我国已经建成了世界上规模最大的高速铁路网，高速铁路成为人们日常出行的主要选择，确保高速铁路运营安全十分重要。由于自然灾害可以影响高速铁路运营安全，尤其是突发性和破坏性比较强的地震，对高速铁路运营安全构成了严重威胁。高速铁路地震预警系统能够生成、传输和发布地震警报信息及紧急处置信息，主要通过车地联动的方式对列车采取紧急处置措施提升预警效能。由于我国高速铁路按照铁路局集团公司来划分管辖范围，构建高速铁路地震预警信息优先发布模型，研究快速、准确地判断高速铁路运营线路的地震影响范围，计算在地震影响范围内的高速铁路运营线路受地震的影响程度，以及各铁路局集团公司受地震的影响程度，及时给出相应的应急响应策略。
高速铁路地震预警信息优先发布模型分析
（1）地震影响里程熵。地震发生时，根据地震影响程度，可以将地震影响范围划分为I，II，III 3个影响级别，其中I级影响最小，III级影响最大。判断处于地震影响范围内的高速铁路线路每公里里程所处的地震影响级别，并对其每公里里程进行相应的加权计算，将计算结果定义为地震影响里程熵。地震影响里程熵以km为单位进行计算，其值可以反映出地震对此公里里程运输安全的影响程度。
对处于地震影响范围内的高速铁路线路里程进行加权并求和计算，得到高速铁路线路地震影响里程熵。对处于地震影响范围内的某铁路局集团公司中所有高速铁路线路的地震影响里程熵进行求和计算，得到该铁路局集团公司的高速铁路地震影响里程熵。
（2）高速铁路地震预警信息发布模型。以地震影响范围内各个铁路局集团公司地震影响里程熵E从大到小顺序为信息发布先后的依据，构建其数学模型可表示为
desc{E_1,E_2,E_3,…,E_i,…〖,E〗_n }
式中：E_i表示地震影响范围内第i个铁路局集团公司的地震影响里程熵；n表示地震影响的铁路局集团公司总数；desc表示将地震影响范围内各个铁路局集团公司的地震影响里程熵按降序排列。
（3）地震影响级别判定。在高速铁路地震预警系统收到地震预警信息后，通过衰减公式计算得出I，II，III级地震影响范围。图中纯色区域表示I级地震影响范围；网格区域表示II级地震影响范围；点集区域表示III级地震影响范围。
I，II，III级地震影响范围示意图
根据地震影响范围，判断某铁路局集团公司的管辖范围是否受地震影响，采用“多边形碰撞检测—分离轴算法”进行判断。由于分离轴算法只适用于凸多边形，如果某铁路局集团公司管辖范围所构成的多边形图形是凹多边形，则可以将其分割成多个凸多边形，并重复上述判断过程。
分离轴算法示意图
在确定某铁路局集团公司受地震影响的基础上，采用圆心距法判断该铁路局集团公司所辖范围内铁路公里标信息上各数据点受地震影响的级别。由于地震预警范围是由3级处置范围组成，因而要对圆心距方法进行修改，不仅需要判断数据点是否在地震范围内，还要通过圆心距判断数据点处在何等级地震影响范围内。
圆心距法示意图
由图可知，如果数据点a的圆心距L大于I级半径L1，则该数据点在地震影响范围之外，不考虑此数据点。如果数据点a的圆心距L小于等于I级半径L1且大于II级半径L2，则该数据点在I级地震影响范围内。如果数据点a的圆心距L小于等于II级半径L2且大于III级半径L3，则该数据点在II级地震影响范围内。如果数据点a的圆心距L小于等于III级半径L3，则该数据点在III级地震影响范围内。
高速铁路地震预警信息优先发布策略过程分析
我国铁路以公里标、半公里标计量线路里程，而高速铁路地震预警系统下达的紧急处置信息以经纬度表示地震影响范围。因此，需要将高速铁路线路的公里标和半公里标信息转换为该点的经纬度信息。由于高速铁路线路在设计时需要考虑地形、地质、水文、气象等多种因素，所以高速铁路线路的几何特性复杂，很难直接通过拟合数学公式确定公里标与经纬度之间的关系，为此可以采用“公里标—经纬度转换表”将高速铁路线路上某点的公里标信息转换为该点的经纬度信息。
高速铁路的1个闭塞分区长约2 km，选择每个闭塞分区的起始点和中点作为数据点进行经纬度转换，将这些数据点的公里标信息和经纬度信息表示在同一个表格中，并用表示代表每个数据点的里程值，即得到“公里标—经纬度转换表”。
由于高速铁路线路可能是跨铁路局集团公司的长大线路，因此将该高速铁路线路在某铁路局集团公司管辖范围内的第1个数据点作为起始数据点来标记，最后1个数据点作为结束数据点来标记，则这2个数据点即能反映出该高速铁路的这段线路属于该铁路局集团公司。
利用地震预警信息优先发布模型分析，实现地震预警信息快速、准确发布的迭代计算流程图如图所示。
实现地震预警信息优先发布的迭代计算流程图
