作为城市轨道车辆的的关键部件之一,转向架性能的好坏将直接影响车辆的运行安全。随着城市轨道交通运行速度的不断提高,转向架结构日趋复杂,运行工况愈加恶劣,同时传统的定期维修策略存在滞后性,无法及时发现和排除故障,这些都给转向架带来安全隐患,因此城市轨道车辆转向架在线安全监测越来越受到关注。面对转向架故障类型复杂多样的特点,根据实际需要,本文选取故障概率高、危害大的轴箱轴承与齿轮箱两大关键部件作为研究对象,针对在线安全监测方法相关的理论与技术问题展开研究,主要工作是:(1)进行了城市轨道车辆转向架关键部件故障及振动机理分析。通过分析转向架常见的故障类型和原因,结合实际状况下故障发生概率和危害程度,选取轴箱轴承和齿轮箱作为研究对象,进行振动机理研究,为城市轨道车辆转向架安全监测方法的确定提供理论依据。(2)建立了城市轨道车辆转向架在线安全监测硬件平台。利用已建立的城市轨道车辆安全监测系统,通过多体动力学软件模拟转向架正常和故障下的振动特性,根据其仿真结论选择传感器选型和安装布置,搭建了城市轨道车辆转向架安全监测硬件平台,结合常见的硬件采集系统数据预处理方法,为转向架在线安全监测方法的研究提供了技术支持。(3)研究并确立了基于改进小波变换—Hilbert包络解调的轴箱轴承故障检测方法。通过研究现有的轴承检测方法,分析各种方法的优缺点,确定了基于改进的小波变换—Hilbert包络解调方法,在传统的Hilbert包络解调方法基础上,引入小波变换,并进行频谱的细化校正,故障分辨能力大大提高;利用基于台架试验的轴承故障数据,完成了小波基和重构信号层数的最优选取,验证了该方法的准确性。(4)建立了基于k邻近度的齿轮箱异样检测方法。根据实际状况下齿轮箱振动特性,以及满足在线监测的需求,通过采用新无量纲参数作为齿轮箱在线安全监测的特征参数,利用小波分解去噪后的信号进行无量纲参数的敏感度检验,结合k邻近度算法,确立了基于k邻近度的齿轮箱异样检测方法,为齿轮箱在线安全监测奠定了理论基础。(5)完成了城市轨道车辆转向架安全监测软件关键模块的开发。在已确立的轴箱轴承和齿轮箱安全监测方法的基础上,充分利用了C#运行效率高、界面友好和MATLAB数据计算能力强等优势,以混合编程的方式,完成了城市轨道车辆转向架安全监测软件轴箱轴承和齿轮箱模块的开发,通过实时获取转向架硬件平台的实测数据,处理分析后提取特征信息,从而实现转向架在线关键部件的安全监测功能,推动了城市轨道车辆转向架安全监测方法的工程应用。