兰新高速铁路穿越风灾极为恶劣的大风区,强风对列车安全运营构成了严重威胁。开展兰新高铁沿线重点风区的风速监测与列车风致安全预警研究,对于完善兰新高铁沿线风速监测,为车辆在强风区安全运行提供理论研究价值。本文针对兰新高铁沿线大风区危险路段,提出基于ZigBee无线传感器网络的大风监测系统,研究大风区环境下无线传感器网络节点的优化部署策略,并对列车风致安全预警问题进行分析讨论。具体研究内容有以下四个方面:（1）ZigBee无线传感器网络大风区风速监测系统的总体架构设计。总结了无线传感器网络的系统结构、节点结构、路由协议及应用领域,采用基于射频芯片CC2530的ZigBee技术构建兰新高铁沿线大风区WSN风速监测系统。监测网络呈带状结构分布,节点内部通过ZigBee通信协议组网,形成不同分簇网络,各簇首节点与地面汇聚节点连接,进而将沿线收集的风速信息传送到监控中心。（2）兰新高铁沿线大风区风速监测的无线传感器网络节点优化部署方案。研究带状无线传感器网络在监测区域内的部署策略,针对传感器节点对目标区域进行有效覆盖的问题,采用确定性多边形部署方式,研究在保证监测区域的全覆盖以及数据传输要求下,使用确定性多边形部署的覆盖模型,计算出不同种类传感器节点个数与覆盖率、节点感知半径之间的关系。另外在网络中部署适当的异构节点,通过求解网络寿命成本比RLC的最大值,确定最佳sink节点个数,从而在延长网络寿命的同时使网络成本最小。（3）基于AHP模糊推理的大风区无线传感器节点优化部署评价指标。综合考虑风力因素、线路地形因素对实际部署的影响程度,分析其覆盖方式、节点能耗和使用寿命等评价因素,建立以AHP层次分析法为基础的模糊推理模型:先确定因素权重,再计算各层因素的隶属度函数,最后转化为信度,得到最终的综合评价指标,为实际节点的部署提供参考。（4）讨论列车风致安全的兰新高铁安全限速预警问题。提出了基于列车风致安全的百里风区限速预警系统设计。首先通过研究影响列车在百里风区的主要运行指标和限速准则,设定风区不同路段,不同风速下列车安全行驶的速度范围,再根据风区WSN监测系统实时风速数据,对线路中行驶的列车提供准确合理的限速预警信息。论文构建的WSN大风监测系统及列车限速预警方案具有一定的工程参考价值。