Con el objetivo de abordar el problema de que el agravamiento del desgaste de la banda de rodadura de los trenes de alta velocidad conduce a la deterioración del rendimiento operativo del tren y a un aumento en los tiempos de reprofilado, se propone un método de diseño de optimización multiobjetivo basado en datos para el perfil de la rueda. En primer lugar, se introduce el mapa caótico en el proceso de inicialización de la población del algoritmo del chacal dorado. En la etapa posterior de la iteración del algoritmo, se introduce una perturbación aleatoria con el álgebra de optimización como condición de conmutación para obtener un algoritmo de optimización mejorado, y se verifica que el índice de rendimiento del algoritmo de optimización es superior al de otros algoritmos. En segundo lugar, se utilizan el algoritmo de optimización multiobjetivo mejorado y el modelo basado en datos para optimizar las coordenadas de la banda de rodadura y obtener un perfil optimizado. Se comparan el rendimiento dinámico del vehículo del perfil optimizado y la evolución del desgaste de la rueda después de un servicio prolongado. Los resultados muestran que el índice de desgaste de la banda de rodadura de las ruedas izquierda y derecha en línea recta se reduce en un 62.4% y un 62.6%, respectivamente, y el índice de desgaste de las ruedas izquierda y derecha en curva se reduce en un 26.5% y un 5.5%, respectivamente. La estabilidad y el rendimiento de paso por curva del perfil optimizado se mejoran. Bajo las condiciones de servicio a largo plazo del tren, la cantidad de desgaste del perfil optimizado se reduce considerablemente. Después de la predicción de desgaste de 200,000 km, la cantidad de desgaste del perfil optimizado se reduce en un 60.1%, y tiene un mejor rendimiento de paso por curva.