Актуальность исследования определяется практической важностью задач проектирования сетей инженерных коммуникаций, а именно задач оптимизации структуры магистрального трубопровода по нескольким критериям, таким как экономичность, надежность и друим, в условиях ограничений, например,  совместимость различных типов инженерных коммуникаций. Так как магистральный трубопровод прокладывается на местности с различными физико-геологическими факторами, природными и ситуационными условиями, в качестве глобального критерия целесообразно принять надежность его функционирования. Задача оптимизации сетей впервые представлена как отображение магистрального трубопровода по выбранным маршрутам в трехмерном пространстве, учитывая различные существующие коммуникации и объекты, а также высотные отметки местности. В работе представлены задачи оптимизации сетей как непрерывной, так и дискретной постановках, а также изучены различные показатели надежности функционирования магистрального трубопровода. Цель: разработка модели прокладывания магистрального трубопровода в трехмерном пространстве, которая также учитывает надежность функционирования трубопроводного транспорта; сравнительный анализ для различных показателей надежности и топологий магистрального трубопровода. Объекты: инженерные коммуникации и сети, прокладываемые в трехмерном пространстве. Методы: методы вариационного исчисления, методы дискретной оптимизации, методы теории графов и теории гиперсетей, методы анализа надёжности сетей. Результаты. Задача оптимизации магистрального трубопроводного транспорта поставлена с учетом его вложенности по маршруту в трехмерном пространстве с выбором критерия оптимизации (экономичность, надежность и т. п.). Задача представлена в виде непрерывной и дискретной постановок, что важно для ее развития в рамках теории вариационного исчисления и дискретной оптимизации. В настоящей работе задача была исследована в рамках теории графов и гиперсетей, которые позволяют, во-первых, учитывать вложенность одной структуры (магистрального трубопровода) в другую (дискретный аналог трехмерного пространства) и, во-вторых, наглядно проиллюстрировать результаты численных экспериментов. Показано, что в условиях заданного множества способов прокладки вторичной сети по каналам первичной получаются различные оптимальные структуры при рассмотрении в качестве критерия различных показателей надежности, что может быть использовано для реализации проектного решения по строительству и эксплуатации трубопроводного транспорта различного назначения.