業成效與精度。
另本研究針對路工定線的知識架構進行分析，以知識概念圖描述完成路工定線所需的知識與其連結，以輔助路工定線的學習者建構相關知識。本研究針對路工定線的教學訓練，應用名為SimuSurvey的測量教學軟體開發教學模組來進行路工定線的知識傳遞。並提供多元的學習資源供學生使用以逐步建構路線測量學科知能，試圖為目前路線測量教育的困難提出一個解決之道。

Alignment is the primary and most important works for railway and road engineering, and the main contents comprise of all kinds of route and reference information in the drawings, and the reference data for the control points. The reference data for the alignment control point include chainage, coordination, and the azimuth of tangent.
Railway alignment design always involves many complicated interfaces. A railway alignment designer should not only familiar with the basic knowledge, but also the review and analytical ability for the data showed in alignment drawings, which is essential to support the characteristic and layout work of route, route choose, and the other strategy decision making works when necessary.
The research mainly focus on the training of alignment engineer, providing the solution ability for assurance of completeness of alignment drawings and the review and analysis of the alignment design through the systemize education theory. Firstly data analysis for alignment design drawings and divide the information into design data and strategy data. Secondly drawing study ability analysis for the drawing user in order to create the essential ability for drawing study. Following by developing the alignment design software to simplify the study and review work to improve the accuracy of judgment to fit for the practical requirement. Further more the research also focus on the application of training assistance tools on the principle and strategy of alignment training and educations.
Finally the research will also certificate and proof the solution and result of alignment engineer training program. The software, as named RA.Program, can review and analysis the design report from assigned company efficiently, not only enhance the review ability of engineer and efficient, but also to facilitate the alignment layout work on site, which can thoroughly improve the accuracy and effort of the survey works.
The research will also analyze the knowledge structure of alignment, through the knowledge concept map to describe the knowledge and there linkage when accomplish the alignment work, which can assist the learner to set up their knowledge structure.
The research utilizes the survey training software moulds, as named SimuSurvey, to train and transmit the necessary knowledge. By providing the multi-field learning resources for learners to create their knowledge and enhance the ability, and also a solution to solve the current training resources shortage environment.

摘要 I
abstract II
誌謝 IV
目錄 I
表目錄 III
圖目錄 IV
第一章　緒　論 1
1.1研究背景與目的 1
1.2研究內容與方法 4
1.3論文組織與架構 10
第二章 鐵路定線知識內涵分析 12
2.1鐵路定線圖說資訊 12
2.2定線工程圖資解析 16
2.3定線圖資解析彙整 19
2.3.1檢核軌道路線上的樁位資訊是否正確 20
2.3.2解讀圖面曲線段資訊 20
2.3.3檢核圖面有否淨空不足的情況 21
2.3.4解讀資訊 21
2.4路工定線系統化教學能力指標 23
第三章 路工定線之基本線形計算能力 25
3.1 概念圖分析方法 25
3.2路線測量基本學理概念圖 26
3.3圓曲線運算概念圖 26
3.4緩和曲線運算概念圖 27
