شبكة الحارس

حول

Guardian Grid (SF) هي أداة إخلاء طارئة للمدينة الذكية تساعد المجتمعات على الاستجابة بسرعة وأمان أثناء الكوارث الكبيرة. يتيح النظام لمسؤولي المدينة أو المسؤولين الطارئين وضع علامات على مناطق الخطر، مثل المناطق المتأثرة بالكوارث الطبيعية، وتحديد مناطق آمنة مباشرة على خريطة تفاعلية. ثم تُستخدم خوارزميات البحث المتقدمة لتوليد وتواصل أنسب طرق الإخلاء للسكان، مع مراعاة المخاطر الحالية.

عند حدوث طارئ، يمكن للمسؤولين تحديث مناطق الخطر والآمنة وإرسال تنبيهات فورية إلى هواتف السكان عبر الرسائل النصية. يتلقى كل شخص رابطًا إلى بوابة ويب، تستخدم موقعه الحالي لعرض مسار آمن إلى مكان السلامة وتوفر إرشادات فورية باستخدام Google Maps. مع تطور الأوضاع، تُعاد حساب الطرق في الوقت الفعلي، وتُرسل تنبيهات جديدة لإبقاء الجميع محدثين وآمنين. تحقق من العرض التوضيحي هنا:

في كود العرض الحالي، تُرسل التنبيهات عبر الرسائل القصيرة إلى رقم هاتف واحد لأغراض العرض والاختبار. ومع ذلك، في نشر حقيقي، سيتكامل Guardian Grid SF مع نظام Wireless Emergency Alerts (WEA) لبث تنبيهات الإخلاء إلى جميع الأشخاص في المدينة أو المنطقة المتأثرة.

بينما يتركز التركيز الحالي على منطقة خليج سان فرانسيسكو، فإن رؤيتنا هي توسيع شبكة الحارس إلى مدن كبرى أخرى حول العالم. هدفنا هو توفير نظام قوي للإخلاءات المنسقة والمعتمدة على البيانات بحيث يمكن لكل مدينة حماية سكانها، وتقليل الازدحام، والاستجابة بسرعة عندما تتكشف الطوارئ.

فريق أسبن

تم تطوير Guardian Grid بواسطة فريق أسبن في مسابقة الأمن القومي. تألف فريقنا من:

• Ioana Munteanu - مهندسة برمجيات
• Christina Huang - مهندسة برمجيات
• Mehmet Yilmaz - مهندس برمجيات
• Dylan Eck - مهندس برمجيات وميكانيكا

نحن ممتنون للإرشاد والدعم من مرشدينا ومنظمينا، بما في ذلك إيلوت واولف، آدم بابا، وراي ديل فيكيو.

رحلة الهاكاثون الخاصة بنا

جلب أسبوع الهاكاثون في 26-27 أبريل 2025 تعاونًا غير متوقع لكنه قوي. سافر صديقي المقرب Dylan Eck وأنا من كولورادو وميسوري على التوالي للمشاركة في الهاكاثون الثاني للأمن القومي من Cerebral Valley في سان فرانسيسكو. عند بدء الفعالية، التقينا بـ Christina Huang وIoana Munteanu، وُلد فريق أسبن.

قدّم الهاكاثون تحديين مميزين. كان المسار الأساسي مسابقة قائمة على المشروع مع جوائز تقليدية، بينما دعى تحدٍ خاص المشاركين إلى اختراق أنظمة تبريد Code Metal’s بأخلاقية. نظرًا لتنوع خبرات فريقنا، وخاصة خلفية Dylan في كل من البرمجيات والهندسة الميكانيكية، قررنا استهداف كلا التحديين ضمن الإطار الزمني البالغ 24 ساعة.

أدى هذا النهج الطموح إلى نتيجتين مهمتين:

1. Guardian Grid (SF) - مشروع الهاكاثون الرئيسي الذي يركز على الإخلاء الطارئ:

   • فيديو توضيحي
   • مستودع GitHub

2. تحدي Code Metal - حققنا أنجح اختبار اختراق لأنظمة تبريدهم، مما أدى إلى فوزنا بجائزة خاصة بقيمة 5,000 دولار. بينما يبقى هذا الحل سريًا، أظهر عمق فريقنا التقني في كل من البرمجيات والأنظمة الحرارية.

على الرغم من أن Guardian Grid لم يحصل على مركز ضمن الثلاثة الأوائل في المنافسة الرئيسية، فقد أدرك القضاة تأثيره المحتمل ونهجه المبتكر. كان نطاق المشروع طموحًا، وتقسيم تركيزنا بين تحديين يعني أننا لم نتمكن من تنفيذ جميع الميزات التي تصورناها ضمن القيود الزمنية. ومع ذلك، أكدت ملاحظات القضاة أهمية حلنا في معالجة إدارة الطوارئ الحضرية.

ثبت أن الهاكاثون تجربة تحويلية. إلى جانب الإنجازات التقنية والجوائز المالية، fostered صداقات جديدة وأظهر قوة مجموعات المهارات المتنوعة عندما تتحد تحت الضغط. بعد مواجهة تحديات شخصية في أواخر 2024 وبداية 2025، كان هذا النجاح ذا معنى خاص ومنعش.

