本发明公开了一种列车车室振动监测方法、振动信号特征库建立及应用方法，采用非侵入式列车车室振动监测方法，实际监测时仅需获取列车车室内总测点的振动信号，避免传感器冗余，节省成本，有利于列车轻量化，准确真实地反映出振源位置与相位偏移、幅值衰减之间的关系，能够监测未知振源的振动情况，能够识别振源的异常振动，从而为异常振动处理提供依据；能够在仅测量总测点振动信号的基础上实现振源信号的重建，从而实现其多元振动信号特征库的实时更新，且多元振动信号特征库能够为振动信号优化分解、振动信号图像辨识、异常振动信号辨识等提供数据基础。