Guardian Grid SF

Kuhusu

Guardian Grid (SF) ni chombo cha kuinua wakazi wakati wa dharura cha mji mahiri kinachosaidia jamii kujibu kwa haraka na kwa usalama wakati wa majanga makubwa. Mfumo unamruhusu msimamizi wa mji au afisa wa dharura kuashiria maeneo hatarishi, kama maeneo yaliyoathiriwa na majanga ya asili, na kufafanua maeneo salama moja kwa moja kwenye ramani inayoweza kuingiliana. Algorithimu za juu za kutafuta njia zina tumika kisha kuzalisha na kuwasilisha njia salama za kukimbia kwa wakazi, zikiwa zinachukua hatari za sasa kuwa kwa kuzingatia.

Wakati dharura inapotokea, maafisa wanaweza kusasisha maeneo hatarishi na salama na mara moja kutuma tahadhari kwa simu za wakazi kupitia ujumbe wa maandishi. Kila mtu anapokea kiungo cha tovuti ya wavuti, ambayo hutumia eneo lao la sasa kuonyesha njia inayochukua tahadhari za hatari kuelekea usalama na kutoa maelekezo ya papo kwa papo na Google Maps. Wakati hali zinavyobadilika, njia zinahesabiwa upya kwa wakati halisi, na tahadhari mpya zimetumwa ili kuwajulisha wote na kuwahifadhi salama. Tazama demo hapa:

Katika msimbo wa maonyesho wa sasa, tahadhari hutumwa kupitia SMS kwa nambari moja ya simu kwa madhumuni ya demo na upimaji. Hata hivyo, katika utekelezaji wa kweli Guardian Grid SF ingeunganishwa na Mfumo wa Matangazo ya Dharura Isiyo ya waya (WEA) ili kutangaza tahadhari za kukimbia kwa watu wote katika mji au eneo lililoathiriwa.

Wakati mtazamo wa sasa ni kwa Eneo la Ghuba ya San Francisco, maono yetu ni kupanua Guardian Grid kwa miji mingine mikubwa duniani kote. Lengo letu ni kutoa mfumo thabiti kwa ajili ya uokoaji ulioratibiwa na unaotegemea data ili kila mji uweze kulinda watu wake, kupunguza msongamano, na kujibu kwa haraka wakati dharura zinapotokea.

Timu Aspen

Guardian Grid ilitengenezwa na Timu Aspen kwenye Hackathon ya Usalama wa Kitaifa. Timu yetu ilijumuisha:

Ioana Munteanu - Mhandisi wa Programu
Christina Huang - Mhandisi wa Programu
Mehmet Yilmaz - Mhandisi wa Programu
Dylan Eck - Mhandisi wa Programu na Mitambo

Tunashukuru kwa mwongozo na msaada kutoka kwa wasaidizi na waandaaji wetu, wakiwemo Elliott Wolf, Adam Papa, na Ray Del Vecchio.

Safari Yetu ya Hackathon

Wikiendi ya hackathon ya Aprili 26-27, 2025 ilileta ushirikiano usiotarajiwa lakini wenye nguvu. Rafiki yangu wa karibu Dylan Eck na mimi tulisafiri kutoka Colorado na Missouri mtawaliwa kushiriki katika Hackathon ya Pili ya Usalama wa Kitaifa ya Cerebral Valley huko San Francisco. Wakati wa uzinduzi wa tukio, tulikutana na Christina Huang na Ioana Munteanu, na Timu Aspen ikazaliwa.

Chapisho la Ioana kwenye LinkedIn likionyesha uzoefu wetu wa hackathon

Hackathon ilitoa changamoto mbili tofauti. Njia kuu ilikuwa mashindano ya mradi wenye zawadi za kawaida za nafasi, wakati changamoto maalum iliwalika washiriki kukhaki kwa maadili mfumo wa kupoeza wa Code Metal. Kutokana na utaalamu tofauti wa timu yetu, hasa uzoefu wa Dylan katika uhandisi wa programu na uhandisi wa mitambo, tulichukua uamuzi wa kimkakati kushughulikia changamoto zote mbili ndani ya muda wa masaa 24.

