本发明公开了一种轻轨机组减速机齿轮箱在线监测与寿命预测方法，利用无线WIFI加速度传感器实时在线拾取城市轻轨机组减速机齿轮箱振动加速度、力、温度与声音等健康信息，利用无线传输技术将数据传输到运营监控中心并重建数据；在运营监控中心，对重建数据进行预处理；基于时域/频域分析方法对设备及其关键件的故障程度、位置进行诊断；基于预处理后的数据提取反映设备及其关键件状态的融合健康因子时间序列，利用四元数预测模型进行退化跟踪预测与剩余寿命预测。本发明可对远程地铁轻轨机组采集数据可实时重建，并在线监测与预测，该系统故障定位与识别精度高，预测响应速度快，可应用于城市轻轨与高铁健康监测等领域。