光纖光柵傳感器在鐵路軌道監(jiān)測(cè)中有很多應(yīng)用。如車軸計(jì)數(shù)、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)列車速度、測(cè)量列車重量和車輪不平衡性、列車識(shí)別等。與電子測(cè)量?jī)x器相比，光纖光柵傳感器具有很多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，非常適合于鐵路軌道的監(jiān)測(cè)應(yīng)用。這些優(yōu)點(diǎn)在于：
1. 抗電磁干擾。電氣化鐵路通過(guò)建設(shè)在鐵路上方的高壓線給列車提供電力。這些高壓線會(huì)產(chǎn)生很強(qiáng)的電磁干擾。傳統(tǒng)電類傳感器很難在這種強(qiáng)電磁場(chǎng)環(huán)境中穩(wěn)定工作。
2. 可復(fù)用性。一根光纖可串接多個(gè)光纖光柵傳感器。極大的簡(jiǎn)化了安裝工作，減少了成本。
3. 遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。光纖光柵區(qū)域刻蝕在普通通信光纖內(nèi)部，具有低損耗的優(yōu)點(diǎn)?？梢詫?shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的監(jiān)測(cè)。
4. 固有的自參考能力，無(wú)須校準(zhǔn)。光纖光柵傳感器所測(cè)量的應(yīng)變信息與光纖光柵反射波長(zhǎng)有關(guān)。光波長(zhǎng)是一種絕對(duì)物理量參數(shù)，與光強(qiáng)變化無(wú)關(guān)。
Tam等人 REF _Ref180813463 \r \h [28]在Kowloon-Canton鐵路公司的支持下，將光纖光柵傳感器安裝于地鐵軌道中用以監(jiān)測(cè)列車通過(guò)時(shí)鐵軌的響應(yīng)。嵌入有光纖光柵傳感器的鐵軌可稱為“智能化鐵軌”。光纖光柵傳感器網(wǎng)絡(luò)可實(shí)現(xiàn)對(duì)鐵軌系統(tǒng)各種信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，如列車位置、列車速度、列車的估計(jì)重量。 REF _Ref175533574 \h \* MERGEFORMAT 圖8.60為光纖光柵傳感器在鐵路應(yīng)用的項(xiàng)目簡(jiǎn)介。
圖8. SEQ 圖8. \* ARABIC 60 光纖光柵傳感器在鐵路應(yīng)用的項(xiàng)目簡(jiǎn)介
圖8. SEQ 圖8. \* ARABIC 61 列車經(jīng)過(guò)時(shí)光纖光柵傳感器的監(jiān)測(cè)結(jié)果圖
REF _Ref175533666 \h \* MERGEFORMAT 圖8.61為列車經(jīng)過(guò)時(shí)，安裝在鐵軌上的光纖光柵傳感器的監(jiān)測(cè)結(jié)果圖。圖中可以清楚的識(shí)別出經(jīng)過(guò)光纖光柵傳感器的列車各個(gè)車輪的應(yīng)變響應(yīng)。已知車輪之間的距離，通過(guò)光纖光柵傳感器的數(shù)據(jù)可以計(jì)算得到列車當(dāng)前的速度?；蛘?，已知安裝在鐵軌上的兩個(gè)光纖光柵傳感器的距離，通過(guò)計(jì)算應(yīng)變響應(yīng)的時(shí)間差也可以得到列車的速度。例如，每個(gè)車軸上兩個(gè)車輪的距離為2.5m，光纖光柵傳感器測(cè)量的應(yīng)變響應(yīng)間隔為1.1秒，得到列車的速度為8.2km/hr。列車末尾車廂車軸兩車輪的應(yīng)變響應(yīng)間隔為0.74秒，這表明此時(shí)列車的速度為12.2km/hr。通過(guò)計(jì)算可以得到列車離站時(shí)的加速度。 REF _Ref175533666 \h \* MERGEFORMAT 圖8.61中光纖光柵傳感器的波長(zhǎng)變化幅值與車輪施加在鐵軌上的力有關(guān)，通過(guò)校準(zhǔn)后可以得到列車車廂的重量。
