شبكة الحارس SF

حول

شبكة الحارس (SF) هي أداة إخلاء طارئ للمدن الذكية تساعد المجتمعات على الاستجابة بسرعة وأمان أثناء الكوارث الكبرى. يسمح النظام لمسؤولي المدينة أو المسؤولين عن الطوارئ بتحديد مناطق الخطر، مثل المناطق المتأثرة بالكوارث الطبيعية، وتعيين مناطق آمنة مباشرة على خريطة تفاعلية. تُستخدم خوارزميات مسار متقدمة بعد ذلك لتوليد وتوصيل طرق الإخلاء الأكثر أمانًا للسكان، مع الأخذ بعين الاعتبار المخاطر الحالية.

عندما يحدث طارئ، يمكن للمسؤولين تحديث مناطق الخطر والمناطق الآمنة وإرسال تنبيهات فورًا إلى هواتف السكان عبر رسالة نصية قصيرة. يتلقى كل شخص رابطًا إلى بوابة ويب، والتي تستخدم موقعه الحالي لعرض مسار واعٍ للخطر إلى مكان آمن وتوفر إرشادات فورية عبر خرائط Google. مع تطور المواقف، تُعاد حسابات المسارات في الوقت الفعلي، وتُرسل تنبيهات جديدة للحفاظ على تحديث الجميع وسلامتهم. شاهد العرض التجريبي هنا:

في كود العرض الحالي، تُرسل التنبيهات عبر الرسائل النصية القصيرة إلى رقم هاتف واحد لأغراض العرض والاختبار. ومع ذلك، في نشر فعلي، ستتكامل شبكة الحارس SF مع نظام التنبيهات الطارئة اللاسلكية (WEA) لبث تنبيهات الإخلاء إلى جميع الأشخاص في المدينة أو المنطقة المتأثرة.

بينما التركيز الحالي ينصب على منطقة خليج سان فرانسيسكو، رؤيتنا هي توسيع شبكة الحارس إلى مدن كبرى أخرى حول العالم. هدفنا هو توفير نظام قوي لتنظيم الإخلاءات قائم على البيانات بحيث تتمكن كل مدينة من حماية سكانها، وتقليل الازدحام، والاستجابة بسرعة مع تطور حالات الطوارئ.

فريق أسبن

تم تطوير شبكة الحارس من قبل فريق أسبن في هاكاثون الأمن القومي. تألف فريقنا من:

• إيوانا مونتيانو - مهندسة برمجيات
• كريستينا هوانغ - مهندسة برمجيات
• مهمت يلماز - مهندس برمجيات
• ديلان إيك - مهندس برمجيات وميكانيكا

نحن ممتنون للإرشاد والدعم من مرشدينا ومنظمي الفعالية، بمن فيهم إليوت وولف، آدم بابا، وراي ديل فيكيو.

رحلتنا في الهاكاثون

أدى عطلة نهاية الأسبوع للهاكاثون في 26-27 أبريل 2025 إلى تعاون غير متوقع ولكنه قوي. سافر صديقي المقرب ديلان إيك وأنا من كولورادو وميسوري على التوالي للمشاركة في هاكاثون الأمن القومي الثاني الذي نظمته Cerebral Valley في سان فرانسيسكو. في انطلاق الفعالية، التقينا بـ كريستينا هوانغ وإيوانا مونتيانو، وُلد فريق أسبن.

قدّم الهاكاثون تحديين متميزين. المسار الرئيسي كان مسابقة قائمة على المشاريع مع جوائز تقليدية للمراكز، بينما دعى تحدٍ خاص المشاركين لاختراق أنظمة التبريد التابعة لـ شركة Code Metal أخلاقيًا. نظرًا لتنوع خبرات فريقنا، وخصوصًا خلفية ديلان في كل من الهندسة البرمجية والميكانيكية، اتخذنا القرار الاستراتيجي لمواجهة التحديين خلال فترة الـ 24 ساعة.

قاد هذا النهج الطموح إلى نتيجتين مهمتين:

1. شبكة الحارس (SF) - مشروعنا الرئيسي في الهاكاثون الذي ركز على الإخلاء الطارئ:

   • فيديو العرض
   • مستودع GitHub

2. تحدي كود ميتال - أجرينا أنجح اختبار اقتحامي لنظم التبريد الخاصة بهم، مما أدى إلى فوزنا بالجائزة الخاصة بقيمة $5,000. بينما يبقى هذا الحل سريًا، فقد أظهر عمق فريقنا التقني في كل من البرمجيات والأنظمة الحرارية.

