tark parv

KOLMAS PEATÜKK

TERMIIDID

Üks asi viib teiseni Esimene elektriliin, mis üles ütles, ühendas Hardingi alajaama Clevelandi lõunaosas Ohios ja Chamberlini alajaama sellest 12 miili kaugusel. 14. augustil 2003. aastal kell 15.06 takerdus elektriliin liiga suureks kasvanud jaanileivapuu okstesse ja läks lühisesse. Tuhandeid miile ülekandeliine omava kohaliku energiafirma FirstEnergy Corp jaoks polnud selles vahejuhtumis midagi ebaharilikku, eriti veel hilissuvel. Mõnel tavalisel päeval poleks see suuremat lärmi põhjustanud. Vool oleks ümber suunatud, meeskond kahjustusi üle vaatama saadetud ning elu oleks samamoodi jätkunud.

Aga see polnud tavaline päev.

Samal õhtupoolikul läks rikki kivisöel töötav generaator Eastlake’i elektrijaamas Erie järve ääres, viies osa FirstEnergy reservvõimsust võrgust välja. Arvestades kaht ülejäänud hoolduseks suletud elektrijaama ning kogu Põhja-Ohios 30-kraadise kuumusega võitlevaid konditsioneere, pani see FirstEnergy võrgu ebamugavalt haavatavasse olukorda,

105

sest see pidi tavapärasest rohkem lootma väljaspool regiooni toodetavale energiale. See omakorda koormas veelgi rohkem ülekandeliine.

See, mis edasi juhtus, oli komplekssüsteemi käitumise ilmekas demonstratsioon. Tuhandete generaatorite ja miljonite miilide ülekandeliinidega Põhja-Ameerika elektrivõrk on üks kõige peenekoelisemaid võrke, mis iial loodud ning vastastikused seosed selles on teatud moel märksa tugevamad kui suurimaski sipelgate või mesilaste koloonias. Ükskõik kui tühine see ka ei tunduks, võib võrgu ühes osas aset leidnud vahejuhtumi mõju olla tunda väga kaugel eemal asuvates kohtades.

Kell 15.32, pool tundi pärast Harding-Chamberlini liini ülesütlemist, juhtus sama veel ühe kõrgepingeliiniga, mis asus Lõuna-Clevelandi Hanna alajaama ja Juniperi alajaama vahel Akronist idas. Põhjuseks oli jällegi kokkupuude puuokstega. Juhuslikult viibis puude kärpimise meeskond lähikonnas ja nägi seda sündmust pealt. Üheksa minutit hiljem ütles üles kolmas liin Akroni ja Cantoni alajaama vahel, jällegi puude tõttu. See polnud kokkusattumus, sest varasemate rikete tõttu liinile suunatud vool koormas selle üle, põhjustades liini kuumenemist ja lõtvumist. Nüüd püsis kogu regiooni elektrivõrk vaid ausõna peal.

Viimane õlekõrs koormasse saabus kell 16.06, mil lakkas töötamast Akroni Stari alajaama ja W. H. Sammise elektrijaama vaheline kõrgepingeliin osariigi kaguosas Ohio jõe ääres. Erinevalt eelnevatest vahejuhtumitest polnud see tingitud kokkupuutest puudega, vaid ohtlikest pingekõikumistest, milles olid osaliselt süüdi varasemad probleemid ülekandeliinidel. Liini kaitseseadmed, mida nimetatakse ülekoormusreleedeks, tuvastasid süsteemi läbiva impulssliigpinge ning rakendasid töösse kaitse, mis hoidis liini kahjustumast. Õnnetuseks osutus Sammis-Stari liin viimaseks ühenduslüliks Clevelandi regiooni ja ülejäänud idapoolse elektrivõrgu vahel. Selle töö lakkamine algatas rikete ahelreaktsiooni, mis levis põhja ja läände, lülitades välja elektriliine Põhja-Ohios ja Lõuna-Michiganis ning pimendades Detroiti. Seejärel vahetas kaskaad äkitselt suunda ja järgnes pärast võimsat voolutõuget üle Pennsylvania New Yorki ja Ontariosse ning tormas ülekandeliine ja elektrijaamu rivist välja lüües vastupäeva ümber Erie järve. Kuue minu-

106

ti jooksul oli kaheksas osariigis ja kahes Kanada provintsis rivist väljas rohkem kui 500 elektrijaama, jättes vooluta umbes 50 miljonit inimest.

