方向一：轨道交通运维装备先进设计与制造
         我国地形环境复杂，山川、河流众多，各区域气候变化大，轨道交通运维将在高海拔、高温、高寒、高热、高湿、缺氧，艰险山区、地质环境恶劣、频繁地震带、海上等环境下开展，由此带来极端环境下的长大隧道、长大桥梁、长大坡度线路等运维难题，需要对轨道交通运维装备进行创新研制，为此开展高寒、艰险、无人等复杂环境下，机车车辆、捣固车、清筛机、钢轨打磨车、救援起重机等大型运营和维护装备仿真设计、安全可靠性设计、全局优化设计等先进设计理论及方法研究，开展大型减速器、高效作业工作装置等部件的先进设计与再制造工艺技术与试验研究。
方向二：轨道交通运维装备智能化
         由于轨道交通运营和维护中经常面临恶劣地质结构、缺氧、高热、高寒等恶劣环境，由此带来运营和维护作业效率低下、人员作业危险等科学问题，需要开展峡谷、高寒、无人等艰险区域桥梁、隧道、线路工程中，各大型运营和维护装备作业自动化、智能化、远程控制等技术，复杂工程机械装备机、电、液、气控制技术，运维作业机器人技术等研究，确保人员安全的情况下，实现高效率、低成本施工与运维。
 方向三：轨道交通运维装备服役安全可靠性
         在高海拔、大坡度、大跨度、深埋隧道、长大隧道等极端环境下，轨道交通运营和维护装备的安全、高效长寿命服役成为了亟待解决的问题。开展复杂艰险地区大型运营和维护管理技术研究，运营和维护装备作业安全性、抗风能力、抗震能力、结构强度等研究，高温、高寒地区部件材料服役特性研究，结构完整性、疲劳可靠性、服役安全及寿命预测、故障诊断与健康管理等研究，实现运营和维护装备安全可靠。
 方向四：轨道交通运维装备安全与制动控制
         在川藏铁路超长连续大坡道以及多变环境复杂条件下，机车车辆、磨轨车、捣鼓车等移动装备的制动问题是必须要解决的难题，为此开展超长连续大坡道、以及多变环境条件下服役制动安全机理，性能演化机理，摩擦磨损与轮轨黏着机理，制动模式及控制技术，制动安全检测及故障诊断技术、制动系统及零部件研发等研究，实现运维装备的安全运行。