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鉄道工学（てつどうこうがく、英語：railway systems engineering）は、鉄道施設の建設、鉄道車両の技術開発、社会的な役割を果たすための運用方法、システムの総合的な維持管理を扱う工学である。

この他、人やものの運搬にかかる運用方法、運営体制、通信制御、軌道、車両等が円滑に連携して機能するシステムの総合的、計画的時管理を扱う。
システムとしての鉄道

鉄道は、運用する人間の体制・通信制御設備・軌道・車両・電力設備などが、一体のものとして整備・維持されなければ、一番水準の低いものの性能しか発揮できないシステムである。そのため、その運営機構の管理・技術・運営の水準が信頼性の差となる。

特に近年では、鉄道のありとあらゆる分野において、より高度なサービスの提供、より安全で安心できる鉄道、経営効率の改善を目的として、情報通信技術（ICT）が不可欠の存在となっている。
関連分野

土木工学

交通工学

機械工学

金属工学

人間工学

安全工学

信頼性工学

環境工学

空気力学

電気工学

電子工学

通信工学

都市工学

運用する人間の体制

各職務に適した人間を訓練してから職務につけなければならない。

指令員

乗務員

機関士/運転士

車掌


駅職員

保線職員

電車線（架線）職員

信号・電力（電気）職員

鉄道工場職員

車両検査職員

車両基地職員

鉄道通信制御設備

故障時も安全側に動作するように設計する。

故障・異常時の操作を定めておく。

正常な動作をするように整備しておく。

軌道「線路 (鉄道)」も参照

列車運行を安全に行なえるよう管理、修繕を行なう。

一度建設すると簡単には作り直せないので、将来の社会情勢などを考慮した設計を行う。

ライフサイクルコストが安価となる維持・管理を行う。

旅客駅施設「旅客駅#旅客駅」も参照

乗客の安全を第一に考えた設計とする。

周辺の環境と調和した施設とする。

旅客車両「旅客車」も参照

乗務員が操作間違いをしないように人間工学的配慮を行う。

乗客が安全・快適にすごせる空間とする。

維持管理のしやすい設計とする。

貨物車両「貨車」も参照

車体を軽量化し、貨物の積載量と編成としての輸送力を増やす。

軽量化と生産性（価格）、強度、剛性のバランス。

走行性、制動能力の向上による高速化。

荷役時間の短縮。

メンテナンスフリー化。

鉄道電力設備

車両の走行だけではなく、通信制御施設・駅施設にも必要不可欠のものであるので、特に信頼性の高いものとする。

車両・通信制御設備・駅施設の特に重要な部分には、非常用電源設備を準備し維持管理を行っておく。

一般の電力設備と違った点に配慮して設計しておく。

情報通信技術詳細は「情報通信技術」を参照