Mbinu hii yenye matumaini ilisababisha matokeo mawili makubwa:

Guardian Grid (SF) - Mradi wetu mkuu wa hackathon ulilenga kukimbia kwa dharura:
- Video ya Demo
- Hazina ya GitHub
Changamoto ya Code Metal - Tulipata jaribio la uingiaji lenye mafanikio zaidi la mifumo yao ya kupoeza, likileta ushindi wetu wa tuzo maalum ya $5,000. Ingawa suluhisho hili linabaki siri, lilionyesha kina cha kiufundi cha timu yetu katika uhandisi wa programu na mifumo ya thermodynamics.

Ingawa Guardian Grid haikuweza kupata nafasi ya juu tatu katika mashindano makuu, majaji yalitambua uwezekano wa athari yake na mbinu bunifu. Wigo wa mradi ulikuwa mkubwa, na kugawanya umakini wetu kati ya changamoto mbili kulimaanisha hatukuweza kutekeleza vipengele vyote tulivyotarajia ndani ya ukomo wa muda. Hata hivyo, maoni ya majaji yalithibitisha umuhimu wa suluhisho letu katika kushughulikia usimamizi wa dharura za miji.

Hackathon ilithibitisha kuwa uzoefu wa mabadiliko. Zaidi ya mafanikio ya kiufundi na zawadi za pesa, ilibadilisha urafiki mpya na kuonyesha nguvu ya ujuzi mchanganyiko kuja pamoja chini ya shinikizo. Baada ya kukabili changamoto za kibinafsi mwishoni mwa 2024 na mwanzoni mwa 2025, mafanikio haya yalikuwa ya maana sana na kuleta hamasa upya.

Maelezo ya Hackathon

Guardian Grid (SF) ilijengwa katika Hackathon ya Pili ya Mwaka ya Usalama wa Kitaifa (Aprili 26-27, 2025), iliyoratibiwa na Cerebral Valley na Shield Capital kwa ushirikiano na Stanford DEFCON. Tukio lilileta pamoja wataalamu wa teknolojia na wahandisi kujenga suluhisho kwa taarifa za matatizo ya usalama wa kitaifa zilizochaguliwa na wadau wa kijeshi wa Marekani, kwa mwongozo kutoka kwa washauri wa serikali, jeshi, na startups.

Wikiendi ilijumuisha maonyesho ya kazi za teknolojia za ulinzi na ujenzi wa timu katika Chuo Kikuu cha Stanford, ikifuatiwa na masaa 24 ya hacking huko San Francisco.
Wadhamini na wafuasi walijumuisha Shield Capital, In-Q-Tel, NATO Innovation Fund, Vannevar Labs, Scale AI, Groq, Windsurf, Anthropic, Microsoft, Maxar, Dedrone, Distributed Spectrum, na Code Metal.
Aina za hackathon zilijumuisha Miji Mahiri, Michezo ya Vita, Uchambuzi wa Mifumo ya Baharini, Usalama wa Mtandao kwa Utekelezaji wa AI, Uongozaji wa Masafa ya Redio, Usalama wa Kitaifa kwa Jumla, na Hack Mfumo wa Ubaridi.

Sehemu kuu ya hackathon ilikuwa na zawadi ambazo zilijumuisha $3,000 na vifaa vya Starlink kwa nafasi ya kwanza, $2,000 kwa nafasi ya pili, na $1,000 kwa nafasi ya tatu. Lakini kulikuwa na tuzo maalum, iliyofichwa, kwa changamoto ya ubaridi yenye zawadi ya $5,000.

Timu yetu ilishiriki katika changamoto za Miji Mahiri na Hack Mfumo wa Ubaridi. Guardian Grid (SF) ilikuwa entry yetu ya Miji Mahiri. Tulipata Tuzo Maalum ya $5,000 na Taja ya Heshima kwa kazi yetu ya kiufundi katika changamoto ya ubaridi, na suluhisho letu la Miji Mahiri lilipokea maoni chanya kutoka kwa majaji na wenzao.

Majaji na wenzao walitambua Guardian Grid (SF) kama jibu lenye athari kwa tatizo kubwa katika usimamizi wa dharura, wakisifu ubunifu wake, mbinu ya vitendo, na ukweli kwamba iliepuka kutumia tu teknolojia za LLM kama suluhisho la kila kitu. Ingawa mradi wetu wa Miji Mahiri haukuibuka na tuzo ya nafasi ya juu kutokana na ukosefu wa muda iliyoletwa na kugawanya rasilimali kati ya changamoto mbili, majaji walishangazwa na uwezo wake na umuhimu. Timu yetu iliheshimiwa kupokea utambuzi huu pamoja na kushinda changamoto ya Hack Mfumo wa Ubaridi.

