新中国成立60年来，铁路部门加快推进铁路技术装备现代化。目前，我国铁路已在高原铁路技术、机车车辆装备技术、高速铁路技术、既有线提速技术、重载运输技术、运输调度技术等领域达到世界先进水平。
旧中国时期，我国铁路的机车车辆几乎全部从国外进口，设备质量差、类型杂乱。新中国成立后，我国铁路开始自行研制机车车辆等重大技术装备，并取得了一系列成果。1952年，第一台解放型蒸汽机车下线，结束了我国不能制造机车的历史。20世纪50年代末，我国又相继成功研制了国产内燃机车和电力机车。到1978年，国产内燃、电力机车占到机车总量的21%。
改革开放以来，我国铁路坚持“科技兴路”方针，积极组织科技攻关，新技术、新装备不断问世。到2002年底，牵引动力实现内燃化、电力化，运输管理和调度指挥的自动化、信息化步伐大大加快。
党的十六大以来，铁路部门坚持把原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新结合起来，成功走出了一条适合我国国情和铁路路情的自主创新之路，许多领域达到世界先进水平。
高原铁路技术创造世界一流水平。青藏铁路在多年冻土、高寒缺氧、生态脆弱三大世界性难题攻关上取得重大成果，创造了一流的冻土工程技术、一流的卫生保障和生态环境保护，实现了建设世界一流高原铁路的宏伟目标。青藏铁路通车运营三年来，进藏旅客列车共运送旅客889万人次，格尔木至拉萨段完成货物到发量696万吨。2008年，“青藏铁路工程”荣获国家科技进步奖特等奖。
机车车辆装备技术达到世界先进水平。按照“引进先进技术，联合设计生产，打造中国品牌”的总体要求，铁道部充分发挥政府主导作用，整合全国铁路市场，形成一个“拳头”，成功引进了世界上最先进的时速200公里及以上动车组和大功率内燃机车、大功率电力机车技术。在此基础上，通过消化吸收再创新，掌握了关键技术，拥有了自主知识产权，使我国机车车辆装备水平实现重大跨越。 、
动车组技术方面，在前几年形成的时速200公里至250公里动车组技术平台上进行再创新，成功搭建了具有自主知识产权和世界一流水平的时速350公里动车组技术平台，实现了国产时速350公里动车组批量化生产。到2012年，全国投入运营的动车组将达到800组以上，覆盖整个快速客运网。
大功率机车技术方面，通过引进消化吸收再创新，国产6轴7200千瓦和8轴9600千瓦大功率电力机车已在大秦、京广、京沪等主要干线批量投入使用，充分显示出良好的动力性能和性价比。到2012年，全国投入运营的大功率机车将达到7900多台，占机车保有量的40%。
车辆技术方面，我国自主研制的载重70吨通用货车、80吨煤炭专用货车、100吨矿石和钢铁专用货车批量投入运用，新型通用货车和经过技术改造的货车已达到货车保有量的93.4%;空调客车比例显著提升，达到客车保有量的57.1%。到2012年，空调客车将占客车保有量的66%以上;货车车辆实现更新换代，全部达到时速120公里技术标准。
高速铁路技术达到世界先进水平。通过京津城际铁路的建设和运营，在解决轨下基础工程工后沉降控制、大断面桥梁隧道设计施工、大吨位桥梁研制应用、轨道系统产业化等难题上取得显著成果，在高速铁路的固定设施、移动设备、系统集成、列车控制、运营管理、环境保护等方面实现了一系列重大技术创新，形成了具有我国特色的高速铁路技术标准体系。
既有线提速技术达到世界先进水平。通过2007年实施的第六次大面积提速，我国铁路全面掌握了时速200公里及以上线路的设计、施工、养护和牵引供电、通信信号、列车控制等成套技术，进入世界铁路既有线提速先进行列。目前，全国时速120公里及以上的线路延展里程达到4.2万公里，其中时速160公里及以上提速线路延展里程达到1.5万公里。与1997年第一次大面积提速前相比，主要城市间旅客列车的运行时间普遍压缩一半以上。
重载运输技术达到世界先进水平。在大秦铁路采用先进的机车同步操纵技术及大功率机车、大吨位货车制造与使用技术，大量开行1万吨和2万吨重载组合列车，在2002年运量达到1亿吨设计能力的基础上，运量逐年大幅度增长，2008年达到3.4亿吨，创造了世界铁路重载运输的奇迹。2008年，“大秦铁路重载运输成套技术应用”荣获国家科技进步一等奖。
运输调度技术达到世界先进水平。全面掌握时速200公里及以上列车运行控制技术(CTCS-2)，构建了GSM-R移动通信无线传输平台，在京津城际铁路集成创新了时速350公里列车运行控制技术(CTCS-3D)，在不同速度等级列车混合运行、高速线与既有线互联互通、地车安全信息连续传输、轨道电路对无砟轨道适应性等方面实现重大技术创新，我国铁路通信信号技术接近世界前沿。
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