铁道机车运用与维护专业原名为铁道机车专业，开办于1984年，2001年10月被批准为教育部高职高专教学改革试点专业。2002年12月被批准为教育部高职高专精品专业建设项目。2005年更名为电气化铁道技术专业，2016年，按教育部最新目录更名为铁道机车专业，2021年正式更名为铁道机车运用与维护专业。2006年12月，成为国家示范性高等职业院校重点建设专业，2007年确定为湖南省精品专业，2011年，确定为湖南省示范特色专业建设项目，2017年成功申报全国职业院校交通运输类示范专业点。2017年在全国职业院校铁道机车专业学生技能竞赛中获得“机车检修”赛项一等奖，“机车运用”赛项二等奖的佳绩。2019年成功申报铁道机车专业国家级教学资源库，同年成功申报成为双高校铁道机车专业群牵头专业。现已拥有7门国家精品课程。

本专业现有轨道综合实训中心，包含SS系列电力机车模拟驾驶与演练、HXD系列电力机车模拟驾驶与演练、列车行车安全装备模拟演练、机车机械与制动机演练、车辆电工演练等30余个实训车间和演练教室。校外建有南车株洲电力机车有限公司、株洲时代集团公司、广州铁路（集团）公司广州动车基地、广州铁路(集团)公司株洲机务段、广州铁路(集团)公司株洲车辆段、广州铁路(集团)公司长沙客运段、武广客运专线长沙南站、中国南车青岛四方机车车辆股份有限公司等多处实践教学基地。

主要培养面向轨道装备制造、城市轨道交通运营等企业和铁路局机务段，具有电力机车（或城轨车辆）的整备、操纵、维护保养、电气装置检修、制动装置检修、运用组织管理能力的专业技术管理型人才。学生毕业后可从事电力机车、动车组、地铁城市轨道电客车司机岗位及相关检修、维护保养、售后服务等岗位。主要开设《电力机车的操纵》、《电力机车控制线路的调试与维护》、《电力机车非正常行车与应急故障处理》等专业主干课程。

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