随着我国高速铁路技术的迅猛发展，列车时速的提高给人们的日常出行带来了极大的便利。因人们愈来愈多的出行需求，高速铁路的建设里程与列车运行班次逐年增长。同时，列车运营环境安全问题也备受关注。在列车运行过程中，对铁路环境进行实时监测是确保列车运营安全的关键。因我国大部分铁路线路位于山地和高原，使用传统的有线监测设备时会出现网络成本高、部署复杂、不易维护等问题。为此将无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）引入到铁路环境监测中。WSN具有自组织性、拓扑可动态变换、网络结构简单等特点，且部署成本低廉。 但是，WSN也存在缺点，传感器节点体积小，资源受限，部署于野外环境时只能使用电池供电，凸显了网络中的“能量空洞”现象，降低了WSN的网络性能。针对铁路环境下部署的WSN进行研究，以WSN和分簇拓扑为理论基础，提出了一种基于非均匀分簇的节点部署优化算法，通过与已有的算法比较，证明了算法的优越性。 论文研究成果如下： 1. 根据铁路环境特点，建立了适用的无线传感器网络基础节点均匀部署模型。该模型可以满足铁路环境对WSN的无盲区覆盖、结构简单、稳定性高等要求。 2. 提出了基于非均匀分簇的节点部署算法，通过调整簇的规模来控制簇头节点的传输数据量，以达到均衡网络中各簇头节点能耗的目的。