Guardian Grid SF

О проекте

Guardian Grid (SF) — это инструмент экстренной эвакуации для умного города, который помогает сообществам быстро и безопасно реагировать во время крупных катастроф. Система позволяет городским администраторам или экстренным службам отмечать опасные зоны, такие как районы, пострадавшие от природных катастроф, и определять безопасные зоны непосредственно на интерактивной карте. Затем используются продвинутые алгоритмы поиска маршрутов для генерации и передачи самых безопасных маршрутов эвакуации для жителей, учитывая текущие опасности.

Когда происходит чрезвычайная ситуация, официальные лица могут обновлять опасные и безопасные зоны и немедленно отправлять оповещения на телефоны жителей через текстовые сообщения. Каждый человек получает ссылку на веб-портал, который использует их текущее местоположение для отображения маршрута к безопасности с учетом опасностей и предоставляет мгновенные указания с помощью Google Maps. По мере изменения ситуации маршруты пересчитываются в реальном времени, и новые оповещения отправляются, чтобы держать всех в курсе и в безопасности. Посмотрите демонстрацию здесь:

В текущем демонстрационном коде оповещения отправляются по SMS на один номер телефона для демонстрационных и тестовых целей. Однако в реальной развертке Guardian Grid SF будет интегрироваться с системой Беспроводных экстренных оповещений (WEA), чтобы транслировать оповещения об эвакуации всем людям в затронутом городе или регионе.

Хотя в настоящее время внимание сосредоточено на районе залива Сан-Франциско, наша цель — расширить Guardian Grid на другие крупные города по всему миру. Наша задача — предоставить надежную систему для координированных и основанных на данных эвакуаций, чтобы каждый город мог защитить своих людей, минимизировать заторы и быстро реагировать на возникающие чрезвычайные ситуации.

Команда Aspen

Guardian Grid был разработан командой Aspen на Национальном хакатоне по безопасности. Наша команда состояла из:

• Иоана Мунтяну - Программист
• Кристина Хуанг - Программист
• Мехмет Йылмаз - Программист
• Дилан Эк - Инженер-программист и механик

Мы благодарны за руководство и поддержку наших наставников и организаторов, включая Эллиота Вольфа, Адама Папу и Рея Дель Веккьо.

Наш путь на хакатоне

Хакатон, прошедший в выходные 26-27 апреля 2025 года, объединил неожиданное, но мощное сотрудничество. Мой близкий друг Дилан Эк и я приехали из Колорадо и Миссури соответственно, чтобы участвовать во втором Национальном хакатоне по безопасности в Сан-Франциско. На открытии мероприятия мы встретили Кристину Хуанг и Иоану Мунтяну, и команда Aspen была создана.

Хакатон представил две различные задачи. Основная трасса была проектным соревнованием с традиционными призами, в то время как специальный вызов пригласил участников этично взломать системы охлаждения Code Metal. Учитывая разнообразный опыт нашей команды, особенно опыт Дилана в области программного и механического инжиниринга, мы приняли стратегическое решение решить обе задачи в течение 24 часов.

Этот амбициозный подход привел к двум значительным результатам:

1. Guardian Grid (SF) - Наш основной проект на хакатоне, сосредоточенный на экстренной эвакуации:

   • Демонстрационное видео
   • Репозиторий на GitHub

2. Вызов Code Metal - Мы достигли самого успешного теста на проникновение в их системы охлаждения, что привело к нашей победе в специальном призе в размере $5,000. Хотя это решение остается конфиденциальным, оно продемонстрировало техническую глубину нашей команды как в программном обеспечении, так и в термодинамических системах.

Хотя Guardian Grid не занял место в тройке лучших в основном соревновании, судьи признали его потенциальное влияние и инновационный подход. Объем проекта был амбициозным, и разделение нашего внимания между двумя задачами означало, что мы не смогли реализовать все задуманное в рамках временных ограничений. Тем не менее, отзывы судей подтвердили значимость нашего решения в области управления городскими чрезвычайными ситуациями.

Хакатон оказался трансформирующим опытом. Помимо технических достижений и призовых денег, он способствовал новым дружеским отношениям и продемонстрировал силу разнообразных навыков, объединяющихся под давлением. После личных трудностей в конце 2024 и начале 2025 года этот успех был особенно значимым и вдохновляющим.

Детали хакатона

Guardian Grid (SF) был создан на втором ежегодном Национальном хакатоне по безопасности (26-27 апреля 2025 года), организованном Cerebral Valley и Shield Capital в партнерстве с Stanford DEFCON. Мероприятие объединило технологов и инженеров для создания решений по проблемам национальной безопасности, сформулированным заинтересованными сторонами из армии США, с поддержкой наставников из правительства, армии и стартапов.

• В выходные прошла ярмарка вакансий в области оборонных технологий и командообразование в Стэнфордском университете, за которым последовали 24 часа хакерства в Сан-Франциско.
• Спонсоры и поддержка включали Shield Capital, In-Q-Tel, NATO Innovation Fund, Vannevar Labs, Scale AI, Groq, Windsurf, Anthropic, Microsoft, Maxar, Dedrone, Distributed Spectrum и Code Metal.
• Категории хакатона включали Умные города, Военные игры, Анализ морских паттернов, Кибербезопасность для развертывания ИИ, Радионавигация, Общая национальная безопасность и Взлом системы охлаждения.

