Пропонується розглядати середню технічну швидкість та час простою під навантаженням-розвантаженням не як детерміновані, а як випадкові величини, розподіл яких узгоджується з нормальним законом. Відповідно до цього запропоновано математичний апарат, який дозволяє моделювати роботу малої транспортної системи з урахуванням нерівномірності роботи транспортних засобів. Врахування імовірнісної природи зазначених величин дозволяє підвищити точність моделювання роботи малої транспортної системи та можливої появи черг очікування завантаження або розвантаження у вантажних терміналах. На основі використання цієї математичної моделі, в роботі виконано вдосконалення методики оперативного планування міських вантажних перевезень. Використання запропонованої методики дозволить знизити простої автомобілів та підвищити ефективність роботи автотранспортного підприємства.