本发明公开了一种智能列车空调机组在途识别与诊断方法，其中方法包括：获取列车空调机组分别在多种预设的环境参数下、按正常工况运行时的内部运行参数，构建正常参数数据库；获取列车空调机组分别在多种预设的环境参数下、且不同故障工况运行时的内部运行参数，构建异常参数数据库；在正常参数数据库中找到与每组异常参数和正常参数相匹配的正常参数，并计算相应的残差作为训练样本；以所有训练样本和对应的工况类型，训练获得故障预测模型；以相同方法获取实时的残差时间序列，输入至故障预测模型，得到多个工况类型预测结果，并综合评估得到最终的实时工况类型。本发明可以提高故障预测精度。