Pata maelezo zaidi na tafakari katika chapisho letu la LinkedIn na angalia jukwaa la picha kutoka hackathon hapa.

Vyanzo vya Data za GPS

Kwa ajili ya kutafuta njia na uchoraji ramani katika Eneo la Ghuba ya San Francisco, tulihitaji data ya barabara sahihi na kamili. Awali tulijaribu kutumia API za Google Maps na API za Mapbox kupata data hii. Hata hivyo, vikwazo vya leseni na mipaka ya utendaji vilituzuia kupata au kutumia grafu ya kupanga njia iliyopo kwa njia iliyolingana na malengo yetu ya hackathon. Kutokana na vikwazo hivi, tulitumia seti za data za kijiografia za wazi. Tulipata data hii ya kijiografia ghafi kupitia vyanzo viwili vya msimbo wazi:

Vipengele vya mstari vinaonyesha barabara kwa Mkoa wa Ghuba ya San Francisco. Seti ya vipengele ilikusanywa kwa kutumia faili za umbo (shapefiles) za 2021 za TIGER/Line zilizo za kila kaunti na Metropolitan Transportation Commission (MTC/ABAG). Mkusanyiko wa data unajumuisha barabara zote kuu, za sekondari, barabara za mtaa za ndani, na za vijijini, mitaa ya miji, njia za magari, rampu, barabara za huduma, vijembe, barabara binafsi, njia za baiskeli, njia za farasi, njia za kutembea, nyayo za watembea kwa miguu, na ngazi kwa mkoa mzima.

Seti ya vipengele ina sehemu za barabara za kipekee kwa kila kaunti na inajumuisha kesi ambapo kipande kimoja cha barabara kina uteuzi mwingi (mfano, barabara ya kitaifa inayotajwa kwa nambari yake na pia kwa jina la eneo).
Barabara kuu ni njia kuu zilizogawanywa, wakati barabara za sekondari ni mishipa kuu katika mkoa.
Mkusanyiko wa data unajumuisha safu za sifa kwa ajili ya kutambua aina ya barabara, mamlaka, na zaidi, zikisaidia upangaji wa njia unaobadilika na uchambuzi wa data.

Unaweza kusoma zaidi kuhusu leseni na maelezo ya data kwenye Chanzo cha dataset cha MTC.

Jinsi ya Kuendesha

Klonia (clone) hazina hii na uingie ndani yake.
Sanidi faili yako .env.local. Rejea faili env.local.example ili ujifunze ni vigezo vya mazingira unavyohitaji. Kumbuka kwamba utahitaji Ufunguo wa API wa MapBox kwa UI ya ramani na geocoding, Ufunguo wa API wa TextBelt kwa arifa za SMS (kwenye onyesho tu), pamoja na nambari ya simu kwa kutuma ujumbe wakati wa onyesho.
Baada ya kuunda faili yako .env.local, unaweza kuanza kusanidi huduma zote za GuardianGrid, ambazo ni pamoja na:
- kiolesura cha mbele: Kiolesura cha mbele cha programu.
- seva ya nyuma: Seva ya nyuma ya programu, ikijumuisha mantiki ya kupata njia za ramani.
Ili kusanidi huduma ya kiolesura cha mbele, hakikisha umeweka Yarn na endesha:
```
yarn install
```

Ili kusanidi huduma ya seva ya nyuma, fanya yafuatayo:

# 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 -

Mara zote zimewekwa, hatua ya mwisho ni kuendesha programu. Utahitaji dirisha au kichupo cha terminal mbili tofauti, zitakazoitwa Terminali #1 na Terminali #2.

Katika Terminali #1, anzisha huduma ya seva ya nyuma:

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

# activate the python environment
source env/bin/activate

# run the backend
bash ./run.sh

Katika Terminali #2, anzisha huduma ya kiolesura cha mbele:
```
yarn dev
```
Mara yote ikiendesha, fungua kivinjari chako na nenda kwa: http://localhost:3000/
Utakapomaliza, funga Terminali #1 na Terminali #2.