تفاصيل الهاكاثون

تم بناء Guardian Grid (SF) في الهاكاثون الثاني السنوي National Security Hackathon (26-27 أبريل 2025)، الذي استضافته Cerebral Valley وShield Capital بالتعاون مع Stanford DEFCON. جمعت الفعالية تقنيين ومهندسين لبناء حلول لمشكلات الأمن القومي التي صاغها أصحاب المصلحة العسكريون الأمريكيون، مع إرشاد من مرشدين حكوميين وعسكريين وشركات ناشئة.

• شمل الأسبوع معرضًا للوظائف في مجال التكنولوجيا الدفاعية وبناء فرق في جامعة ستانفورد، تلاه 24 ساعة من الاختراق في سان فرانسيسكو.
• من بين الرعاة والداعمين: Shield Capital، In-Q-Tel، NATO Innovation Fund، Vannevar Labs، Scale AI، Groq، Windsurf، Anthropic، Microsoft، Maxar، Dedrone، Distributed Spectrum، وCode Metal.
• شملت فئات الهاكاثون المدن الذكية، ألعاب الحرب، تحليل الأنماط البحرية، الأمن السيبراني لتطبيقات الذكاء الاصطناعي، الملاحة بترددات الراديو، الأمن القومي العام، وتحدي اختراق نظام تبريد.

كان القسم الرئيسي للهاكاثون يحتوي على جوائز تشمل 3,000 دولار ووحدات Starlink للمركز الأول، 2,000 دولار للمركز الثاني، و1,000 دولار للمركز الثالث. لكن كان هناك جائزة خاصة مخفية لتحدي التبريد بقيمة 5,000 دولار.

شارك فريقنا في كل من تحدي المدن الذكية وتحدي Hack A Refrigeration System. كان Guardian Grid (SF) مشاركتنا في فئة المدن الذكية. حصلنا على جائزة خاصة بقيمة 5,000 دولار وإشارة شرفية لعملنا التقني في تحدي التبريد، وتلقى حلنا للمدن الذكية ردود فعل قوية من القضاة والزملاء على حد سواء.

اعترف القضاة والزملاء بـ Guardian Grid (SF) كاستجابة مؤثرة لمشكلة هامة في إدارة الطوارئ، مشيدين بإبداعه، نهجه العملي، وتجنبه الاعتماد الكلي على تقنية LLM كحل شامل. رغم أن مشروعنا للمدن الذكية لم يفز بجائزة ضمن الثلاثة الأوائل بسبب قيود الوقت الناتجة عن تقسيم الموارد بين تحديين، إلا أن القضاة أُعجبوا بإمكاناته وصلاحيته. كان شرفًا لفريقنا أن نتلقى هذا التقدير إلى جانب فوزنا بتحدي Hack A Refrigeration System.

اعثر على مزيد من التفاصيل والتأملات في منشور LinkedIn وتصفح معرض الصور من الهاكاثون هنا.

مصادر بيانات GPS

للبحث عن المسارات ورسم الخرائط في منطقة خليج سان فرانسيسكو، كنا بحاجة إلى بيانات طرق دقيقة وشاملة. جربنا في البداية كلًا من Google Maps API وMapbox API للحصول على هذه البيانات. ومع ذلك، منعتنا قيود الترخيص والقيود الوظيفية من الحصول على أو استخدام مخطط التوجيه الأساسي بطريقة تتماشى مع أهداف الهاكاثون. بسبب هذه القيود، استخدمنا مجموعات بيانات جغرافية مفتوحة المصدر. حصلنا على هذه البيانات الجغرافية الخام من المصدرين المفتوحين التاليين:

• San Francisco Bay Region Roadways (MTC Open Data Portal)
• Explore San Francisco Bay Region Roadways

Linear features represent roadways for the San Francisco Bay Region. The feature set was assembled using all county-based 2021 TIGER/Line shapefiles by the Metropolitan Transportation Commission (MTC/ABAG). The dataset includes all primary, secondary, local neighborhood, and rural roads, city streets, vehicular trails, ramps, service drives, alleys, private roads, bike paths, bridle/horse paths, walkways, pedestrian trails, and stairways for the entire region.

• The feature set contains unique road segments for each county and includes cases where a single stretch of road has multiple designations (e.g., an interstate being called by its number and local name).
• Primary roads are major divided highways, while secondary roads are main arteries in the region.
• The dataset includes attribute columns for identifying road type, jurisdiction, and more, supporting flexible routing and data analysis.

You can read more about the licensing and data details at the MTC dataset source.

How To Run

1. Clone this repository and navigate into it.

2. Set up your .env.local file. Refer to the env.local.example file to learn what environment variables you need. Note that you will need a MapBox API key for the map UI and geocoding, a TextBelt API key for SMS alerts (demo only), as well as a phone number for texting during the demo.

3. After you create your .env.local file, you can start setting up all of GuardianGrid’s services, which include:

   • frontend: The app’s frontend interface.
   • backend: The app’s backend, including map pathfinding logic.

4. To set up the frontend service, ensure you have Yarn installed and run:

   yarn install
   

5. To set up the backend service, do the following:

   # 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. With everything set up, the final step is to run the app. You’ll need two separate terminal windows or tabs, referred to as Terminal #1 and Terminal #2.

7. In Terminal #1, start the backend service:

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

8. In Terminal #2, start the frontend service:

   yarn dev
   

9. With everything running, open your browser and go to: http://localhost:3000/

10. When finished, close Terminal #1 and Terminal #2.