Elektrorozvodné sítě jsou odolnější, než se zdá

Síť na velkém rozsahu údajně funguje docela nepředvídatelně. To má své výhody i nevýhody. Problém je, že takovýhle systém je těžké optimalizovat. Z druhé strany se dá ale jen těžko vyřadit z provozu „dominovým“ efektem.


V posledních letech došlo k několika incidentům, které poznamenaly fungování elektrorozvodných sítí ve vyspělém světě. Někdy šlo o přírodní události typu pádu stromu, jindy (zřejmě) o útoky softwarové, v dalších případech se teroristé pokusili poškodit fyzickou infrastrukturu.

Občas byly zaznamenány náznaky kaskádových efektů, kdy se i závada v „nepodstatné“ části sítě měla tendenci šířit dál. K rozsáhlejšímu výpadku větší části sítě takto došlo v roce 2003 Itálii. Na počátku byl pád jediného stromu na vedení. Incidenty vzbudily pozornost a celá řada vědců se zaměřila na výzkum tohoto typu sítí z hlediska odolnosti. Hlavním nástrojem jim přitom byla matematika, odhlíželi od reálné fyzické infrastruktury sítě a používali hlavně aparát topologie, teorie grafů a dalších matematických disciplín. Když se na elektrorozvodnou síť pohlíželo jako na čistě abstraktní strukturu, zkoumání vedlo k řadě netriviálních závěrů, které byly hojně citovány – tak se třeba uvádělo, že malé elektrorozvodné stanice mají často větší význam než ty velké, a proto by si v rámci dohledu státu nad kritickou infrastrukturou zasloužily zvýšenou pozornost. Články analyzující příslušné „dominové“ efekty vyšly v prestižních časopisech typu Nature.

Paul Hines z University of Vermont ale nyní naopak publikoval práci, v niž řadu teoretiků obvinil z toho, že při studiu abstraktních struktur a komplexních systémů často zcela pomíjeli fyzikální zákony, jimiž se řídí elektrický proud. Teoretici prý často vytvářejí modely bez vztahu k realitě. Dle Hinese s realitou mnohem lépe koresponduje „selský rozum“ - pro fungování sítě jsou primárně důležité rozvodny s maximální kapacitou transformátorů apod. Vlády mají omezené množství zdrojů a ochranu kritické infrastruktury by měly primárně soustředit na „velké“ cíle.

„Dominové“ modely prý neodpovídají realitě, protože kostička domina může ovlivnit pouze ty sousední a teprve přeneseně další. V elektrorozvodných sítích naopak jakákoliv změna „probublá“ celým systémem prakticky okamžitě a změní jeho parametry. Proto je změna ve významných uzlech destruktivnější. Modely ovšem mohou těžko předvídat, co přesně se stane – i proto, že americká elektrorozvodná síť není žádnou abstraktní strukturou nějak jednotně racionálně navrženou za účelem optimalizace, ale struktura je spíše výsledkem (alespoň částečně nahodilého) historického vývoje.

Hines zkoumal incidenty, k nimž v roce 2005 došlo na východě USA, a tvrdí, že jednoduché až středoškolské aplikování základních fyzikálních zákonů o elektrickém proudu dokázalo dát lepší předpovědi než sofistikované abstraktní matematické modely.

Jedním z výsledků výzkumu má být to, že síť na „velkém rozsahu“ funguje docela nepředvídatelně. To má své výhody i nevýhody. Problém je, že takovýhle systém je těžké optimalizovat. Z druhé strany se dá ale jen těžko vyřadit z provozu „dominovým“ efektem, tj. útočníci nebudou schopni vypočítat, jak by se lokálně omezeným úderem dala přivodit globálnější destrukce. A „historické“ nahodilosti prý zvyšují robustnost sítě i v případech přírodních pohrom typu hurikánů...

 

Zdroj: Sciencedaily

 

Poznámka:

- Spor není zcela srozumitelný, že vyřazení významnějších uzlů představuje větší hrozbu snad nikdo nezpochybňoval...? (Možná jde o to, že nějaký uzel je významný čistě svojí kapacitou, jiný nějakým specifickým umístěním v topologii?)

- Výzkum se týkal elektrorozvodné sítě v USA, jak se liší situace u nás?

 











Komentáře