Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan dan mengoptimalkan sistem antrian pada stasiun pengisian bahan bakar menggunakan pendekatan Aljabar Maks-Plus berdasarkan data observasi lapangan. Penelitian ini berfokus pada permasalahan inefisiensi sistem yang disebabkan oleh distribusi pelayanan yang tidak merata serta tingginya tingkat kepadatan pada jalur layanan tertentu. Metode penelitian diformulasikan dalam kerangka sistem kejadian diskrit, dengan dinamika sistem direpresentasikan melalui hubungan rekursif antara waktu kedatangan, waktu mulai pelayanan, dan waktu selesai pelayanan. Data dikumpulkan melalui observasi langsung selama 14 hari pada berbagai interval waktu untuk menangkap variasi kedatangan kendaraan dan proses pelayanan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa jalur pelayanan sepeda motor Pertalite memiliki tingkat kepadatan tertinggi dengan rata-rata waktu tunggu sebesar 11,18 menit dan tingkat utilisasi pelayanan sebesar 0,79. Analisis berbasis kuartil mengidentifikasi jalur tersebut sebagai bottleneck sistem. Optimasi dilakukan melalui simulasi dengan menambahkan satu jalur pelayanan sehingga konfigurasi sistem berubah dari single server menjadi dual server. Hasil simulasi menunjukkan penurunan rata-rata waktu tunggu menjadi 0,2 menit dan utilisasi pelayanan menjadi 0,40, yang menunjukkan sistem menjadi lebih seimbang dan stabil.