现代铁路交通运输飞速发展,特别是列车的运行速度、运载重量都大幅度的提高,如何保证列车运行的安全性是首要考虑的问题。车轮作为列车行走部件的重要部分,其踏面的擦伤是影响列车运行安全性和平稳性的重要因素,因此如何及时有效的检测出车轮踏面的擦伤是铁路部门一直密切关注和不断研究改进的课题。本文通过调研大量国内外已有的擦伤检测方法,并分析其优劣性,最后采用了一种新型的车轮踏面擦伤检测方法。它是通过测量列车在运行过程中车轮踏面与钢轨接触时产生的冲击载荷引起的钢轨形变来检测车轮踏面擦伤。本文首先介绍了该光学检测方法的工作原理及系统构成。接着介绍了该方法的基础原理——车辆-轨道垂向耦合动力学,介绍了各种车辆的与轨道的耦合模型,并重点分析了车轮踏面擦伤(如：扁平车轮、偏心车轮)所引起的轮轨垂向力的冲击响应；然后介绍了两种系统平台(基于CCD和基于PSD的平台)的硬件结构及系统实现,并对两种平台所测得的数据进行擦伤分析。重点分析了基于PSD的系统平台所测得的数据,包括扁平车轮和偏心车轮的数据分析。最后利用基于PSD平台的一套设备对重庆到成都的列车轮对进行了测量与擦伤分析,通过对检测结果的多次复查,验证了该套设备的准确性。