列车在行进过程中,往往会受到恶劣天气的影响,为保障列车运行安全,需要建设铁路气象监测预警系统,通过对铁路沿线气象实现有效、真实、不间断的监测,为铁路运营提供铁路沿线气象信息,实现恶劣天气报警、预警,达到保障列车和乘客安全的目的。本文对国内外相同或相近的系统研究现状和国家相关标准文件进行分析,并结合实地调研结果,设计了一个符合我国铁路运营实际情况的铁路气象监测预警系统,其主要监测对象为铁路沿线的风向、风速、降雨量、雪深,并使用监控摄像机对监测点周围环境进行辅助观测。首先,对铁路气象监测预警系统总体架构进行分析和设计,主要有两部分:一是现场设备,由现场采集设备和监控单元组成,主要负责数据采集、数据存储和数据处理;二是铁路局中心系统,可以远程从监控单元获取气象数据、报警预警信息,为列车运行调度提供依据。其次,对系统各组成部分之间数据传输接口、报警模块、软件功能、数据库进行了设计。接着,考虑到恶劣天气发生具有随机性和不确定性的特点,重点研究预警功能关键技术,即数据驱动的气象预测方法,提出了一个基于互补集合经验模态分解和差分进化算法优化的支持向量回归机组合模型预测方法。最后,搭建了铁路气象监测预警系统现场设备实验平台,开发了与系统配套的数据采集、数据存储和数据分析处理应用程序,实现了系统的监测和预警等主要功能,以风速数据为例,实验结果证明该混合模型在短时预测中的准确性和实时性,能够满足铁路沿线恶劣天气监测的需求。