随着近年来电子信息技术的不断发展,各种货物运输方式之间的竞争不断激烈,为了适应市场需求,增加铁路竞争力,发展铁路信息化建设是提高我国铁路货运服务水平的重要手段。电子单据和纸质单据相比在使用过程中有较高的安全性、高效性和便捷性,它可以在很大程度上节省资源,提升运输效率,提高客户运输服务质量。因此,推行电子单据对优化铁路运输作业流程,提高铁路竞争力具有重要意义。本文首先分析国内外铁路货运作业流程和单据使用情况,并通过实地调研进一步了解目前我国既有纸质单据的使用情况,分析在其使用过程中的不足之处。然后,在既有纸质单据研究的基础上指出推行电子单据的必要性,并根据电子单据设计原则,设计电子单据内容和使用电子单据的作业流程。接着,分别建立使用既有纸质单据和电子单据作业流程的Petri网模型,并验证该Petri网模型的有界性、守恒性、可达性和活性。最后,利用Exspect仿真软件对所建立模型进行模拟仿真,对比分析仿真结果,证实该设计在一定程度上缩短了铁路货物运输作业时间,提高了铁路运输效率,并分别从经济效益、社会效益和生态效益层面对电子单据的使用进行效益分析。推行铁路电子单据必须拥有坚实的理论基础,并且理论基础要和铁路实际作业情况紧密地结合在一起,制定明确的管理制定,适应目前经济市场的要求,才可提升货运效益,促进铁路发展。因此,本文对电子单据的研究可为铁路推进电子化货票提供科学理论依据。