3.5路線測量應用資訊工具概念圖 28
3.6路工定線基本線形概念圖 29
3.7路工定線測量概念圖 30
第四章 路工定線應用軟體的研發 32
4.1 路工相關定線軟體回顧 32
4.1.1 InRail 33
4.1.2 Bentley Rail Track 34
4.1.3 AutoCAD Civil 3D 35
4.1.4 Hallade 35
4.2 路工定線程式的設計與實作 36
4.2.1 路工定線程式的功能需求分析 36
4.2.2 路工定線的計算流程 38
4.2.3 路工定線程式的物件架構 41
4.2.4 路工定線程式的界面設計 42
4.3 SimuSurvey路工定線模組的設計與應用 49
4.3.1 SimuSurvey的介紹 49
4.3.2 路工定線教學輔具的需求分析 53
4.3.3 SimuSurvey路工定線模組的設計與實作 55
4.3.4 SimuSurvey路工定線模組的教學應用 56
第五章 路工定線的課程設計 57
5.1路工定線的教與學 57
5.1.1 路工定線的教學目標 57
5.1.2路工定線的教學活動設計 61
5.2路工定線教學活動的成效分析 62
第六章 結論與建議 69
6.1結論 69
6.2建議 70
參考文獻 71
附錄一：路工定線教學活動設計 76
附錄二：路工定線基本概念 94
附錄三：路工定線測量基礎知識與應用 117
作者簡介 155

[1] 交通部台北市區地下鐵路工程處，東延南港工程綜合規劃報告，台北市，民85年12月。
[2] 交通部高速鐵路工程備籌處，台灣西部走廊高速鐵路綜合規劃報告，台北市，民80年1月。
[3] 台灣省政府交通處，台中市區鐵路地下化工程綜合規劃報告－路線及軌道工程，台北市，民86年。
[4] 台灣省政府交通處，台南市區鐵路地下他工程制合規劃報告－路線及軌道工程，台北市，民88年。
[5] 王國榮，新觀念的Visual Basic 6.0教本台北市:，旗標出版股份有限公司，民87年11月。
[6] 黃世陽、吳明哲，中文版Visual Basic 6.0學習範本，台北市:松崗電腦圖書料服份有限公司，民89年6月。
[7] 台灣鐵路管理局工務處，工務規章彙編，台北市，民86年7月。
[8] 台北市政府捷運工程局，規劃手冊，台北市，民82年9月，第四冊固定設施需求之軌道及路線準則。
[9] 高雄市政府捷運工程局，土建設計規範，高雄市，民88年，第二篇土木工程第五章佈線需求之路線定線標準。
[10] 黃水木，路線測量與土石方計算，台北市:茂榮圖書有限公司，民70年2月。
[11] 王年生，鐵道線路工程，上海科學技術出版社，1999年2月。
[12] 王其昌，高速鐵路土木工程，西南交通大學出版社，1999年11月，第3章。
[13] 鄭國雄、張思，軌道工程－高鐵、捷運、輕軌、傳統鐵路，台北市:中國圖書公司，民88年11月。
[14] 黃民仁，鐵路工程學，台北市:文笙書局，民82年10月。
[15] 神谷進，「鐵道曲線」，名古屋市:株式會社 交友社，昭和52年9月。
[16] 葉怡成，測量學---21世紀觀點，台北市:東華書局，民88年，第18章。
[17] 翁禮維，鐵路工程，台北市:大中國圖書公司，民84年1月。
[18] 交通部區台北市區地下鐵路工程處，台中市鐵路地下化工程"定線(含測量)與周邊工程"細部設計顧問服務期未設計報告書，台北市，民90年。
[19] 沈聰益，測算圖形數據電腦簡易程式，台北市:內政部頒著作權，民78年元月。
[20].史惠順，平面測量學」台南市:國立成功大學工學院航空測量研究所出版，民83年9月，第13章。
[21] 高書屏，道路工程測量實務，台北市:詹氏書局，民87年8月。
[22] 郭俊良譯；原著者：Curtis F. Gerald，應用數值分析，出版地：科技圖書股份有限公司，民73年4月。
[23] 尹鐘奇，最小自乘法平差，台中市:國彰出版社，民87年1月。
[24] 焦人希，測量品質控制，台北市:佳音印刷打字有限公司，民75年8月。
[25] 交通部台北市區地下鐵路工程處，工程品質管制標準作業程序，台北市，民86年。
[26] 詹文才，實用圖解數量計算公式，台北市:詹氏書局，民85年11月。
[27] 張裕民，平面測量與施工測量，台北市:天佑出版社，民82年5月。
[28] 施永富，工程測量，台北市:三民書局股份有限公司，民85年8月。
[29] 徐耀賜、李克聰，運輸概論，台中市:國彰出版社，民86年8月。
[30] 周義華，運輸工程，台北市:鼎漢國際工程顧問股份有限公司，民85年8月。
[31] 施永富，測量學，台北市:三民書局股份有限公司，2010年6月，第12章。
[32] 沈聰益、黃培毓、顏木生，測量學實習，台北市:台科大圖書股份有限公司，2010年4月，第9章。
[33] 何維信，測量學第四版，台北市:宏泰出版社，民92年，第15章。
[34] 趙元和、王炳淵，實用平面測量軟體，台北市:全華科技圖書股份有限公司，民91年，第6~10章。
[35] 葉怡成，測量學---21世紀觀點，台北市:東華書局，民88年，第18章。
[36] 林宏麟，測量學，台北市:三民書局股份有限公司，民88年，第10章。
[37] 金其坤與陳龍飛，工程測量，台北市:淑馨出版社，1993年7月，第4章。
[38] 任慶儀，教案設計:教學法之運用，台北市:鼎茂圖書出版股份有限公司，民100年5月。
[39] Wilbert J. Mc Keachine著 林春仲 林連祥等6人譯，教學法的研究與應用，台北市:淡江大學出版中心出版， 75年5月。
[40] 林生傳，教學新世紀理論與實務，台北市:心理出版社股份有限公司，2004年8月。
[41] 陳添球主編，典範教學──教學活動設計與實施，台北市:國立花蓮教育大學印行，96年1月。
[42] (美)巴巴拉‧G‧戴维斯 者:嚴慧仙 譯，教學方法手冊(Tools For Teaching)，台北市:浙江大學出版社，2006年6月。
[43] 趙英宏 趙元和，數值分析(Numerical Analysis)，台北市:五南圖書出版股份有限公司，2008年7月。
[44] 齊治昌，數值分析及其應用，湖南省:新華書店發行，國防科技大學出版社出版，第二版， 2001年1月。
[45] 陳祥明，數值分析:原理及解題，台北市:中央圖書出版社，民89。
[46] 張添洲，教材教法—發展與革新，台北市:五南圖書出版有限公司，民89年9月。
[47] 王財印、吳百祿、周新富，教學原理，台北市:心理出版社， 2004年9月。
[48] 張世忠，教學原理—統整與應用，台北市: 五南圖書出版有限公司，民89年9月。
[49] 李咏吟，多元教學設計:課程改革的實踐，台北市:高等教育文化事業有限公司， 2005年1月。
[50] 李咏吟，認知教學:理論與策略，台北市: 心理出版社股份有限公司， 1998年10月。
[51] R.M.加涅等著、王小明等譯，教學設計原理，上海市:華東師範大學出版社， 2007年2月。
[52] 交通部台北市區地下鐵路工程處, “高雄都會區鐵路地下化綜合規劃報告,” 軌道工程, 台北：交通部台北市區地下鐵路工程處 ,2000.
