高速列车动力学性能的提升需要以坚实的轮轨接触理论作为基础,轮轨作用力测量是车辆动力学的重要研究内容之一。测力轮对是现今使用最广泛的轮轨力测量方法。直辐板轮对随着高速列车在我国的广泛应用得到大力推广,针对直辐板轮对的轮轨作用力研究越来越受到专家学者们的重视。准确测量轮轨作用力对于分析轮轨接触状态和保障列车安全运行有重要意义。本文主要针对直辐板测力轮对技术进行研究,主要工作如下：结合国内外连续测力轮对的研究现状,分析了现行国标中测力轮对的设计方案,得出了基于直辐板测力轮对的测量要求。以CRH1高速列车直辐板车轮为研究对象建立三维模型,通过有限元仿真计算得到不同工况下车轮辐板上的应变分布,研究理论贴片位置并通过模拟组桥对现行国标对于直辐测车轮的适用性进行分析,提出适用于直辐板的轮轨力测量的组桥方案。通过分析直辐板车轮各状态变量的微观时间上变化规律,建立了基于直辐板的轮轨力系统测量模型,得到系统的状态转移方程和观测方程。提出了适用于直辐板车轮的轮轨力测量的状态估计算法,通过两种工况下计算结果的对比,证明了算法的准确性,提出了模型的适用性和误差分析。通过对高速列车运行状态及周围环境的分析,设计了无线分布式数据采集系统方案；基于STM32的嵌入式多线程操作系统的设计保证了良好的实时性。系统的软、硬件遵循低功耗的设计思路,在保证测量精度的同时,实现了设备的小型化。