截至2011年12月底,中国国内时速200公里以上的高速铁路里程已经接近1万公里,中国已成为世界上高铁里程最长、规模最大的国家。目前铁路系统正由传统技术模式向智慧铁路模式转型。虚拟环境表达是认识世界和研究世界的重要手段,对于各领域的信息化建设和科学实验研究具有深远意义,构建虚拟空间开展高速铁路科学实验和高效管理分析研究,对我国高铁核心技术的自主创新和高铁系统的运营安全具有重大意义。由于高速铁路系统的复杂性,对虚拟场景的建模工作提出了较高的要求,现有的建模研究缺乏概念层次的领域表达能力,不具备专业建模技术的领域专家很难直接参于到三维场景建模中,从而影响场景的真实性和规范性。针对以上问题,论文将概念建模方法引入高速铁路虚拟环境建模中,使场景具备高铁领域的合理性和规范性,易于建模人员所理解,并在此基础上开展高速铁路场景建模,期望能够降低错误风险、减少开发成本、缩短建模周期,保证建模工作的顺利进行。论文首先分析了概念场景的层次结构和约束条件,明确了高速铁路场景的实体组成类别,建立了实体以及实体之间的空间关系和行为准则,定义了实体在场景中的组合方式；其次,在概念建模的基础上,论文讨论了场景的建模方法,采用了实体-关系模型的组合方式,可对不同的线路进行自适应的场景表达,实现场景的自动建立；接着论文通过研究不同实体的建模方法,确定以不规则三角网构建地形模型,以几何精细建模方式构建铁路线路设施模型,为满足大范围场景的显示需要,对建立的实体模型进行了优化处理；最后,论文选择某条高速铁路线路为案例区域,研发了原型系统,进行了初步的虚拟高速铁路场景建模实验,实验结果验证了基于实体-关系概念模型进行高速铁路虚拟场景建模的方法,是正确和可行的。