本文针对地铁电力系统运行中存在的故障检测效率低、设备维护成本高等问题,提出一种基于硬件-软件协同架构与GSM通信的智能监测与保护一体化方案。该方案通过部署多类型传感器实现电力参数实时采集,结合大数据分析与机器学习算法构建故障预警模型,并利用中央远程系统实现故障快速定位与自动化保护。实验结果表明,该系统在地铁实验室环境中对断路器电极化腐蚀、回路设备异常等缺陷的检测准确率达98.7%,数据传输延迟低于0.5秒,有效提升了供电系统的可靠性与维护效率。