1.一种船舶冲突预警方法，其特征在于包括如下几个步骤：

①通过海面雷达获得船舶的实时和历史位置信息，各船舶的位置信息为离散二维位置序列x′＝[x1′，x2′，...，xn′]和y′＝[y1′，y2′，...，yn′]，通过应用小波变换理论对原始离散二维位置序列x′＝[x1′，x2′，...，xn′]和y′＝[y1′，y2′，...，yn′]进行初步处理，从而获取船舶的去噪离散二维位置序列x＝[x1，x2，...，xn]和y＝[y1，y2，...，yn]；

②在每一采样时刻对船舶轨迹数据预处理，依据所获取的船舶原始离散二维位置序列x＝[x1，x2，...，xn]和y＝[y1，y2，...，yn]，采用一阶差分方法对其进行处理获取新的船舶离散位置序列Δx＝[Δx1，Δx2，...，Δxn-1]和Δy＝[Δy1，Δy2，...，Δyn-1]，其中Δxi＝xi+1-xi，Δyi＝yi+1-yi(i＝1，2，...，n-1)；

③在每一采样时刻对船舶轨迹数据聚类，对处理后新的船舶离散二维位置序列Δx和Δy，通过设定聚类个数M′，采用遗传聚类算法分别对其进行聚类；

④在每一采样时刻对船舶轨迹数据利用隐马尔科夫模型进行参数训练，通过将处理后的船舶运行轨迹数据Δx和Δy视为隐马尔科夫过程的显观测值，通过设定隐状态数目N和参数更新时段τ′，依据最近的T′个位置观测值并采用B-W算法滚动获取最新隐马尔科夫模型参数λ′；

⑤在每一采样时刻依据隐马尔科夫模型参数，采用Viterbi算法获取当前时刻观测值所对应的隐状态q；

⑥在每一采样时刻，通过设定预测时域W，基于船舶当前时刻的隐状态q，获取未来时段船舶的位置预测值O，从而在每一采样时刻滚动推测到未来时段内船舶的轨迹；

⑦在每一采样时刻，基于各船舶的运行状态和设定的船舶在海域内运行时需满足的安全规则集，当船舶间有可能出现违反安全规则的状况时，对其动态行为实施监控并为海上交通控制中心提供及时的告警信息。

2.根据权利要求1所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤①中，通过应用小波变换理论对原始离散二维位置序列x′＝[x1′，x2′，...，xn′]和y′＝[y1′，y2′，...，yn′]进行初步处理，从而获取船舶的去噪离散二维位置序列x＝[x1，x2，...，xn]和y＝[y1，y2，...，yn]：对于给定的原始二维序列数据x′＝[x1′，x2′，...，xn′]，利用如下形式的线性表达式分别对其进行近似：其中：

J

ψJ，K(x′)＝δ·ψ(2x′-K)

f′(x′)表示对数据平滑处理后得到的函数表达式，ψ(x′)表示母波，δ、J和K均为小波变换常数，ψJ，K(x′)表示母波的转换形式，cJ，K表示由小波变换过程得到的函数系数，它体现了子波ψJ，K(x′)对整个函数近似的权重大小，若此系数很小，那么它意味着子波ψJ，K(x′)的权重也较小，因而可以在不影响函数主要特性的前提下，从函数近似过程中将子波ψJ，K(x′)除去；在实际数据处理过程中，通过设定阈值χ来实施“阈值转换”，当cJ，K＜χ时，设定cJ，K＝0；阈值函数的选取采用如下两种方式：和

对于y′＝[y1′，y2′，...，yn′]，也采用上述方法进行去噪处理。

3.根据权利要求1或2所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤④中确定航迹隐马尔科夫模型参数λ′＝(π，A，B)的过程如下：

4.1)变量赋初值：应用均匀分布给变量πi，aij和bj(ok)赋初值 和 并使其满足约束条件： (1≤i≤N)和 (1≤j≤N)，由此得到λ0＝(π0，A0，B0)，其中ok表示某一显观测值，π0、A0和B0分别是由元素 和 构成的矩阵，令参数l＝0，o＝(ot-T′+1，...，ot-1，ot)为当前时刻t之前的T′个历史位置观测值；

4.2)执行E-M算法：

4.2.1)E-步骤：由λl计算ξe(i，j)和γe(si)；

变量 那么

其中s表示某一隐状态；

4.2.2)M-步骤：运用 分别估计πi，

aij和bj(ok)并由此得到λl+1；

4.2.3)循环：l＝l+1，重复执行E-步骤和M-步骤，直至πi、aij和bj(ok)收敛，即其中参数ε＝0.00001，返回步骤4.2.4)；

4.2.4)：令λ′＝λl+1，算法结束。

4.根据权利要求1至3之一所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤⑤中确定船舶航迹最佳隐状态序列的迭代过程如下：

5.1)变量赋初值：令g＝2，βT′(si)＝1(si∈S)，δ1(si)＝πibi(o1)，ψ1(si)＝0，其中，其中变量ψg(sj)表示使变量δg-1(si)aij取最大值的船舶航迹隐状态si，参数S表示隐状态的集合；

5.2)递推过程：

5.3)时刻更新：令g＝g+1，若g≤T′，返回步骤5.2)，否则迭代终止并转到步骤

5.4)；

5.4) 转到步骤5.5)；

5.5)最优隐状态序列获取：

5.5.1)变量赋初值：令g＝T′-1；

5.5.2)后向递推：

5.5.3)时刻更新：令g＝g-1，若g≥1，返回步骤5.5.2)，否则终止。

5.根据权利要求1至4之一所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤③中，聚类个数M′的值为4。

6.根据权利要求1至5之一所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤④中，状态数目N的值为3，参数更新时段τ′为30秒，T′为10。

7.根据权利要求1至6之一所述的船舶冲突预警方法，其特征在于：所述步骤⑥中，预测时域W为300秒。

8.根据权利要求1至7之一所述的航海交通管制方法，其特征在于：所述步骤⑦中对各船舶的动态行为实施监控并为海上交通控制中心提供及时的告警信息的具体过程如下：

7.1)构造船舶在海域内运行时需满足的安全规则集Dmr(t)≥Dmin，其中Dmr(t)表示任意两个船舶m和船舶r在t时刻的距离，Dmin表示船舶间的最小安全距离；

7.2)依据采样时间，建立由船舶连续运行状态至离散采样状态的观测器Λ：Γ→Ξ，其中Γ表示船舶的连续运行状态，Ξ表示船舶的离散采样状态；

7.3)当船舶m和r的观测器Λm和Λr的离散观测数值Ξm和Ξr在t时刻表明该向量不在安全规则集中时，即关系式Dmr(t)≥Dmin不成立时，立刻向海上交通控制中心发出告警信息。