我國是一個(gè)自然災(zāi)害多發(fā)的 ，每年發(fā)生的地震、洪水、風(fēng)暴、滑坡、泥石流、冰雪等自然災(zāi)害給鐵路運(yùn)輸帶來了嚴(yán)重的損失。通過鐵路防災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)，可以提前對(duì)鐵路沿線災(zāi)害的發(fā)生進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)災(zāi)害發(fā)生后幫助指揮人員及時(shí)進(jìn)行響應(yīng)，將災(zāi)害的損失降到 低。光纖傳感器由于其優(yōu)異的測(cè)量性能，在鐵路的自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)中有著良好的應(yīng)用前景。
1、橋梁、隧道結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)
鐵路橋梁、隧道在使用過程中需要對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一方面監(jiān)測(cè)其混凝土結(jié)構(gòu)的開裂情況，可以提早采取措施防止危害進(jìn)一步擴(kuò)大，另一方面可以測(cè)量橋梁結(jié)構(gòu)的振動(dòng)情況，防止因振動(dòng)過大對(duì)橋梁結(jié)構(gòu)健康產(chǎn)生危害。
傳統(tǒng)的電類傳感器在鐵路建筑的健康監(jiān)測(cè)方面有許多缺點(diǎn):信號(hào)傳輸?shù)木嚯x較遠(yuǎn)，對(duì)信號(hào)線的屏蔽要求較高；系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和布線都比較復(fù)雜，不同的參數(shù)需要用不同的處理單元；體積較大，難以埋入到結(jié)構(gòu)中；在潮濕的環(huán)境下性較差；在橋梁的健康監(jiān)測(cè)中還有因閃電擊壞傳感器的問題。
光纖光柵傳感器在鐵路建筑的健康監(jiān)測(cè)方面優(yōu)勢(shì)明顯:信號(hào)傳輸距離遠(yuǎn)，不需要考慮電磁屏蔽；只需要使用少量信號(hào)處理單元，就可以把幾公里范圍內(nèi)的大量參數(shù)都采集到，系統(tǒng)布線較為簡單；體積小，可以很輕松的埋入到混凝土和鋼筋中；性能好，不怕閃電。
目前光纖光柵傳感器己經(jīng)應(yīng)用于鐵路橋梁隧道的健康監(jiān)測(cè)。它可以對(duì)結(jié)構(gòu)應(yīng)力、溫度、位移、土壓、滲壓等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量。隨著光纖光柵傳感器性能的不斷提高，它在鐵路建筑的健康監(jiān)測(cè)將越來越廣泛的應(yīng)用。
2、軌道落石監(jiān)測(cè)
鐵路邊坡落石對(duì)鐵路行車 危害很大，并且由于落石體積較小，周圍環(huán)境復(fù)雜，比較難以發(fā)現(xiàn)。傳統(tǒng)的邊坡落石解決辦法是依靠鐵路防護(hù)工人沿著鐵路巡邏，靠肉眼檢查，這種方式無法做到實(shí)時(shí)測(cè)量。現(xiàn)在光纖光柵己經(jīng)被用來進(jìn)行軌道落石的監(jiān)測(cè)。該傳感器利用落石對(duì)鐵軌的震動(dòng)進(jìn)行測(cè)量，可以判斷落石的大小和遠(yuǎn)近。在高危地段分段布置多個(gè)傳感器，就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)軌道落石，并及時(shí)排除。
3、泥石流監(jiān)測(cè)
泥石流對(duì)鐵路 危害，它可以沖垮橋梁、路基，甚至可以淹沒或推翻列車，造員傷亡。過去人們對(duì)于泥石流的監(jiān)測(cè)一直都沒有很好的方法，而隨著光纖傳感技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在人們找到了兩種方法可以對(duì)危險(xiǎn)坡段的泥石流進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)。
一種方法是在山坡上布置光纖光柵位移傳感器網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)山體發(fā)生滑坡時(shí)，位移傳感器就會(huì)檢測(cè)到表層山體相對(duì)于里層山體之間的位移，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)。由于光纖光柵傳感器可以很方便地進(jìn)行級(jí)聯(lián)，可以測(cè)量大面積山坡的泥石流發(fā)生情況；同時(shí)光纖光柵能夠在惡劣的環(huán)境下長期穩(wěn)定的工作，適合于泥石流的監(jiān)測(cè)。
另外一種方法是在山坡上布置基于布里淵散射的分布式光纖布里淵應(yīng)力傳感器。這種傳感器利用光纖中的背向布里淵散射進(jìn)行測(cè)量，可以同時(shí)測(cè)量光纖沿線的溫度和應(yīng)力情況，并且可以 定位測(cè)量點(diǎn)的位置。將這種光纖固定山體上的錨桿中，當(dāng)山體發(fā)生滑坡時(shí)，碎石帶動(dòng)錨桿移動(dòng)，從而拉扯光纖產(chǎn)生應(yīng)力。根據(jù)散射光的強(qiáng)度和返回時(shí)間，即可知道山體滑坡發(fā)生的地點(diǎn)。該傳感器只需要使用普通光纖，成本較為低廉，同時(shí)其測(cè)量范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光纖光柵傳感器，可以達(dá)到幾公里甚至幾十公里。
4、結(jié)冰監(jiān)測(cè)
軌道的輸電線結(jié)冰和軌道結(jié)冰會(huì)對(duì)鐵路行車 產(chǎn)生危害。2008年初發(fā)生在我國南方的大范圍的冰雪災(zāi)害，致使高壓輸電線被積冰拉斷，導(dǎo)致京廣線停運(yùn)。2005年鄭州鐵路局發(fā)生大面積接觸網(wǎng)和軌道道岔接冰，造成列車嚴(yán)重滯留。2010年武廣、滬寧高鐵也因冰雪災(zāi)害降速運(yùn)行。在北方，嚴(yán)重結(jié)冰發(fā)生的概率 大，每年都給鐵路交通運(yùn)輸造成很大損失。
分布式光纖布里淵應(yīng)力傳感器可用于輸電線的結(jié)冰監(jiān)測(cè)。其方法是，將測(cè)量光纜與輸電線安裝在一起，當(dāng)有結(jié)冰和積雪發(fā)生時(shí)，會(huì)導(dǎo)致測(cè)量光纜被拉伸，通過應(yīng)力測(cè)量即可知道輸電線纜是否有斷裂的危險(xiǎn)，并可準(zhǔn)確地知道事故發(fā)生地點(diǎn)的位置。這種傳感器體積小、質(zhì)量輕，不會(huì)給輸電線帶來額外的負(fù)荷；抗電磁干擾，可以傳輸很遠(yuǎn)的距離；同時(shí)它準(zhǔn)確判斷位置的能力也是電類傳感器無法做到的。
分布式光纖傳感器也可以用于軌道結(jié)冰的監(jiān)測(cè)。如公路路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)用分布式光纖拉曼溫度傳感器，它通過檢測(cè)路面溫度來判斷路面是否有結(jié)冰發(fā)生的危險(xiǎn)。將這種傳感器布置在軌道上的關(guān)鍵位置上，便可用于軌道道岔結(jié)冰的輔助判斷。
