高速铁路为了做到预防灾害保障行车安全,设立了高速铁路防灾安全监控系统。通过对危及高速铁路行车时可能遇到的自然或人力灾害(强风、暴雨、大雪、地震、异物侵限等)进行实时监测、信息集中管理与分析,实现统一指挥行车、维持列车运行秩序、保障行车安全。系统设备构成有信息采集层设备、数据处理设备、调度终端设备和铁路专用数据传输网络等。利用信息采集层设备负责对常见气象灾害信息进行监测和传输,采集层设备主要是布置于铁路沿线的灾害传感器和基站的监测单元,其监测数据是防灾安全监控系统系统主要信息来源,也是系统最重要的组成部分,本文重点研究设计对象是信息采集层监测单元。首先,论文分析了国内外高速铁路路防灾情况,对两层架构的高速铁路防灾安全监控系统结构、系统功能,以及信息采集层传感器和监测单元进行了重点介绍,依此为基础提出了基于PXI总线监测单元的设计思路与方案,针对监测单元硬件结构进行了分析,重点设计对象是硬件部分的数据采集模块,主要包括信号调理、A/D转换、数据存储和PXI接口控制等,逻辑控制基于FPGA(现场可编程逻辑门阵列)实现,为了保证采集数据的可靠性在设计中采用了通道隔离、噪声抑制、电源隔离等技术。其次,选用LabWindows/CVI为软件平台进行设备驱动程序与应用程序开发,搭建调试平台进行监测单元调试,给出了调试过程与结果分析,讨论了监测单元数据采集模块的可靠性与采集精度,针对数据采集模块中采样线性误差的情况,选用最小二乘法进行参数校准,对校准过程进行了编程处理,同时给出校准的结果。最后,通过分析对比,基于PXI总线的监测单元满足设计要求,可以用于实际的高速铁路防灾安全监测中。