على الرغم من أن شبكة الحارس لم تحرز أحد المراكز الثلاثة الأولى في المسابقة الرئيسية، إلا أن الحكام اعترفوا بتأثيرها المحتمل ونهجها الابتكاري. كان نطاق المشروع طموحًا، وتقسيم اهتمامنا بين التحديين يعني أننا لم نتمكن من تنفيذ كل الميزات التي تصورناها ضمن قيد الوقت. ومع ذلك، أكد تعليق الحكام أهمية حلنا في معالجة إدارة الطوارئ الحضرية.

كان الهاكاثون تجربة تحويلية. بعيدًا عن الإنجازات التقنية وجوائز المال، نمّى صداقات جديدة وأظهر قوة مجموعات المهارات المتنوعة التي تجتمع تحت الضغط. بعد مواجهة تحديات شخصية في أواخر 2024 وبداية 2025، كان لهذا النجاح معنى خاص ومنعش.

تفاصيل الهاكاثون

تم بناء شبكة الحارس (SF) في الهاكاثون السنوي الثاني هاكاثون الأمن القومي (26-27 أبريل 2025)، الذي استضافته Cerebral Valley وShield Capital بالشراكة مع Stanford DEFCON. جمعت الفعالية التقنيين والمهندسين لبناء حلول لبيانات مشكلة الأمن القومي التي اختارها أصحاب المصلحة العسكريون الأمريكيون، مع إرشاد من مرشدين من الحكومة والجيش والشركات الناشئة.

• تضمن عطلة نهاية الأسبوع معرضًا للوظائف في تقنيات الدفاع وبناء فرق في جامعة ستانفورد، تلاه 24 ساعة من الهاكينغ في سان فرانسيسكو.
• الرعاة والداعمون شملوا Shield Capital, In-Q-Tel, NATO Innovation Fund, Vannevar Labs, Scale AI, Groq, Windsurf, Anthropic, Microsoft, Maxar, Dedrone, Distributed Spectrum، وCode Metal.
• فئات الهاكاثون شملت المدن الذكية، ألعاب الحرب، تحليل الأنماط البحرية، الأمن السيبراني لنشر تطبيقات الذكاء الاصطناعي، تحديد المواقع بتردد الراديو، الأمن القومي العام، وهاك نظام تبريد.

كان للقسم الرئيسي من الهاكاثون جوائز تضمنت $3,000 ووحدات Starlink للمركز الأول، $2,000 للمركز الثاني، و$1,000 للمركز الثالث. لكن كان هناك جائزة خاصة مخفية لتحدي التبريد بقيمة $5,000.

شارك فريقنا في كل من تحديي المدن الذكية وهاك نظام تبريد. كانت شبكة الحارس (SF) مشاركتنا في فئة المدن الذكية. حصلنا على جائزة خاصة بقيمة $5,000 وذِكر شرفي عن عملنا التقني في تحدي التبريد، وتلقى حلنا في فئة المدن الذكية تعليقات قوية من الحكام والزملاء على حد سواء.

اعترف الحكام والزملاء بشبكة الحارس (SF) كرد فعال على مشكلة مهمة في إدارة الطوارئ، ممدحين إبداعها ونهجها العملي، وحقيقة أنها تجنبت ببساطة استخدام تقنيات النماذج اللغوية الكبيرة كحل شامل. على الرغم من أن مشروع المدن الذكية لم يفز بمركز من المراكز الثلاثة الأولى بسبب ضيق الوقت الناتج عن تقسيم الموارد بين تحديين، أُعجب الحكام بإمكاناته وأهميته. كان فخرًا لنا أن نتلقى هذا الاعتراف إلى جانب فوزنا في تحدي هاك نظام تبريد.

اعثر على مزيد من التفاصيل والتأملات في منشورنا على لينكدإن وتَفقد معرض الصور من الهاكاثون هنا.