See oli kõige rängem voolukatkestus Põhja-Ameerika ajaloos.

Times Square’i reklaamtahvlid pimenesid kell 16.11. Samal hetkel kustusid kõikjal üle Manhattani valgusfoorid, metroorongid peatusid, restoranide külmikud hakkasid sulama, heitvee puhastusjaamad lõpetasid töö ning hotellide külastajad jäid tubadesse luku taha. Vähem kui kaks aastat pärast rünnakut Maailma Kaubanduskeskusele rabas voolukatkestus korraks newyorklasi. Kuid niipea kui nad kuulsid, et sündmused pole terroristidega seotud, püüdsid nad keerukat olukorda parimal moel lahendada.

Vähemalt 350 000 inimest oli sel hetkel lõksus rongides või metroos, mõned ka sildadel või sügavates tunnelites. East Riveri alla lõksu jäänud rongireisijad päästis diiselvedur, mis nad tagasi Penni jaama tiris.

Tuhanded ülejäänud olid sunnitud ise enda eest hoolt kandma ja hanereas piki pimendatud raudteeharu lähimasse jaama kõmpima.

Töölt naasvate inimeste hordid rüselesid ummikuid täis linnatänavate tõttu üle Brooklyni silla kodu poole. Mobiilivõrgud kukkusid maha peaaegu silmapilk, sest uppusid perekondi ja sõpru kätte saada püüdvate kõnede alla. Kõrghoonete korterites kadus veesurve, mis sundis elanikke puhta vee saamiseks rivistuma tuletõrjehüdrantide juurde.

Sularahaautomaadid keeldusid raha väljastamast. Mount Sinai haiglas Upper East Side’il jäi patsient ilma doonorneeru saamise võimalusest, sest kirurgid ei suutnud operatsioonisaalis tagada vajalikke tingimusi. „Siirdamise alustamine polnud turvaline, kui me ei teadnud, kas me saame selle ka lõpule viia,“ ütles üks arst reporteritele.

Linlased tulid kõikjal üksteisele appi. Kahe kvartali kaugusel Empire State Buildingust, 34. tänava ja Lexington Avenue ristmikul reguleeris 60-aastane triiksärgi ja siidlipsuga müügimees esimest korda elus liiklust. Möödasõitev juht ulatas talle tühja plastpudeli, mida sauana kasutada. „Sul läheb seda vaja,“ ütles ta.

Linn oli suuri voolukatkestusi üle elanud ka 1965. ja 1977. aastal, pärast neid võeti mõlemal korral kasutusele ennetavaid meetmeid. „Seda

107

ei pidanud uuesti juhtuma ja ometi juhtus jälle,“ ütles kuberner George Pataki pressikonverentsil. „Nüüd tuleb esitada ebameeldivaid küsimusi, miks nii läks.“ Kellelgi polnud sel ajal aimu, mis tegelikult juhtus. Kanadas näitas peaministri kabineti kõneisik näpuga New Yorgi peale ja väitis, et voolukatkestus sai alguse välgutabamusest Niagara Fallsi lähedal asuvas elektrijaamas. New Yorgi ametnik osutas Ohio poole ja väitis, et Erie järve äärses tuumajaamas esines probleeme. Föderaalsel uurimisrühmal kulus algpõhjuseni jõudmiseks kuid ning kui uurijad selle avastasid, tabas neid paar üllatust.

Voolukatkestuseni ei viinud sugugi üksnes puuokste kokkupuude liiniga. Oma rolli mängis ka arvutirike FirstEnergy juhtimiskeskuses Akroni lähedal, mis voolukatkestuse päeval kell 14.14 lülitas välja automaatse häiresüsteemi. See tähendas, et juhtimiskeskuse operaatorid ei märganud esimese ülekandeliini lühisesse sattumist enne, kui peaaegu tund aega hiljem. Pärast teise liini lühistumist kell 15.32 helistas keegi regionaalsest seirekeskusest ja küsis rikke kohta, kuid juhtimiskeskuse tehnikut tabas küsimus üllatusena.

