Разработана математическая модель общей многокритериальной задачи реинжиниринга топологических структур централизованных трехуровневых систем крупномасштабного мониторинга по показателям затрат, оперативности, надежности и живучести, частными случаями которой являются математические модели задач по одному, двум или трем критериям. Ее использование позволит получать более эффективные проектные решения, учитывающие множество функционально-стоимостных характеристик и ограничений. Разработанные математические модели и методы решения задачи реинжиниринга топологических структур систем крупномасштабного мониторинга расширяют методологическую основу систем автоматизации проектирования, планирования и реинжиниринга территориально распределенных объектов различного назначения. Предложенный метод и его модификации реализованы в созданном программно-методическом комплексе Reengineering-TS. Они апробированы, показали свою работоспособность и эффективность на примерах решения тестовых задач реинжиниринга систем мониторинга по одному или множеству показателей.