城市轨道交通是城市公共交通的骨干,具有运量大、安全、快速、环保、节约能源等特点,受到我国许多大城市的青睐。列车作为城市轨道交通的载体,其运行状态直接关系到乘客的人身财产安全；车轮是列车重要的走行部件,车轮踏面擦伤是列车行车事故的隐患之一。因此,对踏面擦伤的检测就显得尤为重要,如何对其进行高效、准确地故障诊断是值得研究的问题。本论文源于国家863计划项目“城市轨道交通列车在途监测与安全预警关键技术”。该项目旨在提升我国城市轨道交通安全保障水平和能力保持水平,为我国城市轨道交通的可持续发展提供基础性和全局性技术与装备支撑。1.介绍了城市轨道交通车辆的相关知识,分析了车轮踏面擦伤的典型故障及其危害,比较了目前国内外采用的各种在线检测方法,然后选择振动加速度法作为检测踏面擦伤的主要方法。2.根据踏面擦伤振动信号的特征,本文采用S变换的时频域分析算法对踏面擦伤信号进行特征提取和定位,以此,设计了基于振动信号的踏面擦伤检测子系统,并对实测数据进行了验证,检测效果甚好。3.为防止加速度振动法检测踏面擦伤出现误判、漏检等问题,本文提出了应用踏面的表面粗糙度作为检测踏面擦伤的一个指标,利用先进的激光技术和光纤技术,设计了基于激光散射特性的踏面擦伤检测子系统,并进行了理论分析,验证了其可行性。4.最后给出了两个系统实现踏面擦伤检测的具体算法,形成了以“地面系统”为主,“车载系统”为辅的综合检测系统,提高了踏面擦伤检测的效率和整个系统的可靠性。