“Kurat võtaks. Millal see juhtus?“ küsis ta.

Vahepeal tulvasid sisse kõned tööstustarbijatelt, ümbruskonna kommunaalettevõtetelt ja FirstEnergy elektrijaamade operaatoritelt, kes kõik püüdsid tõlgendada märguandeid ülekandevõrgus esinevate probleemide kohta. „Mu generaatoril esineb ikka veel kõvasti impulssliigpinget ja kõikumisi,“ ütles Perry tuumajaama operaator Ohios, kes muretses oma jaama automaatse väljalülitamise pärast. „Ma ei tea, kui kaua me veel vastu peame.“ Alles siis, kui tuled FirstEnergy juhtimiskeskuses kustusid, teadsid operaatorid kindlalt, et kokku kukkumas oli nende oma ja mitte kellegi teise võrk. Selleks ajaks oli juba liiga hilja.

Kuidas võis see juhtuda? Kuidas võivad Clevelandi lähedal elektriliiniga kokku puutuv puu ning arvutirike Akroni lähedal vallandada sündmuse, mis põhjustab kahju rohkem kui kuue miljardi dollari eest?

Põhjus ja tagajärg ei näinud klappivat. Kui midagi sellist oleks kavan-

108

danud terroristid (nagu pelgasid New Yorgi elanikud), poleks nad saanud teha midagi veel suuremat kahju põhjustavat. Kuidas nii väike vahejuhtum tekitas nii kolossaalse segaduse? „Voolukatkestus oli suures osas ärahoitav,“ kinnitas energeetikaminister Spencer Abraham pärast seda, kui uurimisgrupp esitas oma leiud. „Suur hulk suhteliselt väikeseid probleeme tekitasid kombineerudes ühe ja väga suure.“ Aga tal polnud õigus.

Ebatõenäolist riketeseeriat ei põhjustanud üksnes halb õnn ega kehv hooldus. Süüdistada tuli võrgu enda struktuuri. Eksperdid ütlesid, et rohkem kui sajandi jooksul miljarditest omavahel seotud osadest kokku „traageldatud“ võrk oli muutunud sedavõrd keerukaks, et selletaoline massiivne katkestus pidi varem või hiljem juhtuma. Teatavas mõttes oli „kogu Põhja-Ameerika elektrivõrk ainult üks suur elektrilühis“, kirjutas Illinoisi ülikooli elektriinsener Thomas Overbye. „Tagasihoidlik pistikupesa on tegelikult värav ühe suurima ja keerukaima objekti juurde, mis üldse kunagi on rajatud.“ Seotuse plusspooleks oli võrguettevõtete võimalus jagada ebatavaliselt kõrge nõudlusega perioodide ajal omavahel võimsust, hoides sel moel kulud all ja kindlustades, et lüliti klõpsamisel tuled süttivad. Miinuspoolena võivad rikked süsteemi ühes osas kiiresti levida ka teistesse osadesse. Ülimalt tihedalt seotud süsteem võib üles öelda, kirjutas Overbye „ja kui see ükskord juhtub, siis keerulisel ja dramaatilisel moel“.

2003. aasta voolukatkestus oli esinduslik näide, mida võrgustike uurijad nimetavad doominoefektiks ja mille puhul algne sündmus – näiteks metsatulekahju süütav säde või aktsiaturul kaose vallandav finantsaruanne – suurendab teiste sündmuste tõenäosust, mis suurendab omakorda järgmiste sündmuste tõenäosust ja nii edasi, kuni kaskaad levib läbi kogu süsteemi. Lühidalt öeldes – üks asi viib teiseni. „Ülekandevõrgu puhul seisneb probleem selles, et võrgud koosnevad väga paljudest komponentidest, mille individuaalne käitumine on üsna tuttav (elektritootmise füüsika on 19. sajandi värk), kuid mille kollektiivne käitumine, näiteks jalgpallimatši vaatajaskonna ja aktsiaturu

109

investorite puhul, võib olla vahetevahel korralik ja vahetevahel kaootiline, segadusseajav ja isegi destruktiivne,“ kirjutab võrgustike uurija Duncan Watts oma raamatus „Six Degrees: The Science of a Connected Age“.

