本发明提供一种轨道车辆轮对参数检测系统，其轨旁检测单元包括三维面阵单元、线扫单元、面阵定位单元和线扫定位单元；其中线扫单元用于采集车轮点云数据；当车辆驶过时，三维面阵单元、三维线扫模块均不与车轮接触；面阵定位单元和线扫定位单元分别用于控制启动面阵单元和线扫单元的工作；控制单元获取线扫单元采集的三维成像数据，进行轮对全圆周三维数据重建，基于重建后的数据分析车轮踏面擦伤及外轮廓曲线信息；基于三维面阵单元采集的数据，分析轮对尺寸。本系统为一套集成化系统，兼容既有轮对尺寸检测模块、轮对踏面缺陷动态图像检测模块、轮对不圆度擦伤检测模块监测等功能。可减少所需相机数量，降低安装场地面积要求、直线段距离要求。