本发明提出一种轨道交通机车车辆轮对多边形故障检测方法及装置，包括：初始化噪音监测模型的输入变量，输入变量包括轮对的轮径、车辆行驶速度、监测噪音中的一项或者多项，采集噪音数据，并进行预处理，利用短时傅里叶变换提取出预处理后的噪音数据的频谱特征，并对其进行分析，得出不同频率噪音的声压级密度阈值，读取待监测的轮对噪音数据、轮径和车辆行驶速度，根据轮对噪音数据、轮径和车辆行驶速度得到频域数据，根据频域数据和不同频率噪音的声压级密度阈值，计算该频段对应的车轮多边形阶次，根据阶次判断车轮是否异常，根据异常信息生成故障检测结果，并上报故障检测结果。该方法计算复杂度低,运算速度快,而且监测快速有效,准确度高。