Основная часть хакатона имела призы, которые включали $3,000 и устройства Starlink за первое место, $2,000 за второе место и $1,000 за третье место. Но был специальный, скрытый приз за вызов по охлаждению с призом в $5,000.

Наша команда участвовала в вызовах Умные города и Взлом системы охлаждения. Guardian Grid (SF) был нашим участием в Умных городах. Мы получили специальный приз в размере $5,000 и Почетное упоминание за нашу техническую работу в вызове по охлаждению, а наше решение для Умных городов получило положительные отзывы как от судей, так и от коллег.

Судьи и коллеги признали Guardian Grid (SF) как значимый ответ на серьезную проблему в управлении чрезвычайными ситуациями, похвалив его креативность, практический подход и тот факт, что он избежал простого использования технологий LLM в качестве универсального решения. Хотя наш проект Умные города не выиграл приз в тройке лучших из-за временных ограничений, связанных с разделением ресурсов между двумя задачами, судьи были впечатлены его потенциалом и актуальностью. Наша команда была удостоена этой награды вместе с победой в вызове Взлом системы охлаждения.

Найдите больше деталей и размышлений в нашем посте в LinkedIn и посмотрите фотоальбом с хакатона здесь.

Источники данных GPS

Для нашего поиска маршрутов и картографирования в районе залива Сан-Франциско нам нужны были точные и полные данные о дорогах. Сначала мы экспериментировали как с API Google Maps, так и с API Mapbox для получения этих данных. Однако их лицензионные ограничения и функциональные ограничения не позволили нам получить или использовать базовую графовую структуру маршрутов таким образом, который соответствовал бы нашим целям на хакатоне. Из-за этих ограничений мы использовали открытые сырые географические наборы данных. Мы получили эти сырые географические данные через два открытых источника:

• Дороги региона залива Сан-Франциско (Портал открытых данных MTC)
• Изучите дороги региона залива Сан-Франциско

Линейные объекты представляют собой дороги для региона залива Сан-Франциско. Набор объектов был собран с использованием всех основанных на округах файлов формата TIGER/Line 2021 года, предоставленных Метрополитеном Транспортной Комиссией (MTC/ABAG). Набор данных включает все основные, второстепенные, местные и сельские дороги, городские улицы, автомобильные тропы, съезды, служебные проезды, переулки, частные дороги, велосипедные дорожки, конные тропы, пешеходные дорожки и лестницы для всего региона.

• Набор объектов содержит уникальные сегменты дорог для каждого округа и включает случаи, когда один и тот же участок дороги имеет несколько обозначений (например, межштатная дорога, называемая по номеру и местному названию).
• Основные дороги — это крупные разделенные автомагистрали, в то время как второстепенные дороги — это главные артерии региона.
• Набор данных включает атрибутные столбцы для идентификации типа дороги, юрисдикции и других параметров, поддерживая гибкую маршрутизацию и анализ данных.

Вы можете узнать больше о лицензировании и деталях данных на источнике набора данных MTC.

Как запустить

1. Клонируйте этот репозиторий и перейдите в него.

2. Настройте ваш файл .env.local. Обратитесь к файлу env.local.example, чтобы узнать, какие переменные окружения вам нужны. Обратите внимание, что вам потребуется ключ API MapBox для интерфейса карты и геокодирования, ключ API TextBelt для SMS-уведомлений (только демонстрация), а также номер телефона для отправки сообщений во время демонстрации.

3. После создания файла .env.local вы можете начать настройку всех сервисов GuardianGrid, которые включают:

   • frontend: Интерфейс приложения.
   • backend: Бэкенд приложения, включая логику поиска маршрутов на карте.

4. Чтобы настроить сервис frontend, убедитесь, что у вас установлен Yarn, и выполните:

   yarn install
   

5. Чтобы настроить сервис backend, выполните следующее:

   # перейдите в этот каталог
   cd ./src/backend
   
   # настройте окружение python
   python3 -m venv env
   
   # активируйте окружение python
   source env/bin/activate
   
   # установите зависимости
   pip3 install -r requirements.txt
   
   # деактивируйте окружение python
   deactivate
   
   # вернитесь в корневой каталог проекта
   cd -
   

6. После настройки всего, последний шаг — запустить приложение. Вам понадобятся два отдельных окна или вкладки терминала, которые будут называться Терминал #1 и Терминал #2.

7. В Терминале #1 запустите сервис backend:

   # перейдите в каталог сервиса backend
   cd ./src/backend
   
   # активируйте окружение python
   source env/bin/activate
   
   # запустите бэкенд
   bash ./run.sh
   

8. В Терминале #2 запустите сервис frontend:

   yarn dev
   

9. Когда все запущено, откройте ваш браузер и перейдите по адресу: http://localhost:3000/

10. Когда закончите, закройте Терминал #1 и Терминал #2.