Представлена математическая модель аварии критической инфраструктуры (КИ), учитывающая совместное воздействие внешних и внутренних факторов. Оценка уровня надежности инфраструктуры выполнена в условиях протекания каскадных отказов компонентных составляющих КИ. По результатам математического моделирования получены количественные оценки показателей функциональной готовности и надежности КИ для заданного сценария развития аварии критической энергетической инфраструктуры. В качестве возможного сценария рассматривается авария Северо-Американской энергетической инфраструктуры, которая произошла в августе 2003 года. Фазовое пространство полученной полумарковской модели помимо классических состояний отказа, восстановления, контроля технического состояния включает состояния нарушения, информационной и функциональной уязвимости. Ключевые слова: критическая инфраструктура, каскадные отказы, сценарий развития аварии, полумарковская модель.