众多下穿铁路桥梁、涵洞的道路按照国家标准依次设置了限高防护架,以保证铁路运输的安全。但超高车辆撞击限高防护架的事故时有发生,且被撞后未能及时发现,造成巨大的经济损失。因此,为实现防护架撞击事故的准确判断与提示,研究分析其碰撞特征以确定报警阈值,并结合撞击报警软硬件综合管理系统的研发,对铁路设施的安全及维护具有一定理论意义和实际应用价值。首先,以防护架的现场应用结构类型为研究基础,运用Solid Works软件建立其三维模型,以Hyper Mesh、LS-DYNA、LS-Pre Post软件为碰撞仿真工具,并基于碰撞非线性有限元控制理论,结合接触算法和时间积分算法,模拟防护架的被碰撞过程,以进行仿真计算与响应输出。其次,以车型、载重、碰撞速度、碰撞位置等作为主要变量参数类型,结合以碰撞后应力云图为依据确定出的研究节点;首次通过比较多工况的节点振动加速度响应确定临界工况,运用图像阈值的方法分析临界碰撞工况的动力响应曲线,得到相应的理论报警临界值,为装置的报警阈值设定奠定理论基础。最后,以单片机开发为主要技术支撑,从物联网角度出发,运用振动传感器、无线通信等技术,研究具有集成化与智能化特点的报警装置;结合碰撞仿真确定合适的安装位置,以延长其使用寿命;研发集地图定位显示、数据可视化、信息编辑等功能为一体的报警管理平台,结合碰撞仿真与硬件装置设定合理的报警阈值,实现上位机报警信息的管理与处置。通过对碰撞报警阈值的分析研究,得出了不同结构防护架的撞击报警阈值,提高了装置的报警准确度,即降低误报和漏报概率,为撞击报警综合系统提供强有力的理论支撑;并经过软硬件测试,实现了振动数据在上位机界面中的实时图形化显示;同时,与装置的串口数据进行交叉验证,以达到信息低延迟性、稳定性、准确性等要求,从而实现了防护架撞击事故的有效判断,且研究结果具有良好的市场应用前景。