高速铁路地震预警信息发布策略实现了对地震重灾区内高速铁路的重点预警。在地震发生时，将高速铁路地震预警信息按照地震对高速铁路运营安全影响程度大小快速、准确地发布到相应的铁路局集团公司。该发布策略有效增加地震预警时刻与破坏性地震到达时刻之间的时间差，提升了铁路局集团公司地震应急响应能力，提高了高速铁路运输安全防护水平，为司乘人员和旅客人员的生命安全、铁路装备的财产安全提供更可靠保障。
高速铁路地震预警信息优先发布模型分析
（1）地震影响里程熵。地震发生时，根据地震影响程度，可以将地震影响范围划分为I，II，III 3个影响级别，其中I级影响最小，III级影响最大。判断处于地震影响范围内的高速铁路线路每公里里程所处的地震影响级别，并对其每公里里程进行相应的加权计算，将计算结果定义为地震影响里程熵。地震影响里程熵以km为单位进行计算，其值可以反映出地震对此公里里程运输安全的影响程度。
对处于地震影响范围内的高速铁路线路里程进行加权并求和计算，得到高速铁路线路地震影响里程熵。对处于地震影响范围内的某铁路局集团公司中所有高速铁路线路的地震影响里程熵进行求和计算，得到该铁路局集团公司的高速铁路地震影响里程熵。
（2）高速铁路地震预警信息发布模型。以地震影响范围内各个铁路局集团公司地震影响里程熵E从大到小顺序为信息发布先后的依据，构建其数学模型可表示为
desc{E_1,E_2,E_3,…,E_i,…〖,E〗_n }
式中：E_i表示地震影响范围内第i个铁路局集团公司的地震影响里程熵；n表示地震影响的铁路局集团公司总数；desc表示将地震影响范围内各个铁路局集团公司的地震影响里程熵按降序排列。
（3）地震影响级别判定。在高速铁路地震预警系统收到地震预警信息后，通过衰减公式计算得出I，II，III级地震影响范围。图中纯色区域表示I级地震影响范围；网格区域表示II级地震影响范围；点集区域表示III级地震影响范围。
I，II，III级地震影响范围示意图
根据地震影响范围，判断某铁路局集团公司的管辖范围是否受地震影响，采用“多边形碰撞检测—分离轴算法”进行判断。由于分离轴算法只适用于凸多边形，如果某铁路局集团公司管辖范围所构成的多边形图形是凹多边形，则可以将其分割成多个凸多边形，并重复上述判断过程。
分离轴算法示意图
在确定某铁路局集团公司受地震影响的基础上，采用圆心距法判断该铁路局集团公司所辖范围内铁路公里标信息上各数据点受地震影响的级别。由于地震预警范围是由3级处置范围组成，因而要对圆心距方法进行修改，不仅需要判断数据点是否在地震范围内，还要通过圆心距判断数据点处在何等级地震影响范围内。
圆心距法示意图
由图可知，如果数据点a的圆心距L大于I级半径L1，则该数据点在地震影响范围之外，不考虑此数据点。如果数据点a的圆心距L小于等于I级半径L1且大于II级半径L2，则该数据点在I级地震影响范围内。如果数据点a的圆心距L小于等于II级半径L2且大于III级半径L3，则该数据点在II级地震影响范围内。如果数据点a的圆心距L小于等于III级半径L3，则该数据点在III级地震影响范围内。
高速铁路地震预警信息优先发布策略过程分析
我国铁路以公里标、半公里标计量线路里程，而高速铁路地震预警系统下达的紧急处置信息以经纬度表示地震影响范围。因此，需要将高速铁路线路的公里标和半公里标信息转换为该点的经纬度信息。由于高速铁路线路在设计时需要考虑地形、地质、水文、气象等多种因素，所以高速铁路线路的几何特性复杂，很难直接通过拟合数学公式确定公里标与经纬度之间的关系，为此可以采用“公里标—经纬度转换表”将高速铁路线路上某点的公里标信息转换为该点的经纬度信息。
高速铁路的1个闭塞分区长约2 km，选择每个闭塞分区的起始点和中点作为数据点进行经纬度转换，将这些数据点的公里标信息和经纬度信息表示在同一个表格中，并用表示代表每个数据点的里程值，即得到“公里标—经纬度转换表”。
由于高速铁路线路可能是跨铁路局集团公司的长大线路，因此将该高速铁路线路在某铁路局集团公司管辖范围内的第1个数据点作为起始数据点来标记，最后1个数据点作为结束数据点来标记，则这2个数据点即能反映出该高速铁路的这段线路属于该铁路局集团公司。
利用地震预警信息优先发布模型分析，实现地震预警信息快速、准确发布的迭代计算流程图如图所示。
实现地震预警信息优先发布的迭代计算流程图
高速铁路地震预警信息发布策略实现了对地震重灾区内高速铁路的重点预警。在地震发生时，将高速铁路地震预警信息按照地震对高速铁路运营安全影响程度大小快速、准确地发布到相应的铁路局集团公司。该发布策略有效增加地震预警时刻与破坏性地震到达时刻之间的时间差，提升了铁路局集团公司地震应急响应能力，提高了高速铁路运输安全防护水平，为司乘人员和旅客人员的生命安全、铁路装备的财产安全提供更可靠保障。
