企业自备铁路作为国家铁路的延伸，在国家铁路的运输发展中起着重要的作用，而企业铁路调度系统作为构成现代铁路运输生产的核心和关键部分，它的好坏直接影响企业的生产、经营和运输效率。针对企业铁路目前面临的挑战，先进的信息技术在企业铁路调度系统的应用符合铁路跨越式发展的要求。通过对企业铁路调度系统的业务流程、组织结构等分析，可以得出调度系统是按照调度规则进行的企业的日常生产活动，是一个典型的复杂离散动态系统，具有异步、并发和随机性等系统特性。本文提出采用离散系统数学模型对系统进行分析、设计的方法，将工作流技术应用到调度系统中，有效解决了传统业务处理的缺陷，将运输中参与的各个元素高效的组织起来成为可靠、高效率的运输流，实现了多角色、多任务、多部门、多环节的高效沟通和协作，为构建以工作流技术为基础的铁路调度系统技术平台以及从理论上分析系统动态性能奠定基础。工作流技术在业务流程描述、过程跟踪管理、优化等方面有着其它技术不能比拟的优势，能够改善业务流程、优化并合理利用资源、减少人为差错和延误，以期提高生产运输效率，这正是铁路调度系统所需求的。通过对工作流技术的分析研究的基础上，结合Petri网理论进行典型业务流程的建模，将各个子系统的各种功能及相互联系进行数学抽象，实现对业务流程的关系抽象和形式化描述，能够为业务流程的分析优化以及未来铁路中相关应用软件系统的开发和研究提供逻辑模型支持，同时使业务流程与应用软件分离，便于系统的设计与分析。引入工作流技术协调系统业务过程中的所涉及的资源，使工作流引擎按照工作流模型进行任务调度，实现业务过程的自动化，并且使业务处理过程频繁的调整变化通过改变相应的工作流模型加以体现，而不用对业务处理应用程序代码进行大量的改动，满足对业务过程进行快速、动态调整的需要。本论文侧重于对系统的建模以及模型分析两方面的研究，首先通过对工作流模型的多种建模工具对比后，选择离散动态系统的建模工具—Petri网进行建模。Petri网是一种基于状态的建模方法，有严格的语义和图形语言实现对模型元素明确的定义，所具有的柔性特征适合于企业铁路调度系统这种具有业务变化频繁和系统间交互数据大等特点的复杂的离散系统。论文对系统中典型业务处理过程的进行了分析，为了能够准确、具体的对业务过程进行形式化描述、降低模型的复杂性，通过对基本Petri网进行层次、颜色等方面的扩展来建立基于复杂业务过程的Petri网模型。最后借助于Petri网模型主要性能分析方法(定性分析和定量分析)，实现对系统的工作流模型分析，证明了模型的正确性和合理性。文中采用一种非常有效的方法—关联矩阵分析法对Petri网模型在活性、可达性、有界性和死锁等方面做了深入的分析。此外，还介绍了Petri网建模仿真工具—PIPE软件，并利用该软件对Petri网模型的进行了性能分析，以便通过模型仿真分析得到性能量化指标(时间参数等)，并利用统计学的知识观察出流程中的问题，从而对流程进行优化调整，取得了预期结果。