1. 天然災害/溫度異常導致鋼軌破損
由於外部環境異常高溫，鋼軌產生形變進而導致斷裂或破損。
2. 鋼軌(Rail)和車輪(Wheel)間的動態磨耗:
可利用等效錐度(EC, Equivalent Conicity)作為安全係數的一項指標，而等效錐度即為在動態穩定點依據克林格公式(Klingels formular)計算出的Tan grammar值。
3. 其他諸多原因
二、分佈式光纖監控系統原理
1. 光學散射 (Scattering of light)
當光脈衝在光纖導管內部傳送時，由於光纖本身的特性、連接器/終端盒等接點彎曲等因素產生散射與折射，其中散射與折射的光脈衝由系統內的傳感器所接收、並計算出折射/散射光由光纖內部不同位置返回到系統所需的時間，由此即可精準達到定位效果。
2. 形變和應變係數的關係
透過系統所擷取到布里淵散射(Brillouin scattering)的資訊，進而計算出形變(Deformation e)及應變係數
3.分佈式光纖應變感測(DSS)系統架構示意圖
4. 分佈式光纖應變感測系統特性
a. 系統針對鋼軌沿線應變發生點進行連續性監控
b. 應變異常點能即時以多種形式進行警報輸出
c. 高靈敏度傳感器可偵測至20με (0.02mm/m)的鋼軌結構微變形
d. 空間解析度可達 1m~5m (e.g. 1m/1km)
e. 絕對應變超過設定門檻值(閥值)，隨即觸發警報
f. 應變變化率超過設定門檻值(閥值)，隨即觸發警報
三、分佈式應變感測監控系統應用案例 (Rails Monitoring Switzerland, 2002)
1. 分佈式光纖應變感測監控系統安裝現場示意圖
a. 2套分佈式應變感測器、1套局部式應變感測器安裝於現場
b. 微變形異常(Δε)、溫差異常(ΔT)可透過配置於系統中的傳感器，即時取得應變與溫度數據
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2. 鋼軌橫斷面之應變感測器安裝示意圖
a. 軌型: 60R1鋼軌b. 安裝於左軌 (Left Rail)
c. 分佈式應力感測器安裝於鋼軌外側 (Outer side)
d. 局部式應力感測器安裝於鋼軌內側 (Inner side)
3. 以負重19噸重的軌道工程車輛進行負重前後試驗之應變、溫度數據
4. 第一次測試於負重前、中、後變化
5. 第二次測試於負重前、中、後變化
四、結論
1. 分佈式光纖應變感測(DSS)為成熟穩定的結構形變監控技術
2. 分佈式光纖應變感測(DSS)可達成連續性、即時性的在線監控目的 (on line monitoring)
3. 高靈敏度的分佈式應變感測器成功取得應變(微變形)及溫度變化的數據
4. 可監控達20με(0.02mm/m)的鋼軌結構微變形，且在測試中成功紀錄負重時鋼軌曲率(curvature)為8.14 x 10-4 x m-1 (1/1,228.5 m, 0.000814m, 0.814mm)、曲率半徑(bending radius)為1,228.5m
5.由於低光纖衰減率(low fiber attenuation)的特性，分佈式光纖應變感測技術為長距離軌道監控的最佳解決方案
[Source: Smartec SA]