Guardian Grid SF

Tentang

Guardian Grid (SF) adalah alat evakuasi darurat kota pintar yang membantu komunitas merespons dengan cepat dan aman selama bencana besar. Sistem ini memungkinkan administrator kota atau pejabat darurat untuk menandai zona bahaya, seperti area yang terkena dampak bencana alam, dan menentukan zona aman langsung pada peta interaktif. Algoritma pencarian jalur canggih kemudian digunakan untuk menghasilkan dan mengkomunikasikan rute evakuasi yang paling aman bagi penduduk, dengan mempertimbangkan bahaya yang sedang berlangsung.

Ketika terjadi keadaan darurat, pejabat dapat memperbarui area bahaya dan area aman serta segera mengirim peringatan ke ponsel penduduk melalui pesan teks. Setiap orang menerima tautan ke portal web, yang menggunakan lokasi mereka saat ini untuk menampilkan rute yang sadar bahaya menuju tempat yang aman dan memberikan petunjuk instan dengan Google Maps. Saat situasi berkembang, rute dihitung ulang secara real time, dan peringatan baru dikirim untuk menjaga semua orang tetap diperbarui dan aman. Lihat demo di sini:

Dalam kode demonstrasi saat ini, peringatan dikirim melalui SMS ke satu nomor telepon untuk tujuan demo dan pengujian. Namun, dalam penerapan nyata Guardian Grid SF akan terintegrasi dengan sistem Wireless Emergency Alerts (WEA) untuk menyiarkan peringatan evakuasi kepada semua orang di kota atau wilayah yang terkena dampak.

Meskipun fokus saat ini adalah pada Wilayah Teluk San Francisco, visi kami adalah untuk memperluas Guardian Grid ke kota-kota besar lainnya di seluruh dunia. Tujuan kami adalah menyediakan sistem yang kuat untuk evakuasi terkoordinasi dan berbasis data sehingga setiap kota dapat melindungi warganya, meminimalkan kemacetan, dan merespons dengan cepat saat keadaan darurat berlangsung.

Tim Aspen

Guardian Grid dikembangkan oleh Tim Aspen di National Security Hackathon. Tim kami terdiri dari:

Ioana Munteanu - Insinyur Perangkat Lunak
Christina Huang - Insinyur Perangkat Lunak
Mehmet Yilmaz - Insinyur Perangkat Lunak
Dylan Eck - Insinyur Perangkat Lunak & Mekanik

Kami berterima kasih atas panduan dan dukungan dari mentor dan penyelenggara kami, termasuk Elliott Wolf, Adam Papa, dan Ray Del Vecchio.

Perjalanan Hackathon Kami

Akhir pekan hackathon pada 26-27 April 2025 menghadirkan kolaborasi yang tak terduga tetapi kuat. Sahabat dekat saya Dylan Eck dan saya melakukan perjalanan masing-masing dari Colorado dan Missouri untuk berpartisipasi dalam Hackathon Keamanan Nasional ke-2 yang diselenggarakan oleh Cerebral Valley di San Francisco. Pada pembukaan acara, kami bertemu Christina Huang dan Ioana Munteanu, dan Terbentuklah Tim Aspen.

Postingan LinkedIn Ioana yang menyoroti pengalaman hackathon kami

Hackathon menghadirkan dua tantangan yang berbeda. Jalur utama adalah kompetisi berbasis proyek dengan hadiah penempatan tradisional, sementara tantangan khusus mengundang peserta untuk secara etis membobol sistem pendinginan Code Metal. Mengingat keahlian beragam tim kami, terutama latar belakang Dylan dalam rekayasa perangkat lunak dan mekanik, kami mengambil keputusan strategis untuk menangani kedua tantangan dalam rentang waktu 24 jam.

Pendekatan ambisius ini menghasilkan dua hasil signifikan:

Guardian Grid (SF) - Proyek utama hackathon kami yang berfokus pada evakuasi darurat:
- Video Demo
- Repositori GitHub
Tantangan Code Metal - Kami mencapai uji penetrasi paling sukses pada sistem pendinginan mereka, menghasilkan kemenangan hadiah khusus sebesar $5.000. Meskipun solusi ini tetap bersifat rahasia, hal itu menunjukkan kedalaman teknis tim kami dalam perangkat lunak dan sistem termodinamika.

Meskipun Guardian Grid tidak memperoleh posisi tiga besar di kompetisi utama, para juri mengakui potensi dampak dan pendekatan inovatifnya. Cakupan proyek ini ambisius, dan membagi fokus kami antara dua tantangan berarti kami tidak dapat mengimplementasikan semua fitur yang kami bayangkan dalam batas waktu. Namun demikian, umpan balik dari juri memvalidasi signifikansi solusi kami dalam menangani manajemen darurat perkotaan.

Hackathon terbukti menjadi pengalaman yang transformatif. Di luar pencapaian teknis dan hadiah uang, acara ini memupuk persahabatan baru dan menunjukkan kekuatan kumpulan keterampilan yang beragam yang bekerja sama di bawah tekanan. Setelah menghadapi tantangan pribadi pada akhir 2024 dan awal 2025, keberhasilan ini terasa sangat berarti dan menyegarkan semangat.

Detail Hackathon

Guardian Grid (SF) dibangun pada Hackathon Keamanan Nasional tahunan ke-2 (26-27 April 2025), yang diselenggarakan oleh Cerebral Valley dan Shield Capital bekerja sama dengan Stanford DEFCON. Acara ini mengumpulkan teknolog dan insinyur untuk membangun solusi bagi pernyataan masalah keamanan nasional yang disusun oleh pemangku kepentingan militer AS, dengan bimbingan dari mentor pemerintah, militer, dan startup.