مصادر بيانات GPS

من أجل العثور على المسارات والخرائط في منطقة خليج سان فرانسيسكو، احتجنا إلى بيانات طرق دقيقة وشاملة. جربنا مبدئيًا كل من واجهة برمجة تطبيقات خرائط Google وواجهة Mapbox للحصول على هذه البيانات. ومع ذلك، منعتنا قيود الترخيص والقيود الوظيفية من الحصول على أو استخدام الرسم البياني الخاص بالتوجيه بطريقة تتوافق مع أهدافنا في الهاكاثون. بسبب هذه القيود، استخدمنا مجموعات بيانات جغرافية مفتوحة خام. حصلنا على هذه البيانات الجغرافية الخام من مصدرين مفتوحي المصدر:

• شوارع منطقة خليج سان فرانسيسكو (بوابة بيانات MTC المفتوحة)
• استكشاف شوارع منطقة خليج سان فرانسيسكو

تمثل المعالم الخطية الطرق لمنطقة خليج سان فرانسيسكو. تم تجميع مجموعة المعالم باستخدام جميع ملفات shapefile لـ TIGER/Line لعام 2021 الخاصة بالمقاطعات بواسطة لجنة المواصلات الحضرية (MTC/ABAG). تتضمن مجموعة البيانات جميع الطرق الرئيسية والثانوية والمحلية وطرق الأرياف، وشوارع المدن، ومسارات المركبات، والمنحدرات، وممرات الخدمة، والزقاق، والطرق الخاصة، ومسارات الدراجات، ومسارات الفروسية/الخيول، والممشى، ومسارات المشاة، والسلالم للمنطقة بأكملها.

• تحتوي مجموعة المعالم على مقاطع طرق فريدة لكل مقاطعة وتتضمن حالات يكون فيها امتداد طريق واحد له تسميات متعددة (على سبيل المثال، طريق سريع بين الولايات يُسمى برقمها والاسم المحلي).
• الطرق الرئيسية هي طرق سريعة كبيرة مقسمة، بينما الطرق الثانوية هي الشرايين الرئيسية في المنطقة.
• تتضمن مجموعة البيانات أعمدة سمات لتحديد نوع الطريق والاختصاص القضائي والمزيد، مما يدعم التوجيه المرن وتحليل البيانات.

يمكنك قراءة المزيد عن الترخيص وتفاصيل البيانات على مصدر مجموعة بيانات MTC.

كيفية التشغيل

1. انسخ هذا المستودع وانتقل إلى داخله.

2. قم بإعداد ملف .env.local الخاص بك. ارجع إلى ملف env.local.example لتتعرف على متغيرات البيئة التي تحتاجها. لاحظ أنك ستحتاج إلى مفتاح MapBox API لواجهة الخريطة والجيوكودينج، ومفتاح TextBelt API للتنبيهات عبر الرسائل القصيرة (عرض توضيحي فقط)، بالإضافة إلى رقم هاتف لإرسال الرسائل أثناء العرض التوضيحي.

3. بعد إنشاء ملف .env.local الخاص بك، يمكنك البدء في إعداد جميع خدمات GuardianGrid، والتي تشمل:

   • الواجهة الأمامية: واجهة التطبيق الأمامية.
   • الخلفية: خلفية التطبيق، بما في ذلك منطق إيجاد المسارات على الخريطة.

4. لإعداد خدمة الواجهة الأمامية، تأكد من تثبيت Yarn ثم شغّل:

   yarn install
   

5. لإعداد خدمة الخلفية، قم بما يلي:

   # go into this directory
   cd ./src/backend
   
   # set up a python environment
   python3 -m venv env
   
   # activate the python environment
   source env/bin/activate
   
   # install dependencies
   pip3 install -r requirements.txt
   
   # deactivate python environment
   deactivate
   
   # return to the project's root directory
   cd -
   

6. بعد إعداد كل شيء، الخطوة النهائية هي تشغيل التطبيق. ستحتاج إلى نافذتي طرفية منفصلتين أو علامتي تبويب، المشار إليهما باسم الطرفية #1 و الطرفية #2.

7. في الطرفية #1، ابدأ خدمة الخلفية:

   # go into the backend service directory
   cd ./src/backend
   
   # activate the python environment
   source env/bin/activate
   
   # run the backend
   bash ./run.sh
   

8. في الطرفية #2، ابدأ خدمة الواجهة الأمامية:

   yarn dev
   

9. بعد تشغيل كل شيء، افتح متصفحك واذهب إلى: http://localhost:3000/

10. عند الانتهاء، أغلق الطرفية #1 و الطرفية #2.