我国是铁路最为发达的国家之一,多项铁路技术世界领先。截至2019年初,我国铁路运营里程达13.1万公里,其中高铁占世界高铁路总量的三分之二。铁路对经济增长、交通运输以及国家发展都有着重要意义。其中,铁路安全是铁路发展的前提保障,铁路沿线环境复杂,地质灾害和人为入侵是影响铁路安全的两个重要因素。本文针对上述问题,对相关技术进行了深入研究,并结合先进的光纤传感技术,设计了异物侵限监测系统和周界入侵报警系统,该设计能够实现铁路运行环境监测并报警,能有有效识别各种非法侵限和入侵行为。主要研究内容如下:首先,分析了光纤传感器工作的基本原理,对市场上典型的光纤传感器技术进行了详细分析,并总结其特点。其次,对各国在铁路异物侵限监测应用的各种技术方案进行了深入研究,针对隧道口异物侵限监测场景,分析监测特点和使用需求,设计了使用光纤光栅振动传感器和破网监测传感器联合使用的侵限监测方案,光纤光栅振动传感器监测异物撞击防护网的程度,破网监测传感器监测防护网损伤程度,既能满足高精度、高抗干扰能力、高可靠度的要求,同时又能防止由于精度过高而引起误判。同时对整个系统传感器的布设方式、通信架构、传输方式以及判定方式进行了讨论,通过模块化的方式进行系统实现,并测试相关数据。最后,对常用的周界入侵报警系统进行了分析并总结其优缺点,目前铁路周界入侵监测主要使用传统传感器方式,系统的准确度受环境因素影响大,并且能够为后台提供入侵判断的数据类型较为单一。基于上述情况,本文选用振动光纤作为传感装置来进行智能光纤周界安防系统设计,该系统具有抗电磁干扰、抗雷击,无电火花、智能识别技术、安全可靠等突出优点,同时,设计将入侵监测和报警子系统、视频子系统进行了联动设计,当光纤传感器监测到如入侵发生时,报警子系统进行报警,同时将入侵点的位置发送至视频子系统对入侵点进行图像采集,更加准确地对入侵进行判定,设计在系统的准确性和数据种类上进行了优化,同时对系统实现的相关细节进行了详细讨论。