本文通过理论分析踏面擦伤检测原理求得在理想情况下含有踏面擦伤的车轮经过检测装置时的响应信号，并对不同速度和擦伤深度下的响应信号进行了频谱分析。根据理论分析和测量数据的特点，提出一种车轮踏面擦伤信号处理算法。接着，计算去噪后信号的一阶和二阶导数，然后利用这两种导数，通过搜索信号的局部极小极大值对信号进行奇异性和规则性分析，进而从信号中分离出多个只含一个极大值的子信号，最后按照一定的规则对子信号进行奇异性确认，从而实现踏面擦伤检测。讨论了阻尼器失效的故障诊断，使用递推最小二乘法进行参数估计，然后通过对比有无故障时的估计参数来判断传感器系统是否发生阻尼器失效故障。最后，介绍了平轮检测系统的工程实现，并使用算法测试、实物模拟测试和现场测试等多种测试方法对系统性能进行了较全面的测试。结果表明，平轮检测系统车轮踏面擦伤检测正确率大于98﹪。