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余年的历史，产生了一批有代表性的系统，如北美铁路的“先进列车控制系统” （ATCS） 、
法国铁路的“连续实时追踪自动化系统” （ASTREE） 、欧洲铁路的“全欧列车控制系统”
（ETCS）等，其配套的安全监控系统相当完善[6]。
1.2.2我国研究现状
在我国，大家在预防灾难以及应对灾难的能力方面还需要不断的加强，而且铁路安全
监测属于边缘学科，对于铁路安全的研究仍停留在理论性的研究阶段，尚且还不能形成全
局和动态性的良性局面，铁路系统中现有的安全监测体系已经不适合高速铁路其日益提速
的要求。如：对雨量、洪水、风雪等自然灾害的监测和对轨温、长大隧道、桥梁、列车等
设备状态的监测，大多采用人工、间歇收集信息的方式，信息的准确性、实时性差，不适
于高速铁路的要求，因此，进行全面系统的研究，提出适合自身的高速铁路运营模式以及
自然环境的安全监控系统方案，是我国高速铁路建设的一个重要环节[7]。
1.3系统的目的和意义
1964 年日本高速铁路成功产出，从此标世界进入了高速铁路的时代。高速铁路的基
本要求是确保旅客生命财产和行车安全。随着社会经济的不断发展，人们的生活水平不断
改善，因此追求安全、快速、舒适的出行已成为新时代运输工具的必然要求。高速铁路与
一般铁路相比具有高效的速度、更高的乘客舒适性，但是由于速度越高，安全性就更差，
所以高速铁路的安全性是急需解决的问题之一，也是高速铁路今后研究的方向。高速铁路
安全系统的安全工作的好坏主要取决于行车安全工作，高速铁路运行速度高，危险性大，
事故一旦发生，往往都是伤亡大[8]。
国内外对于铁路运输的安全监控这一热门和前沿课题都进行了大量的研究。 西方发达
国家的铁路运营体系都采用了成型的铁路智能运输系统(ERITS)，它是城市智能运输系统
(ITS)技术在铁路运输领域的应用和发展。ERITS 的研制与开发己有 20 余年的历史，其
中以日本“新干线安全监控系统”为代表，它包括列车运营管理自动化系统(COMTARC)、
气象信息系统(MICOS)及智能地震预警系统(UREDAS)等安全监控子系统。但这些系统都
不能对铁路路障进行自动识别和检测，存在一定的安全隐患。目前，我国的铁路路障检测
也基本上是靠列车司机的视觉完成的,有人铁路路障的自动检测是一个新的研究领域[9]。
我国的高速铁路在较短的发展时间里却追求较高的运行速度，并且由于地形和行车距
离等的复杂性而导致行车不安全因素更多，发生故障的几率相对来说更高。而日本高速铁
路安全运行了三十多年，其成功经验非常值得我们借鉴。因此利用先进科学技术，借鉴国
外高速铁路安全运行的经验，研究我国高速铁路安全系统，做到防患于未然，减少事故发生具有重要的意义[10]。
1.4论文的主要工作
通过对国内高铁的建设、管理和运营分析，结合高铁桥梁的安全监测内容以及实际的
需求，提出基于桥检臂的高铁安全监测系统的设计与开发。这是一个工作在桥梁护栏上的
安全监测系统，可以有效的解决国内高速铁路在安全监控方面的空白以及遇到的问题[11]。
概括来说本文的主要工作有以下几点：
1）设计一个能够实现的系统设计方案。由于我国我国人口密度大，所以导致高度铁
路具有行车速度快、车辆密度大的特点，要达到这些要求，一般铁路所使用的行车安全监
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