一些高寒地区的铁路隧道如果隧道壁存在裂缝及渗水,在冬季会形成结冰。如果不及时清理隧道的结冰,可能会影响行车安全。一种方案是通过安装加热装置加热隧道结冰点,使环境温度达不到结冰条件。这种方案改造代价高,而且能耗极大,不利于可持续性发展。另一种方案是人工除冰,即工作人员定时巡逻隧道渗水点。当发现有结冰时,通过长杆将结冰打落。这种方案除冰效率低下,而且劳动强度大,还易导致安全事故。根据国内某企业集团的委托,计划开发一套基于激光的铁路隧道远程除冰系统。该系统由除冰装置、通信网络及高层监控软件组成。由于整个系统有相当的复杂度和较大工作量,本人主要完成了高层监控软件的开发工作,因此本论文主要围绕高层监控软件的开发工作展开。首先介绍了课题的研究背景,分析了隧道中不同除冰方案存在的问题,讨论除冰技术的理论研究现状及应用现状,以此提出了研究目标。在此基础上,对课题采用的开发技术、通信协议及图像压缩算法进行了介绍。接着,讨论了系统的目标用户以及用户需求,并通过用例模型详细分析了系统功能性需求,简要讨论了系统非功能性需求。随后,给出了系统的总体结构设计,分析了除冰高层监控软件与除冰装置之间的通信过程,讨论了高层监控软件的功能模块分解。按照面向对象的方法,识别出了高层监控软件的实体对象类和用户界面对象类,并通过活动图描述除冰等关键业务过程。通过对象与关系模型之间映射,得到了系统关系数据库的逻辑设计。高层监控软件主要分为监测模块以及控制模块两个子系统,通过时序图详细描述了两个子系统各关键功能模块所涉及对象之间的协作关系,以给出高层监控软件的实现。在实验室环境下对所完成功能进行了测试,验证了高层监控软件的可用性,达到了系统设计目标。