Guardian Grid SF

Over

Guardian Grid (SF) is een slim nood-evacuatiehulpmiddel voor de stad dat gemeenschappen helpt snel en veilig te reageren tijdens grote rampen. Het systeem stelt stadsbeheerders of noodfunctionarissen in staat gevarenzones te markeren, zoals gebieden die door natuurrampen zijn getroffen, en veilige zones rechtstreeks op een interactieve kaart te definiëren. Geavanceerde algoritmen voor padvinding worden vervolgens gebruikt om de veiligste evacuatieroutes voor bewoners te genereren en te communiceren, waarbij rekening wordt gehouden met de huidige gevaren.

Wanneer een noodsituatie zich voordoet, kunnen functionarissen gevaarlijke en veilige gebieden bijwerken en onmiddellijk waarschuwingen naar de telefoons van bewoners sturen via sms. Elke persoon ontvangt een link naar een webportaal, dat hun huidige locatie gebruikt om een gevarenbewuste route naar veiligheid te tonen en directe aanwijzingen biedt met Google Maps. Naarmate situaties veranderen, worden routes in realtime herberekend en worden nieuwe waarschuwingen verzonden om iedereen op de hoogte en veilig te houden. Bekijk de demo hier:

In de huidige demonstratiecode worden waarschuwingen via sms verzonden naar één telefoonnummer voor demo- en testdoeleinden. In een echte implementatie zou Guardian Grid SF echter integreren met het Wireless Emergency Alerts (WEA)-systeem om evacuatiewaarschuwingen uit te zenden naar alle mensen in de getroffen stad of regio.

Hoewel de huidige focus op het San Francisco Bay Area ligt, is onze visie om Guardian Grid uit te breiden naar andere grote steden over de hele wereld. Ons doel is om een robuust systeem te bieden voor gecoördineerde en datagestuurde evacuaties, zodat elke stad haar mensen kan beschermen, congestie kan minimaliseren en snel kan reageren terwijl noodsituaties zich ontvouwen.

Team Aspen

Guardian Grid werd ontwikkeld door Team Aspen tijdens de National Security Hackathon. Ons team bestond uit:

Wij zijn dankbaar voor de begeleiding en ondersteuning van onze mentoren en organisatoren, waaronder Elliott Wolf, Adam Papa en Ray Del Vecchio.

Onze hackathonreis

Het hackathonweekend van 26-27 april 2025 bracht een onverwachte maar krachtige samenwerking samen. Mijn goede vriend Dylan Eck en ik reisden respectievelijk vanuit Colorado en Missouri om deel te nemen aan de 2e National Security Hackathon van Cerebral Valley in San Francisco. Bij de aftrap van het evenement ontmoetten we Christina Huang en Ioana Munteanu, en Team Aspen was geboren.

LinkedIn-bericht

Ioana's LinkedIn-bericht waarin onze hackathonervaring wordt uitgelicht

De hackathon presenteerde twee verschillende uitdagingen. De primaire track was een op een project gebaseerde competitie met traditionele plaatsingsprijzen, terwijl een speciale uitdaging deelnemers uitnodigde om ethisch Code Metal’s koelsystemen te hacken. Gezien de uiteenlopende expertise van ons team, vooral Dylan’s achtergrond in zowel software- als werktuigbouwkunde, maakten we de strategische beslissing om beide uitdagingen binnen het tijdsbestek van 24 uur aan te pakken.

Deze ambitieuze aanpak leidde tot twee belangrijke resultaten:

  1. Guardian Grid (SF) - Ons belangrijkste hackathonproject richtte zich op nood-evacuatie:

  2. Code Metal-uitdaging - We behaalden de meest succesvolle penetratietest van hun koelsystemen, wat leidde tot onze overwinning van de speciale prijs van $5.000. Hoewel deze oplossing vertrouwelijk blijft, toonde zij de technische diepgang van ons team op zowel software- als thermodynamische systemen.

Hoewel Guardian Grid geen top-drie-klassering behaalde in de hoofdwedstrijd, herkenden de juryleden de potentiële impact en de innovatieve aanpak ervan. De scope van het project was ambitieus, en doordat we onze focus tussen twee uitdagingen verdeelden, konden we niet alle beoogde functies binnen de tijdsbeperking implementeren. Desondanks bevestigde de feedback van de jury de betekenis van onze oplossing voor het aanpakken van stedelijk noodbeheer.

De hackathon bleek een transformerende ervaring te zijn. Naast de technische prestaties en het prijzengeld bevorderde het nieuwe vriendschappen en demonstreerde het de kracht van uiteenlopende vaardigheden die onder druk samenkomen. Na persoonlijke uitdagingen te hebben doorgemaakt in eind 2024 en begin 2025, was dit succes bijzonder betekenisvol en verkwikkend.

Team Aspen tijdens de hackathon
Werken aan Guardian Grid Hackathonpresentatie

Hackathon-gegevens

Guardian Grid (SF) werd gebouwd tijdens de 2e jaarlijkse National Security Hackathon (26-27 april 2025), georganiseerd door Cerebral Valley en Shield Capital in samenwerking met Stanford DEFCON. Het evenement bracht technologen en ingenieurs samen om oplossingen te bouwen voor nationale veiligheidsprobleemstellingen die waren samengesteld door belanghebbenden uit het Amerikaanse leger, met begeleiding van mentoren uit de overheid, het leger en start-ups.

