铁路货运以运量大,经济、安全、环保等特点,在我国物流运输业中占有十分重要的地位。过去中国铁路一直以提高运输能力、保障运输安全为核心,构建企业的职能机构,缺乏对市场竞争的快速反应机制。特别是随着现代物流业的蓬勃发展,以公路、航空为代表的物流业迅速壮大,对铁路货运市场形成了强大的冲击,使铁路在社会物流中所占的比重持续下降,从1978年到2016年,铁路货运量占比由34.5%下降到7.56%,铁路货运周转量占比由53.8%下降到12.84%。如果按照货品分类统计可以发现,在铁路运输中煤炭钢铁等大宗货物的货运量占比达87%,白货和集装箱占比不到13%,相比美国铁路白货运量占比达40%仍存在很大的差距。这说明我国铁路在白货和集装箱运输市场仍有巨大的提升空间,特别是在我国经济转变发展模式,高端服务业和高端制造业快速发展,消费需求在国民经济中占比越来越大的新形势下,白货和集装箱市场将有巨大的发展空间。中国铁路总公司已经认识到必须通过先进的技术手段和市场化的管理手段,不断提高企业市场竞争力。2015年95306货运服务系统的开通,提高了铁路货运系统的信息化水平,2017年12月电子货票系统在全国铁路系统开始试运行,为铁路货运系统实现网络化和智能化管理提供了基础平台。但铁路既有的货运业务流程与电子货票系统在融合方面还存在着一些需要解决的问题。本文基于电子货票在中国铁路总公司系统开始试运行和铁路货运业务流程急需优化的背景,在深入路局、站段调研的基础上,从客户需求的角度出发,运用改进粗数法对客户需求进行定量分析,精确识别铁路货运客户的需求特征,明确了铁路货运流程需要改进的问题主要存在于时效性、安全性、简明性等方面,并结合现在白货、集装箱货运实际业务流程,以哈尔滨铁路局为例,对现有的白货和集装箱到、发端业务流程建立了Petri网模型,运用不变量分析法,验证了模型建立的正确性。在此基础上,从流程分析的角度,运用Petri网关联矩阵分析法,找出了现有白货和集装箱发送端、到达端业务流程各环节存在的影响流程效率的问题,并从客户需求和实际业务流程结构两方面运用关联矩阵重组算法,对货运业务流程进行了优化。在此基础上,综合客户需求和流程分析的结果,确定并给出了铁路白货和集装箱发送端、到达端业务流程优化的实施方案,并针对优化后的流程构建了相应的铁路货运服务内容体系,将网上支付体系、电子货票实时同步传输体系、铁路物流任务分配与监督评价体系、网约车体系、集装箱智能化系统等现代化技术手段引入到了优化后的流程中,设计了哈尔滨铁路局铁路货运系统大数据交换平台,以及线上、线下的协作模式。最后以时间为优化判别核心,利用随机Petri网性能分析方法和Flexsim仿真两种方法,分别从数学分析和仿真验证两个角度对优化前后的业务流程进行对比分析,在铁路货运业务流程优化再造方面形成了一套完整的分析、优化和验证方法体系。分析结果表明优化后的白货和集装箱的到、发端货运业务流程效率都有了明显的提升。