Целью настоящей статьи является разработка методов анализа и моделирования процессов возникновения и развития нештатных ситуаций на сложных технических объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта. Приведены результаты анализа угроз, причин и последствий возникновения внезапных чрезвычайных ситуаций на сложных технических объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта. Для решения задач обеспечения безотказного функционирования технических объектов, а также своевременной идентификации неполадок предложено использовать индикаторный подход, позволяющий осуществлять диагностирование и формальный анализ процессов возникновения и распространения неисправностей по элементам сложных технических систем. Для моделирования процессов распространения возникающих в результате технических неполадок возмущений (угроз возникновения чрезвычайных ситуаций) предложено использовать теоретико-графовый подход, предполагающий модельное и визуальное представление структуры исследуемой технической системы в виде ориентированного графа, отражающего взаимосвязи между ее элементами. Каждой вершине и дуге графа присваиваются некоторые параметры или функционалы, отражающие процессы взаимосвязанного функционирования элементов моделируемой системы. Распространение возмущений в системе моделируется импульсными процессами, запускаемыми в одной или нескольких исходных вершинах. В статье приведены разработанные формализованные модели распространения возмущений в технической системе на основе построения структурных компонент и матриц взаимосвязи. Введено понятие критического элемента технической системы, с использованием которого идентифицируется событие ее выхода из строя. Выделены два базовых критерия отказа технической системы: исключительный (система считается вышедшей из строя, если возмущение достигло любого из критических элементов) и абсолютный критерий (отказ наступает в случае, если возмущение достигло заданного подмножества критических элементов). В работе приведен аналитический пример, иллюстрирующий возможности предложенной модели распространения возмущений по структуре технической системы. Для решения задачи повышения эффективности диагностирования угроз возникновения чрезвычайных ситуаций на технических объектах инфраструктуры железнодорожного транспорта предложена модель использования структурно-интегрированных индикаторов, сущность которой состоит в том, что в структуре технической системы предлагается размещать индикаторы, оперативно передающие необходимую и достаточную информацию в случае возникновения нештатной ситуации. Основная задача при этом состоит в формировании некоторого множества индикаторов, основной целью которого является снижение информационной нагрузки и фокусировка внимания диспетчеров или операторов на ключевых с точки зрения обеспечения безаварийности и безопасности процессах, происходящих в технической системе. Выделены базовые критерии формирования множества индикаторов в сложной технической системе: максимум достоверности оценки последствий возникших возмущений, максимум точности определения причин возникновения нештатной ситуации, минимум времени обнаружения нештатной ситуации, минимум единовременных или текущих затрат. Приведена модифицированная графовая модель распространения возмущений в сложной технической системе, являющаяся основой для решения многокритериальных задач оптимального размещения индикаторов в структуре технических систем по критериям полноты, точности и своевременности обнаружения отказов различного типа. Автоматизация процессов формирования множества индикаторов с применением моделей распространения возмущений в технических системах позволит использовать предложенные методы в рамках развития методологии УРРАН в части совершенствования технологий поддержки принятия решений в процессе управления объектами инфраструктуры железнодорожного транспорта.