  • Het weekend omvatte een carrièrebeurs voor defensietechnologie en teambuilding aan de Stanford University, gevolgd door 24 uur hacken in San Francisco.
  • Sponsors en ondersteuners waren onder meer Shield Capital, In-Q-Tel, NATO Innovation Fund, Vannevar Labs, Scale AI, Groq, Windsurf, Anthropic, Microsoft, Maxar, Dedrone, Distributed Spectrum en Code Metal.
  • Hackathoncategorieën omvatten Slimme Steden, Oorlogsspelen, Maritieme Patroonanalyse, Cyberbeveiliging voor AI-implementaties, Navigatie met radiofrequentie, Algemene Nationale Veiligheid en Hack een Koelsysteem.

Het hoofdgedeelte van de hackathon had prijzen waaronder $3.000 en Starlink-eenheden voor de eerste plaats, $2.000 voor de tweede plaats en $1.000 voor de derde plaats. Maar er was een speciale, verborgen prijs voor een koeluitdaging met een prijs van $5.000.

Ons team deed mee aan zowel de uitdagingen Slimme Steden als Hack een Koelsysteem. Guardian Grid (SF) was onze inzending voor Slimme Steden. We verdienden een Speciale Prijs van $5.000 en een Eervolle Vermelding voor ons technische werk in de koeluitdaging, en onze oplossing voor Slimme Steden kreeg sterke feedback van zowel juryleden als mede-deelnemers.

Juryleden en mede-deelnemers erkenden Guardian Grid (SF) als een impactvolle reactie op een aanzienlijk probleem in noodbeheer, en prezen de creativiteit, praktische aanpak en het feit dat het niet simpelweg LLM-technologie gebruikte als allesomvattende oplossing. Hoewel ons Slimme-Steden-project door tijdsbeperkingen als gevolg van het verdelen van middelen over twee uitdagingen geen top-drie-prijs won, waren de juryleden onder de indruk van het potentieel en de relevantie ervan. Ons team was vereerd deze erkenning te ontvangen naast het winnen van de Hack een Koelsysteem-uitdaging.

Vind meer details en reflecties in onze LinkedIn-bericht en bekijk de fotogalerij van de hackathon hier.

GPS-bronnen

Voor onze padvinding en mapping in het San Francisco Bay Area hadden we nauwkeurige en uitgebreide weggegevens nodig. We experimenteerden aanvankelijk met zowel de Google Maps API als de API van Mapbox om deze gegevens op te halen. Hun licentiebeperkingen en functionele beperkingen verhinderden ons echter om de onderliggende routeringsgraaf op een manier te verkrijgen of te gebruiken die aansloot bij onze hackathon-doelen. Vanwege deze beperkingen gebruikten we open ruwe geografische datasets. We verkregen deze ruwe geografische gegevens via deze twee open-sourcebronnen:

Lineaire kenmerken vertegenwoordigen wegen voor de San Francisco Bay-regio. De kenmerkenset is samengesteld met behulp van alle op county gebaseerde 2021 TIGER/Line-shapefiles door de Metropolitan Transportation Commission (MTC/ABAG). De dataset omvat alle primaire, secundaire, lokale buurt- en landelijke wegen, stadsstraten, voertuigpaden, op- en afritten, servicewegen, steegjes, privéwegen, fietspaden, ruiter-/paardpaden, wandelpaden, voetgangerspaden en trappen voor de hele regio.

  • De kenmerkenset bevat unieke wegsegmenten voor elke county en omvat gevallen waarin een enkele weglengte meerdere aanduidingen heeft (bijv. een interstate die zowel met zijn nummer als lokale naam wordt genoemd).
  • Primaire wegen zijn belangrijke gescheiden snelwegen, terwijl secundaire wegen de belangrijkste verkeersaders in de regio zijn.
  • De dataset bevat attribuutkolommen voor het identificeren van wegtype, jurisdictie en meer, wat flexibele routering en data-analyse ondersteunt.

Je kunt meer lezen over de licentie- en datadetails bij de bron van de MTC-dataset.

Hoe uit te voeren

  1. Kloon deze repository en navigeer ernaartoe.

  2. Stel je .env.local-bestand in. Raadpleeg het bestand env.local.example om te zien welke omgevingsvariabelen je nodig hebt. Houd er rekening mee dat je een MapBox API-sleutel nodig hebt voor de kaart-UI en geocodering, een TextBelt API-sleutel voor SMS-waarschuwingen (alleen demo), evenals een telefoonnummer voor tekstberichten tijdens de demo.

  3. Nadat je je .env.local-bestand hebt gemaakt, kun je beginnen met het instellen van alle services van GuardianGrid, waaronder:

    • frontend: De frontend-interface van de app.
    • backend: De backend van de app, inclusief logica voor padvinding op de kaart.

  4. Om de frontend-service in te stellen, zorg ervoor dat je Yarn hebt geïnstalleerd en voer uit:

    yarn install

  5. Om de backend-service in te stellen, doe je het volgende:

    # ga naar deze map
cd ./src/backend

# stel een python-omgeving in
python3 -m venv env

# activeer de python-omgeving
source env/bin/activate

# installeer afhankelijkheden
pip3 install -r requirements.txt

# deactiveer de python-omgeving
deactivate

# keer terug naar de hoofdmap van het project
cd -

  6. Met alles ingesteld is de laatste stap het uitvoeren van de app. Je hebt twee aparte terminalvensters of tabbladen nodig, aangeduid als Terminal #1 en Terminal #2.

  7. Start in Terminal #1 de backend-service:

    # ga naar de map van de backend-service
cd ./src/backend

# activeer de python-omgeving
source env/bin/activate

# voer de backend uit
bash ./run.sh

  8. Start in Terminal #2 de frontend-service:

    yarn dev

  9. Open, met alles draaiend, je browser en ga naar: http://localhost:3000/

  10. Sluit, wanneer je klaar bent, Terminal #1 en Terminal #2.