Досліджено аспекти розроблення та аналізу працездатності гібридних сенсорних мереж як підсистем систем екологічного та аварійного моніторингу критичної інфраструктури. Запропоновано архітектуру гібридної сенсорної мережі, що ґрунтується на технології граничних обчислень (ГО) і поєднує стаціонарну і мобільну складові. Першу складову реалізують наземною сенсорною мережею (НСМ), другу — роєм безпілотних літальних апаратів, що утворюють летючу мережу ГО. Проаналізовано алгоритми збору даних, проблеми масштабування та оптимізації роботи НСМ і систем моніторингу в цілому. Розроблено та досліджено моделі надійності НСМ в умовах відмов одного та груп сенсорів. Отримано аналітичні залежності показників безвідмовності від різних за розмірами кластерів відмов сенсорів та їхньої інтенсивності. Надано рекомендації щодо проєктування та впровадження гібридних сенсорних мереж.