我国地质和气象环境极其复杂，地震、强风、滑坡、洪涝、泥石流等自然灾害；高寒、高湿、沙漠、冻土等自然环境因素均会威胁铁路运行安全。另外，随着铁路运营时间的增加，在列车自身运行载荷和自然环境因素的交互作用下，铁路的轨道结构变形、路基沉降塌陷、桥梁隧道沉降变形、边坡主动防护失效等问题频现。对此，交通运输部和国家铁路局多次发布相关文件，要求开展相关安全监测，但可靠有效的安全监测技术一直是铁路技术创新长期关注的一项重大课题。