我國電氣化鐵路27.5kV的高壓線路，在鐵路限界范圍形成一個強高壓的電磁場，且鋼軌上有弱電信號。采用電磁傳感、視頻和紅外技術監測危險落石，存在各自的局限性。因此，針對鐵路沿線崩塌落石監測，采用以光纖光柵傳感技術為核心，集光電技術、計算機軟件技術、信息處理技術、控制技術和通信技術于一體的報警系統。
目前，光纖光柵技術能夠在鐵路線路環境下保證信號無損傳遞、接收、解調。光纖光柵技術傳遞的是光信號，在保證光路暢通的前提下，不受外界電磁和溫度環境等方面的影響，具有抗電磁干擾、尺寸小（標準裸光纖為125um）、重量輕、耐溫性好（工作溫度上限600℃）、復用能力強、傳輸距離遠（傳感器至解調端可幾公里）、耐腐蝕、高靈敏度、無源器件等優點，分辨率技術指標是傳統電子類傳感器的1000倍。光纖光柵技術應用擴展性良好，其振動傳感器不僅適用于鐵路沿線落石監測，在工程振動測量、地質工程勘探、爆破、地震工程、橋梁結構等方面具有良好的應用前景。
目前，光纖光柵的應用主要集中在光纖通信領域和光纖傳感器領域，監測報警系統中監測崩塌落石的傳感器為光纖光柵振動傳感器。
（1）危險源捕捉分系統。主要由光纖光柵振動傳感器、信號傳輸光路組成，采集鋼軌上面的各種振動信號，并將振動信號轉變成光波長變化信號。
（4）數據處理分系統。由數據庫及應用服務器組成，對光纖光柵解調分系統發送的信號進行處理和分析，經過算法分析后決定是否報警。
經查閱文獻及資料考證，我國目前尚沒有用于監測崩塌落石的傳感器。因此，根據鐵路線路監測崩塌落石需要，利用先進的光纖光柵傳感技術，開發具有獨特功能和結構的光纖光柵振動傳感器，由光纖光柵應變片、拾振結構及保護裝置組成。
（1）光纖光柵應變片。由長周期光纖光柵結合金屬應變片組合而成，利用金屬應變片軸向受力等強度伸長原理，帶動光纖光柵軸向等比變化。當光通過光柵時，金屬應變片的伸長縮短，帶動光纖光柵的伸長縮短，使反射光的波長發生變化，采用解調儀器解調波長的變化量，得出對應的應變變化值。拾振結構將振動量轉換成應變量結構，光纖光柵通過測量應變量的大小變化，計算出對應的振動量變化。
（2）拾振結構。通過試驗驗證和各種數據對比，設計開發出強度應變放大復合懸臂梁，利用光纖光柵測量其表面在受迫振動情況下波長的應變變化。拾振結構是基于矩形懸臂梁基礎開發，采用表面應變放大方式，提高光纖光柵應變片檢測應變的能力，提高了懸臂梁測量振動時的靈敏度。懸臂梁采用等強度結構，保證其上表面等距離的應變變化率均勻，保證測量精度。
（3）保護裝置。由封裝結構和安裝結構組成，充分考慮鐵路沿線的惡劣白然環境，并依照鐵路線路鋼軌標準，日前鐵路正線基本采用60kg/m鋼軌，封裝結構應考慮防水、防潮、防盜和是否影響行車，在密封方面進行了對比考量，采用螺旋密封加密封膠方式的組合密封，達到防水、防潮目的，并對光纖光柵振動傳感器進衍全方位保護。光纖光柵振動傳感器的安裝見圖2。
監測報警系統的軟件由光纖光柵傳感器波長獲取、數據處理、報警處理和UI界面模塊組成，各模塊的主要功能及組成見表1。
數據處理模塊中的算法模塊是監測報警系統軟件的核心。光纖光柵振動傳感器沿鐵路線路布設，當崩塌落石落在軌道上時，光纖光柵振動傳感器接收到振動信號，超過設定的閾值，對其接收到的振動信號與相鄰光纖光柵振動傳感器收集到的信號進行判定，超出設定的危險閾值報警。算法模塊綜合其他的判別條件，區別列車通過。圖3和圖4為列車通過和典型崩塌落石沖擊的數據波形。布設光纖光柵振動傳感器時，設定基站為初始位置，報警后能立刻得知崩塌落石發生地距基站距離。
監測報警系統在某鐵路線進行了現場試驗。監測點布設的合理性決定數據的有效性和報警機制的準確性，為此進行了針對性試驗研究，解決了傳感器布設距離及報警閾值等問題。現場進行了500余次不同重量、不同高度、不同落點的落石沖擊鐵路線路試驗，得到有效數據2500萬組。通過對數據綜合分析，監測報警系統可對沖擊到鐵路界限內大于4000J的能量（相當于80kg落石從5m高度落下）進行監測報警。檢測報警系統已在重慶某鐵路線應用，應用期間不斷進行優化，效果良好。