曾楚琦 潘自立 莫宏愿 何 庆 王启航

(1.西南交通大学， 成都 610031；2.中铁二院工程集团有限责任公司， 成都 610031)

列车运行速度的不断提高对整个铁路系统尤其是轨道工程提出了更高的要求，钢轨作为轨道的重要部件[1]，是列车直接的受力单位，列车速度提升带来的轮轨作用加剧，不可避免地会使钢轨出伤的频率加快，钢轨伤损如不及时处理，会出现断轨等事故，将严重威胁行车安全。因此，实时、长期、准确的钢轨智能化监测装置对列车的运行安全至关重要[2]。

相比于一般高速铁路，400 km/h及以上超高速铁路的轮轨作用关系及高频特性更为剧烈，对传感器的要求也更高。而传统压电式传感监测仪器无法适应恶劣的环境，且易产生零点漂移及电磁干扰，很难保证监测结果的有效性。此外，电信号长距离传输损耗严重导致其无法大规模布置传感网络[3]，加之安装时需在钢轨上打孔等弊端，使得其在高速铁路系统中的应用越来越受限。相对于传统传感监测技术，光纤光栅传感器具有抗电磁干扰能力强、光信号远程信号传输能力优越、灵敏度高、体积小、成本低、重复稳定性好且可实现大规模分布式测量等优点[6-11]，十分适用于超高速铁路的钢轨伤损高频特性监测。

目前，已有学者利用光纤光栅传感器对钢轨进行监测。叶肖伟等[12]利用FBG反射谱在正常及裂纹处的精细变化实现对道岔裂纹的识别；张兆亭等[13]研究发现光纤光栅中心反射波长漂移量与载荷和应变具有良好的数学模型，得出了光纤光栅应变传感器适用于钢轨应变监测的结论。……