近年来,民航业的高速发展,使得民航旅客量与行李处理量大幅度地持续上升,行李处理系统作为机场重要的系统设备,在机场的应用也越来越重要。高速独立行李载盘系统（Individual Carrier System,ICS）属于IATA定义的第二类DCV系统,适合快速且大批量的行李输送,与行李安检、行李存储和最终分拣等流程无缝协作。虽然国内机场对ICS系统需求强烈,但核心技术和制造目前均依靠国外厂家,尽管近年来不乏相关研究,但在细节上仍有疏漏。因此,本文针对ICS系统的托盘调度流程设计与优化,研究了ICS系统的层次化仿真建模方法和思路,并对某地区民航机场的ICS系统进行了仿真评价与优化工作。本文在调研分析某地区民航机场ICS系统的现状和总体业务流程后,梳理和阐述了ICS系统的关键设备以及分拣作业处理流程,对涉及到的托盘调度问题进行了描述。基于仿真的系统设计和优化,输入数据建模方式对仿真模型的有效性起到直接的影响。为了使研究结果更贴合实际,本文进行了机场行李到达流的建模,尽可能地还原了机场实际运行过程中托运行李到达行李处理系统的过程。确定输入建模方式后,运用Petri网层次模型方法对ICS系统进行了静态建模,并将静态模型按照一定的逻辑关系与对应原则构建成基于Plant-Simulation的动态模型,进而让仿真模型逼近于ICS系统实际运行情况。然后,本文基于物料拉动理论对调度流程进行了重新规划,提出了两种不同的调度方式,设计了相关仿真实验,对行李运输时间匹配程度以及系统的总体堵塞情况等指标进行仿真对比分析,证明实时行李量驱动的调度策略是较优的调度方案。最后,简要研究了影响ICS系统行李处理量上限的因素并进行了敏感性分析。建立并求解ICS系统最大处理量的混合整数规划模型,采用仿真实验对结果进行验证,证明了其有效性,为以后的机场设计工作提供参考。