一种提供实时数据的高科技 浮标 ，可在帮助南非管理其沿海水域方面发挥关键作用。该浮标还可部署于该国水域之外。
该浮标通过三维计算机模拟技术进行虚拟设计与测试，与目前全部依赖进口的浮力系统相比，将采用本地采购的组件。
这款沿海观测设备是一种紧凑型模块化数据采集 浮标 ，专为海上多种商业和科学应用而定制。
自浮标数百年前首次出现以来，其发展取得了显著进步。虽然某些类型的浮动标记物可能早在13世纪之前就已存在，但有记载的首个 浮标 曾在《La Compasso de Navigare》中被提及，时间为 1296年。该浮标位于瓜达尔基维尔河，为接近西班牙塞维利亚的航海者提供帮助。
南非研发的浮标使用户能够通过无线遥测，从安装在平台上并由平台供电的各类传感器获取实时数据。它所提供的信息有助于更好地了解沿海环境。例如，当 赤潮 即将袭向西海岸时，它可发出预警。赤潮期间，海水会对某些海洋动物产生毒性。
南非沿海地区还面临非法 捕捞问题，估计每年使该行业损失约40亿兰特（R4 billion）。该设备还可监测沿海的非法活动。
打破常规
在海洋学工程行业（由政府部门、港口和港湾组成）中，超过90%的设备依赖海外采购。
本地制造的海洋学设备极少，所有浮力系统均需进口。
该项目将打破这一局面，确保海事行业的本地企业能够采用量身定制的产品以降低成本。该解决方案使其拥有更多选择，以便在海上采集更多数据。
开辟新领域
浮标沿南非 海岸线各处部署。工业界和政府将其用于海洋学与大气数据采样。所收集的数据对恶劣天气预报、灾害管理、海洋学研究和海岸管理至关重要。
目前，在维护设备时，技术人员必须将整个浮标从海中取出。这意味着在维护期间无法采集关键数据。
为解决这一问题，浮标功能得到增强，以简化操作流程。这使得信息更容易从海上传输至数据中心。
原型机的演进
最初的系统体积庞大，其操作流程需要高技能团队。经过改进，研发出一种新型紧凑模块化系统。
通过多次部署、维护和回收作业，人们列出了新设计的若干可能改进方案。在此基础上，研发出一种紧凑模块化系统。
模块化设计便于维护和维修，因为各模块尺寸易于操作，必要时可直接更换为维修模块。
该系统是为一个本地浮标网络开发的，该网络需要一种经过优化的新系统，以扩大覆盖范围，覆盖南非更多海岸线。
该平台允许用户采集沿海水域的数据，并将其传输至陆基服务器。
该系统现可根据需要进行定制，用途涵盖海洋学数据采集、气象数据采集和监视系统。
该控制系统采用冗余设计。任一部件发生故障时，其他部件均可接替运行。这使系统停机时间和数据丢失降至最低。
下一步是什么？
我们已通过在 False Bay 测试原型机（位于西开普省），成功完成概念验证。
该系统表现非常出色，使我们能够识别可改进操作流程的潜在设计优化方案。
设计已得到改进，最终原型机目前正处于制造阶段，即将进行测试。
相关计划正在推进，拟于2016年先在南非实现该浮标的商业化生产，然后再推广至非洲大陆其他地区。
本文与 The Conversation合作发表。发表并不意味着世界经济论坛认可其中观点。
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作者：Dirk Muller 是开普半岛理工大学的研究员兼机械工程师。
图片：一群梭子鱼在海中游动。REUTERS/David Loh.