Mis on sel tegemist sipelgate, mesilate või teiste putukatega? Mida võivad sellised tillukesed olendid üldse elektrivõrkude hooldamise ja käitamise kohta õpetada? Vastus: looduslikud süsteemid, nagu targad parved, on tihedalt ühendatud võrgustike Achilleuse kanna ehk doominoefekti vältimiseks välja arendanud spetsiifilised käitumisviisid.

Sipelgakoloonias või mesilasperes võivad paljud isendid oma tööd tehes läbi kukkuda ja süsteem funktsioneerib endiselt hästi, sest paljud teised isendid, kes tunnetavad ümbruskonnas midagi teistsugust, kohandavad vastavalt oma käitumist. Selline süsteem on teatud moel iseparanduv.

Mõni aasta tagasi alustasid Californias Palo Altos asuv Electric Power Research Institute, kaitseministeerium ja veel mitu organisatsiooni uuringuid, kas ka Põhja-Ameerika elektrivõrk võiks olla iseparanduv.

Esimese sammuna tuleks iga komponent targemaks muuta, järeldasid uurijad. „Iga sõlm elektrivõrgus peaks olema valvel, reageeriv ja suhtlema iga ülejäänud sõlmega,“ kirjutasid Massoud Amin ja Philip Schewe väljaandes Scientific American. Et anda võrgule samasugust hetkelise kahjustusohje suutlikkust, nagu see on sipelgatel ja mesilastel, tähendab, et iga süsteemi komponent – iga kaitse, lüliti, transformaator, siin ja ülekandeliin – vajab oma protsessorit, mis jälgiks tingimusi ja optimeeriks tööd ilma, et esmalt peaks seda kontrollima inimene. Võrgus on vaja arendada hajusintellekti.

Teise sammuna soovitasid nad anda võrgule kiirvahendid erinevat tüüpi probleemide ennustamiseks. Selleks soovitas teadlane anda süsteemile samalaadne „ettenägemisvõime“, mille Arthur Samuel andis esimeses peatükis kabemänguprogrammile. Täpselt nagu meisterkabetaja, kes planeerib mitu käiku ette, vajab võrk suutlikkust arendada lähitulevikuks what-if-stsenaariume. Kolmanda ja viimase sammuna tuleks võrk lahutada „saarteks“, et erakorralise juhtumi puhul saaks

110

rikked isoleerida ja vältida sellega nende levimist üle kogu süsteemi – strateegia, mida me selles peatükis näeme hiljem termiitide puhul, kes kasutavad seda siis, kui nende koloonia pesakuhjatist on rünnatud.

Kas iseparanduv võrk oleks ära hoidnud sedavõrd ulatusliku elektrikatkestuse, mida me nägime 2003. aastal? Võimalik, spekuleerivad Amin ja Schewe. Kui lõtvuvate ülekandeliinide sensorid oleks tuvastanud ebanormaalse võimsusvoo, võinuks need voolu teistele liinidele ümber lülitada mitu tundi enne rivist väljalangemist. Samal ajal oleksid tulevikusimulaatorid võinud ennustada rikete tõenäosust ja soovitada operaatoritele korrigeerivaid meetmeid. Katastroofilise voolukatkestuse asemel oleks „enamik kliente näinud üürikest tulede vilkumist, paljud poleks probleemist üleüldse teadagi saanud“, kirjutasid nad.

See ongi just nimelt see, mida me lõppude lõpuks tahame, sest oleme harjunud meie eluviisi toetavaid keerukaid süsteeme nagu vooluvõrk, transpordivõrgud, aktsiaturg või internet täielikult usaldama. Võimaldades jagada hädavajalikke ressursse ja informatsiooni, lubavad sellised struktuurid ühiskonnal eksisteerida täpselt samamoodi, nagu sotsiaalsete putukate rajatud struktuurid alates feromooniradadest kuni termiidipesadeni lubavad eksisteerida nende ühiskondadel. Erinevalt meie süsteemidest, mis kipuvad aeg-ajalt kokku kukkuma, kalduvad tarkade parvede rajatud süsteemid olema märksa vastupidavamad ja kaugeltki mitte nii haprad.

Miks? Ühe põhjuse võib leida tolmuselt karjamaalt Aafrika lõunaosas.

111