Akhir pekan termasuk pameran karier teknologi pertahanan dan pembentukan tim di Universitas Stanford, diikuti oleh 24 jam hacking di San Francisco.
Sponsor dan pendukung termasuk Shield Capital, In-Q-Tel, NATO Innovation Fund, Vannevar Labs, Scale AI, Groq, Windsurf, Anthropic, Microsoft, Maxar, Dedrone, Distributed Spectrum, dan Code Metal.
Kategori hackathon termasuk Kota Pintar, Permainan Perang, Analisis Pola Maritim, Keamanan Siber untuk Penerapan AI, Navigasi Frekuensi Radio, Keamanan Nasional Umum, dan Hack Sistem Pendinginan.

Bagian utama hackathon memiliki hadiah termasuk $3.000 dan unit Starlink untuk tempat pertama, $2.000 untuk tempat kedua, dan $1.000 untuk tempat ketiga. Tetapi ada hadiah khusus yang tersembunyi untuk tantangan pendinginan dengan hadiah $5.000.

Tim kami mengikuti kedua tantangan Kota Pintar dan Hack Sistem Pendinginan. Guardian Grid (SF) adalah entri Kota Pintar kami. Kami memenangkan Hadiah Khusus $5.000 dan Mention Terhormat untuk pekerjaan teknis kami dalam tantangan pendinginan, dan solusi Kota Pintar kami menerima umpan balik kuat dari juri dan rekan sejawat.

Para juri dan rekan mengakui Guardian Grid (SF) sebagai respons berdampak terhadap masalah signifikan dalam manajemen darurat, memuji kreativitasnya, pendekatan praktisnya, dan fakta bahwa proyek ini menghindari penggunaan teknologi LLM sebagai solusi serba bisa. Meskipun proyek Kota Pintar kami tidak memenangkan hadiah tiga besar karena keterbatasan waktu akibat membagi sumber daya antara dua tantangan, para juri terkesan oleh potensi dan relevansinya. Tim kami merasa terhormat menerima pengakuan ini bersama dengan kemenangan dalam tantangan Hack Sistem Pendinginan.

Temukan detail dan refleksi lebih lanjut di posting LinkedIn kami dan lihat galeri foto dari hackathon di sini.

Sumber Data GPS

Untuk pencarian jalur dan pemetaan kami di Wilayah Teluk San Francisco, kami membutuhkan data jalan yang presisi dan komprehensif. Awalnya kami bereksperimen dengan API Google Maps dan API Mapbox untuk mengambil data ini. Namun, pembatasan lisensi dan keterbatasan fungsional mereka mencegah kami memperoleh atau menggunakan graf perutean dasar dengan cara yang sesuai dengan tujuan hackathon kami. Karena kendala ini, kami menggunakan dataset geografis mentah sumber terbuka. Kami memperoleh data geografis mentah ini melalui dua sumber sumber terbuka berikut:

Fitur linier mewakili jalan untuk Wilayah Teluk San Francisco. Set fitur disusun menggunakan semua shapefile TIGER/Line berbasis kabupaten 2021 oleh Metropolitan Transportation Commission (MTC/ABAG). Dataset ini mencakup semua jalan primer, sekunder, lingkungan lokal, dan jalan pedesaan, jalan kota, jalur kendaraan, ramp, jalur layanan, lorong, jalan pribadi, jalur sepeda, jalur kuda/penunggang, trotoar, jalur pejalan kaki, dan tangga untuk seluruh wilayah.

Set fitur berisi segmen jalan unik untuk setiap kabupaten dan mencakup kasus di mana satu ruas jalan memiliki beberapa penamaan (mis. sebuah jalan antarnegara bagian disebut dengan nomornya dan nama lokal).
Jalan primer adalah jalan raya terbagi utama, sedangkan jalan sekunder adalah arteri utama di wilayah tersebut.
Dataset ini menyertakan kolom atribut untuk mengidentifikasi tipe jalan, yurisdiksi, dan lain-lain, mendukung pembuatan rute yang fleksibel dan analisis data.

Anda dapat membaca lebih lanjut tentang lisensi dan detail data di sumber dataset MTC.

Cara Menjalankan

Clone repositori ini dan masuk ke dalamnya.
Siapkan file .env.local Anda. Lihat file env.local.example untuk mengetahui variabel lingkungan yang diperlukan. Perlu dicatat bahwa Anda akan memerlukan kunci API MapBox untuk UI peta dan geocoding, kunci API TextBelt untuk peringatan SMS (hanya demo), serta nomor telepon untuk pengiriman SMS selama demo.
Setelah Anda membuat file .env.local, Anda dapat mulai menyiapkan semua layanan GuardianGrid, yang meliputi:
- frontend: Antarmuka depan aplikasi.
- backend: Backend aplikasi, termasuk logika penentuan jalur peta.
Untuk menyiapkan layanan frontend, pastikan Anda telah menginstal Yarn dan jalankan:
```
yarn install
```

Untuk menyiapkan layanan backend, lakukan hal berikut:

# 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 -

Setelah semuanya disiapkan, langkah terakhir adalah menjalankan aplikasi. Anda akan membutuhkan dua jendela atau tab terminal terpisah, yang disebut sebagai Terminal #1 dan Terminal #2.

Di Terminal #1, jalankan layanan backend:

# go into the backend service directory
cd ./src/backend

# activate the python environment
source env/bin/activate

# run the backend
bash ./run.sh

Di Terminal #2, jalankan layanan frontend:
```
yarn dev
```
Dengan semuanya berjalan, buka peramban Anda dan buka: http://localhost:3000/
Saat selesai, tutup Terminal #1 dan Terminal #2.