我国是一个自然灾害多发的 ，每年发生的地震、洪水、风暴、滑坡、泥石流、冰雪等自然灾害给铁路运输带来了严重的损失。通过铁路防灾监控系统，可以提前对铁路沿线灾害的发生进行预测，并对灾害发生后帮助指挥人员及时进行响应，将灾害的损失降到 低。光纤传感器由于其优异的测量性能，在铁路的自然灾害监测中有着良好的应用前景。
1、桥梁、隧道结构监测
铁路桥梁、隧道在使用过程中需要对其结构进行监测，一方面监测其混凝土结构的开裂情况，可以提早采取措施防止危害进一步扩大，另一方面可以测量桥梁结构的振动情况，防止因振动过大对桥梁结构健康产生危害。
传统的电类传感器在铁路建筑的健康监测方面有许多缺点:信号传输的距离较远，对信号线的屏蔽要求较高；系统结构和布线都比较复杂，不同的参数需要用不同的处理单元；体积较大，难以埋入到结构中；在潮湿的环境下性较差；在桥梁的健康监测中还有因闪电击坏传感器的问题。
光纤光栅传感器在铁路建筑的健康监测方面优势明显:信号传输距离远，不需要考虑电磁屏蔽；只需要使用少量信号处理单元，就可以把几公里范围内的大量参数都采集到，系统布线较为简单；体积小，可以很轻松的埋入到混凝土和钢筋中；性能好，不怕闪电。
目前光纤光栅传感器己经应用于铁路桥梁隧道的健康监测。它可以对结构应力、温度、位移、土压、渗压等参数进行测量。随着光纤光栅传感器性能的不断提高，它在铁路建筑的健康监测将越来越广泛的应用。
2、轨道落石监测
铁路边坡落石对铁路行车 危害很大，并且由于落石体积较小，周围环境复杂，比较难以发现。传统的边坡落石解决办法是依靠铁路防护工人沿着铁路巡逻，靠肉眼检查，这种方式无法做到实时测量。现在光纤光栅己经被用来进行轨道落石的监测。该传感器利用落石对铁轨的震动进行测量，可以判断落石的大小和远近。在高危地段分段布置多个传感器，就可以及时发现轨道落石，并及时排除。
3、泥石流监测
泥石流对铁路 危害，它可以冲垮桥梁、路基，甚至可以淹没或推翻列车，造成人员伤亡。过去人们对于泥石流的监测一直都没有很好的方法，而随着光纤传感技术的发展，现在人们找到了两种方法可以对危险坡段的泥石流进行实施监测。
一种方法是在山坡上布置光纤光栅位移传感器网络。当山体发生滑坡时，位移传感器就会检测到表层山体相对于里层山体之间的位移，从而发出报警信号。由于光纤光栅传感器可以很方便地进行级联，可以测量大面积山坡的泥石流发生情况；同时光纤光栅能够在恶劣的环境下长期稳定的工作，适合于泥石流的监测。
另外一种方法是在山坡上布置基于布里渊散射的分布式光纤布里渊应力传感器。这种传感器利用光纤中的背向布里渊散射进行测量，可以同时测量光纤沿线的温度和应力情况，并且可以 定位测量点的位置。将这种光纤固定山体上的锚杆中，当山体发生滑坡时，碎石带动锚杆移动，从而拉扯光纤产生应力。根据散射光的强度和返回时间，即可知道山体滑坡发生的地点。该传感器只需要使用普通光纤，成本较为低廉，同时其测量范围远远大于光纤光栅传感器，可以达到几公里甚至几十公里。
4、结冰监测
轨道的输电线结冰和轨道结冰会对铁路行车 产生危害。2008年初发生在我国南方的大范围的冰雪灾害，致使高压输电线被积冰拉断，导致京广线停运。2005年郑州铁路局发生大面积接触网和轨道道岔接冰，造成列车严重滞留。2010年武广、沪宁高铁也因冰雪灾害降速运行。在北方，严重结冰发生的概率 大，每年都给铁路交通运输造成很大损失。
分布式光纤布里渊应力传感器可用于输电线的结冰监测。其方法是，将测量光缆与输电线安装在一起，当有结冰和积雪发生时，会导致测量光缆被拉伸，通过应力测量即可知道输电线缆是否有断裂的危险，并可准确地知道事故发生地点的位置。这种传感器体积小、质量轻，不会给输电线带来额外的负荷；抗电磁干扰，可以传输很远的距离；同时它准确判断位置的能力也是电类传感器无法做到的。
分布式光纤传感器也可以用于轨道结冰的监测。如公路路面结冰监测用分布式光纤拉曼温度传感器，它通过检测路面温度来判断路面是否有结冰发生的危险。将这种传感器布置在轨道上的关键位置上，便可用于轨道道岔结冰的辅助判断。
