随着我国工业化进程的不断推进,机械装备向着更高的使用频率和更大的规模发展,如何对机械装备中分布广泛、工作环境恶劣的关键部件进行自动化全面监测,进而实现科学的寿命预测和故障诊断,是目前工业界广为关注的重要课题。在铁路交通领域,铁路钢轨的几何形位等对列车的安全运行影响显著,对广域分布的铁路钢轨重点段力学状态进行实时监测至关重要。无线传感网(Wireless sensor network, WSN)具有可规模化、集成化、智能化、自组织等特点,在广域铁路钢轨监测方面具有广阔应用前景,其中对多源数据有效管理和对监测中产生的大数据的可视化是两个重要问题。本文对此开展研究,主要内容如下：介绍了开展广域铁路钢轨监测的研究背景和意义,讨论了WSN技术及其在各铁路交通领域的应用,阐述了与WSN上层平台相关的数据存储与管理技术、地理信息系统、计算机可视化技术的国内外研究现状。简要描述了课题组研制的铁路钢轨监测无线传感网系统组成,从功能和主要性能参数方面进行了分析。根据无线传感网的数据量和数据传输速度需求,进行了服务器和磁盘阵列的硬件选型,设计了相应的软件架构,确定了系统开发环境和编程语言,建立了铁路钢轨监测WSN中数据层和人机交互层的技术路线。针对铁路钢轨监测WSN数据产生多元化和数据量庞大的特点,研究了数据的存储与管理问题。实现了关系数据库和FTP双重数据存储管理的模式；建立了多个表达WSN设备的数据库表单和关联键,建立了基于Web的数据库连接与访问模块,开发了WSN数据的信息录入和修改软件,实现了对数据库远程读取、删除、修改等便捷和批量操作。研究了WSN中设备信息数据与地理信息数据的融合方法,基于ArcGIS开发环境实现了WSN传感数据与GIS数据的融合；利用LINQ-to-SQL方法建立数据库模型和解析数据文件；基于Silverlight模块实现了Web环境下的数据可视化。对本文建立的铁路钢轨监测WSN系统的可视化部分进行了功能测试和性能测试,测试结果表明：上层平台同时解析的测量单元内四个节点数据的时间为124ms；而从点击图层开始,连接数据库、节点查询、文件路径查询再到文件读取,四个节点数据的响应时间总计约459ms,表明WSN与GIS相融合的可视化子系统能及时和直观反映铁路钢轨监测WSN中的设备信息和力学状态传感信息。