随着城市轨道交通的快速发展,城轨列车极大地方便了人们的出行。然而由于轨道长期受到轮轨之间作用力的影响,轨面上经常出现不同程度的波浪形磨耗,这不仅降低了列车零部件的使用寿命,更对列车运行安全造成了严重影响。因此研究有效的轨道波磨检测方法,及时发现轨道波磨具有重大意义。本文在国内外研究的基础上,主要完成以下工作。(1)分析轨道波磨的成因及形成机理。根据波磨的两大重要属性,对波磨进行分类。对比了轨道波磨检测两大基本方法:弦测法和惯性测量法。(2)从轮轨动力学关系对波磨的成因进行分析,确定了利用轴箱振动加速度信号对波磨进行检测。运用SIMPACK软件建立列车车辆模型,以波磨为激励输入,进行动力学仿真分析,获得轴箱垂向振动信号。(3)本文提出参数优化的变分模态分解(VMD)方法,不仅抑制了信号分解中的模态混叠问题,而且解决了VMD中模态数K和惩罚参数?的难以确定的问题。并应用此方法对振动信号进行分解,计算分解信号的包络熵。根据设定的波磨阈值,进行波磨故障诊断。利用平滑伪-魏格纳威尔分布(SPWVD)方法对含有故障的信号进行时频分析,计算波磨波长。(4)本文设计轨道波磨在线检测系统,分析检测系统的组成,介绍系统中主要设备的工作原理及具体型号,并在现场进行安装调试,采集轴箱垂向振动信号,进行数据分析,实现了波磨故障诊断,验证了方法的有效性。