本发明公开了一种基于油样视觉的高速列车轴承故障预测方法，包括建立高速列车轴承故障数据库；构建列车轴承故障初步预测模型；采用高速列车轴承故障数据库训练列车轴承故障初步预测模型得到最终的列车轴承故障预测模型；采集待预测高速列车的轴承数据，采用列车轴承故障预测模型对待预测高速列车的轴承故障进行预测。本发明使用油样光谱仪提取采集到的待检测轴承的润滑油中的元素原子浓度信息，并将其集成为灰度特征图像，然后对每种故障分别建立混合深度神经网络CNN‑GRU进行预测；因此，本发明能够同时对多种列车轴承故障进行预测，而且可靠性高、实用性好且时效性较好。