要准确揭示轨道结构的振动特性，不仅要考虑轨道不平顺，还有必要对车轮踏面不圆顺展开调查和研究。对上海地铁二号线部分使用过的车轮踏面不圆顺进行测试，在对实测数据进行预处理、平稳性检验的基础上进一步分析车轮踏面不圆顺的幅值分布特性，并采用ISO3095 标准对车轮踏面平顺度进行分析和评价；其次基于小波分析法，将实测车轮不圆顺数据进行分解和功率谱分析。研究结果表明：列车车轮的圆顺度总体较好，车轮不圆顺幅值普遍在20μm以下，仅在个别位置不圆顺幅值达到115 μm；在分析波长范围内车轮不圆顺粗糙度总体小于ISO3095:2013 标准值，仅在部分波长范围内超过限值；通过小波分解，可根据低频部分的逼近信号和高频部分的细节信号分析车轮不圆顺特征，分析结果可帮助铁路部门确定需要关注的区域，并采取不同措施改善车轮圆顺度；对分解得到的各层信号进行功率谱分析，可识别不同波长范围内的特征不平顺，得到不同波形对于不圆顺的贡献情况，为进一步分析城市轨道交通车轮短波不圆顺特征提供参考。