Впервые предложен метод построения марковской модели немарковской системы обслуживания с использованием потока Эрланга, вложенного в пуассоновский поток, позволяющий оценить эффективность системы, на вход которой поступает суперпозиция немарковских самоподобных потоков пакетов разной длины. Разработан метод вычисления распределения вероятностей состояний марковской цепи для группового входящего потока, который предполагает произвольное распределение числа пакетов в группе. Улучшена аналитическая модель, описывающая нестационарный стохастический трафик в телекоммуникационной сети за счет учета суточных, недельных и сезонных колебаний нагрузки. Предложен метод фазового укрупнения состояний полумарковской системы. Получили развитие методы управления обслуживанием очередей в узлах маршрутизации. Протестирован и внедрен комплекс программно-технических средств диагностики и управления трафиком телекоммуникационных сетей. Программный код написан на языке программирования Java (J2EE) с использованием базы данных MySQL. Использование программного продукта позволило повысить надежность передачи данных на 7% и производительность узла сети на 5%, что подтверждается актами о внедрении.