Рассмотрена актуальная проблема управления качеством критических инфраструктур на уровне программных приложений. Проведено исследование процессов сервисного обслуживания критических ИТ-инфраструктур на основе комплексной полумарковской модели, описывающей контуры принятия решений по сервисному обслуживанию различных типов запросов согласно концепции IT Service Management. На основе анализа статистических данных по функционированию системы Service Desk проведен подбор параметров для организации экспериментов. Проведен полный факторный эксперимент для модели подсистемы обработки инцидентов. Получено поле решений, которое может быть использовано для оптимизации работы системы Service Desk. Ключевые слова: критические ИТ-инфраструктуры, процессы сервисного обслуживания, полумарковская модель, принятие решений, концепция IT Service Management, система Service Desk.