到2020年全国高速铁路规划完成“四纵四横”,运营总里程将突破12万公里。高铁已经成为我国经济发展的大动脉,如何保证高铁安全、科学、有序和高效运营是铁道部门首要面临问题,基于高铁的安全监测目前已成为学术界的研究热点。论文以高速铁路铁轨为研究背景,构建无线传感器网络监测仿真平台。研究节点和网关的配置参数、无线环境、节点数目和物理拓扑等因素对网络覆盖和性能的影响,核心问题是如何科学、合理放置节点和网关,并为工程建设提供理论支持。论文将铁轨划分不同线路状态,以平行双轨Ⅲ型为出发点,搭建无线传感器网络原型系统,利用MATLAB和NS2对网络覆盖和性能进行仿真研究。原型系统使用通信协议为IEEE 802.11/IEEE 802.15.4,频点位于2.4GHz,论文从无线信号传播模型的角度分析网络覆盖问题,分别从穿透损耗的厚度和数量关系、信号传播模型修正和设备差异性影响三方面对无线信号传播模型研究,修正后的模型能更真实地反映信号传播覆盖的本质。为研究影响原型系统网络性能的因素,将问题简化为单节点与网关通信和多节点与网关通信。前者重点研究不同通信协议、数据包大小、发送速率、节点发射功率、网关天线高度和无线传播环境对网络性能的改变；后者着重讨论不同节点数目和不同物理网络拓扑结构对网络性能的影响。论文给出具体调整网络覆盖范围、吞吐量、时延和丢包率的策略以及需要注意事项。通过本文的研究,为高铁铁轨监测系统提供以无线传感器网络为平台网络模型的方案,利用仿真分析结果制定工程的实施策略和性能评估,对工程起指导作用。