Цель. Основной целью статьи является моделирование работы транспортных систем на железнодорожном транспорте с использованием теории массового обслуживания на примере сортировочных станций. Целями также являются развитие методов и инструментальных средств математического моделирования и теории массового обслуживания. Методы. Одной из актуальных проблем современной науки является разработка методов математического моделирования транспортных систем с целью анализа эффективности, устойчивости и надежности их работы при учете случайных факторов. Проведенные исследования показали, что применение наиболее разработанного класса такого рода моделей – однофазных Марковских систем массового обслуживания – не позволяет адекватно описать транспортные объекты и системы вообще, и на железнодорожном транспорте – в частности. По этой причине в настоящей статье предлагаются к использованию более сложные математические модели, которые имеют вид сетей массового обслуживания, т.е. множеств взаимосвязанных систем массового обслуживания, где обслуживаются заявки. Граф сети массового обслуживания не обязан быть связным и ациклическим (деревом), что обеспечивает возможность для моделирования транспортных систем с произвольной структурой, которая задается таблично в виде так называемой «маршрутной матрицы». Для описания входящих транспортных потоков нами предлагается использовать модель BMAP: Branch Markovian Arrival Process, иначе говоря, групповой марковский входящий поток, который представляет собой пуассоновский процесс с групповым поступление заявок. Это позволяет соединить несколько различных потоков заявок в единую структуру, что, в свою очередь, существенно повышает адекватность моделирования. Сложная структура построенной модели не позволяет проводить ее исследование аналитическими методами. Поэтому на основе математического описания разработана и программно реализована имитационная модель. Результаты. Проведена апробация разработанного модельно-алгоритмического аппарата на примере крупнейшей российской сортировочной станции. Выполнен вычислительный эксперимент, по результатам которого сформированы содержательные рекомендации. Помимо этого, важным результатом проведенного исследования является то, что удалось существенно продвинуться в создании единой методики математического и компьютерного моделирования транспортных хабов с использованием теории массового обслуживания. Это является стратегической целью проводимых исследований и должно будет повысить точность и адекватность моделирования по сравнению с известными методами, а также позволит расширить возможности и раздвинуть границы применимости модельного подхода. Выводы. Предложенный модельный подход показал себя достаточно эффективным инструментом, позволяющим изучать работу железнодорожных сортировочных станций при различных параметрах входящих потоков и различной перерабатывающей способности станции. Он вряд ли сможет полностью вытеснить традиционные методы исследования работы железнодорожных станций, основанные на построении их детального описания. Однако проведенное исследование показывает, что он вполне пригоден в качестве инструмента первичного анализа, для применения которого не требуется больших трудозатрат и подробных статистических данных.