[53] 交通部鐵路改建工程局, 左營地區鐵路地下化工程綜合規劃報告,台北：交通部鐵路改建工程局, Taipei in Taiwan,2009.
[54] 鐵路改建工程局, 鐵路工程規劃作業手冊,台北：交通部鐵路改建工程局, 2010.
[55] Wesley,G.C.(原著),周良勳(編譯者)，『測量學』(Construction Surveying and Layout)，台北：新文京開發出版股份有限公司，民92年12月，第17章~第18章。
[56] Wolf, P. R., Ghilani, C. D., Elementary Surveying: An Introduction to Geomatics, 11th Ed., Prentice Hall,2006, ch24~ch25 .
[57] Kavanagh, B. F., Surveying: Principles and Applications, 8th Ed., Prentice Hall ,2008，ch14~ch15.
[58] Kavanagh, B. F., Surveying with Construction Applications, 7th Ed., Prentice Hall ,2009.
[59] Wolf, P. R., Ghilani, C. D., Adjustment Computations: Statistics and Least Squares in Surveying and GIS, 3rd Ed., John Wiley and Sons Inc.,1997.
[60] Esveld, C., Modern Railway Track, 2nd. Ed., Delft University of Technology ,2001，ch3.
[61] Bonnett, C. F., Practical Railway Engineering, 2nd.Ed., Imperial College Press ,2005.
[62] Endre S‥uli and David F. Mayers,An Introduction to Numerical Analysis, New York,2003.
[63] Cheney and Kincaid, Numerical Mathematics and Computing, 6th ed.,Brooks/Cole, 2008.
[64] Burden and Faires, Numerical Analysis ,8th edition, Thomson Brooks/Cole, 2005
[65] Kincaid and Cheney, Numerical Analysis: Mathematics of Scientific Computing, 3rd ed., Brooks/
[66] James M.Anderson & Edward M.Mikhail,「SURVEYING Theory and Practice」，CB/Mc Graw-Hill,2000。
[67] 沈聰益，「三次拋物線」，交通部台北市區地下鐵路工程處鐵路地下化工程報導，第57~59期，民79年。
[68] 鄧曜輝，「高次連續緩和曲線之研究」，中華技術，第9期，台北市，民80年。
[69] 廖福裕，「鐵路三次拋物線之研究」，台鐵資料，第142期～第148期，台北市，民64年3月。
[70] 李調龍，「三次拋物線定線設計及實地定測座標測算法」與「松山專案東正線(第一股)定線數據計算實例」，交通部台北市區地下鐵路工程處鐵路地下化工程報導第45~49期，台北市，民78年8月。
[71] 鄧書才，「台灣鐵路管理局鐵路建設規則解釋(三)」，台鐵資料，台北市，民71年。
[72] Vermeij, I. D. J., " Design of a high speed track, " HERON, Vol. 45, No.1, pp. 9-23,2000. http://heron.tudelft.nl/heron.html
[73] Zboiński, K., Woźnica, P., "Optimization of the Railway Transition Curves’ Shape with Use of Vehicle-track Dynamical Model, " Archives of Transport, Vol.22, No.3, pp. 387-407,2010.
[74] Long,X.-Y., Wei1, Q.-C., and Zheng, F.-Y., "Dynamic analysis of railway transition curves, " Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, Vol. 224, No. 1, pp. 1-14,2010.
[75] Tsung-I Shen,Che-HaoChang,Kuan-Yung Chang,Cho-Chieo Lu, "A Numerical Study of Cubic Parabolas on Railway Transition Curves," Journal of MarinScience and Technology, vol. 21, no.2, 2013, pp. 191-197.
[76] 郭振銘，「軌道工程」概論－路線與線型，經濟部工業局八十八年下半年八十九年度軌道車輛人才培訓講義，台北市，民89年3月。
[77] Levien, R., The Euler spiral: a mathematical history, Technical Report No. UCB/EECS-2008-111, Electrical Engineering and Computer Sciences, University of California at Berkeley,(2008.
[78] Australian Rail Track Corporation LTD., "Survey Definition of Alignment and Kilometrage, " Track of Engineering Standard-NSW, TEP 25, RIC Standard: C 4601 ,2005.
[79] 沈聰益，緩和曲線於軌道工程應用之研究，碩士論文，台北科技大學土木與防災研究所，台北，2001。
[80] 呂卓樫，工程測量實習之電腦輔助教學研究，博士論文，國立臺灣大學工學院土木工程學系，台北，2009。