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在分析地铁车辆激扰源特征和影响的基础上，针对车辆振动信号非线性、非平稳性的特点，提出一种地铁车辆故障综合诊断方法：时频法（短时傅里叶变换、希尔伯特一黄变换）和基于集总经验模式分解（EEMD）的Hilbert包络谱分析法。对某异常地铁车辆进行测试，并运用该方法进行诊断分析。综合分析表明，该车辆转向架构架异常振动并开裂的故障源为车轮。这与车轮检测结果一致，说明此综合诊断方法准确有效。