对轨道交通预警系统的基础理论进行了研究，提出了单台站原位P波预警的基本构想。研究了强震P波参数与强震震级的回归关系，提出了强震P波瞬时特征周期和平均特征周期参数快速估算震级的回归算法，得到了不同时间窗的回归公式。对强震的早期P波特征周期参数和幅值参数与地震地面震动峰值参数之间的关系进行了研究，提出了P波特征周期与地震地面峰值加速度、峰值幅度的回归关系，P波幅值参数与地面震动峰值加速度、峰值速度之间的回归关系。研究了局部场地特征和入射方向对强震P波特征参数的影响。研究了基于Bayes原理的渐进地面震动强度预警与P波特征参数，提出了地面震动强度参数的初始先验分布假定和实时估算渐进地面震动强度参数的方法，验证了其可行性。在区分震源机制与不区分震源机制两种情况下提出了P波的特征周期参数与地震地面峰值加速度参数的线性回归关系式，证明正断层机制下的两种幅值参数与地震动强度参数的线性相关度较不区分震源机制的情况下均有明显的增强。研究了P波特征参数的概率统计特征，给出了基于不同地震动强度范围内不同时窗下的P波特征参数的统计分布特征以及概率分布函数。研究了地震作用下列车轨道动力相互作用，提出了一个将地震作用对运行中列车安全影响分解为列车在常规条件下的运行安全指标叠加地震作用对列车运行安全指标的简化研究思路，建立了车轮-轨道-路基数值模拟分析模型，并通过数值模拟分析了路基条件、地震动特性等对列车运行安全指标的影响，并将计算结果与日本文献结果进行的对比验证，表明轮轨之间采用硬接触和赫兹接触均可得到较满意的模拟结果。基于我国高速铁路地震预警采用沿线路排列的原位地震监测网络所必需的单台站预警模式，提出了适合高速铁路单台站的快速、准确进行高铁线路场地地震动预测的方法。 2100433B