为了提升城市轨道交通运营过程中列车设备故障应急处置流程的执行效率,保障城市轨道交通的正常安全运营,同时支持列车运行状态综合监测与预警系统的设计开发,需要对目前列车设备故障应急处置流程进行分析优化,进而实现企业业务流程与信息技术的无缝对接,推动列车设备故障应急处置的系统化、数字化与高效化。本文首先对文章所涉及的相关流程管理与Petri网理论进行了介绍。在此基础上,对城轨企业现行列车设备故障应急处置流程进行了梳理分析,并针对其中存在的问题给出了解决方案,然后以此为依据对流程进行了设计与建模。之后,文章采用一套定量化的分析手段,包括“基于关联矩阵特征值的有界性判别方法”、“基于状态方程的可达性分析方法”以及“基于可达图与状态方程的Petri网活性分析方法”,对优化后流程的合理性进行了验证,确保了流程的合理可行。然后,文章为Petri网模型中的变迁引入了时间参数,并介绍了随机时间Petri网模型的等价性能时间计算方法,以此为基础,文章对优化前后流程的效率进行了比较分析,并结合具体案例说明了流程优化效果。在完成流程的优化与合理性验证、时间性能评估工作后,文章对系统的设计成果进行了展示,并对论文工作进行了总结与展望。本文将随机时间Petri网引入到城市轨道交通的业务流程优化工作中,并对相关业务流程进行了设计建模,同时给出了一套Petri网合理性的定量化分析方法,并为列车运行状态综合监测与预警系统的开发设计提供了支持。