城市轨道交通车辆轮对状态是直接影响列车运营安全的关键因素之一,对城市轨道交通车辆轮对平轮故障的监测具有重要的现实意义。传统的轮对平轮故障的人工静态检测难以满足目前城市轨道交通快速发展的需求。本文在总结前人研究工作的基础上,结合地铁公司的工程实际,研制了一种基于振动加速度的轮对平轮故障监测系统,并进行了实测轮轨振动信号分析算法的研究。首先介绍了城市轨道交通车辆轮对平轮故障监测的现实意义和发展现状,对比国内外平轮监测系统研究成果,总结轮轨振动信号分析的研究现状。其次介绍了城市轨道交通车辆轮对平轮故障的种类和成因；依据平轮监测系统需求给出系统的总体设计,包括各类信号的采集方案,详细设计各类信号的控制方案；结合现场实际对平轮监测系统的主要硬件设备进行选型。然后对平轮监测系统进行软件设计的需求分析,选择开发软件为LabVIEW;完成平轮监测系统软件总体设计和各功能模块的划分；结合各个软件功能模块在LabVIEW中的实现方式,详细描述各功能模块的程序设计内容。再次介绍小波分析的基本理论和应用发展；根据平轮监测系统采集的轮轨振动信号的噪声特性,采用合适的小波阈值去噪方法对轮轨振动信号进行去噪研究；对去噪前后的轮轨振动信号分别进行离散小波分解和连续小波变换,验证了小波分析用于轮轨振动信号处理的可行性。最后介绍了Hilbert-Huang变换分析方法,采用仿真信号验证Hilbert-Huang变换的有效性；对轮轨振动信号进行经验模态分解,得到各MF分量,提取能量特征向量,进行轮轨振动信号的谱分析。结果表明Hilbert-Huang变换具有更高的时间和频率分辨率,可详细描述轮轨振动信号的时频分布。