1.一种受限水域船舶避碰决策支持方法,其特征在于,包括:在确定目标船舶存在碰撞风险的情况下,基于受限水域特性、船舶操纵性及避碰原则确定所述目标船舶的避碰空间;基于差异创新搜索算法在所述避碰空间中进行初始种群生成,并对初始种群位置进行轨迹预测,得到初始种群位置对应的适应度;基于麻雀搜索算法多次更新所述初始种群位置,直至更新后的初始种群位置对应的适应度大于预设的适应度阈值,或者迭代次数大于预设的最大迭代次数;基于时序更新权重因子,调节发现者位置,将更新后的初始种群位置的轨迹预测结果作为所述目标船舶的避碰路径;初始种群位置对应的适应度是基于对初始种群位置进行轨迹预测得到的轨迹集得到的;差异创新搜索算法在所述避碰空间中生成的初始种群基于以下公式计算:其中, 表示第 个候选解第 个位置的元素,随机生成的上界和下界分别为 和 , 表示区间 上的均匀分布, 表示避碰决策问题在 维空间的下界, 表示避碰决策问题在 维空间的上界;初始种群位置对应的适应度基于以下公式计算:其中, 表示适应度, 表示距离系数, 表示时间系数, 与 之和为1, 表示第 个避让轨迹点与通道边界之间的距离, 表示第 个避让轨迹点与其他船只之间的最小纵向距离, 表示通道宽度的一半, 表示最长规避时间, 表示最短规避时间;所述对初始种群位置进行轨迹预测,包括:进行船舶轨迹运动、船舶航向以及船舶速度预测;船舶速度预测基于以下公式进行:其中, 表示船舶速度, 表示船舶速度的一阶导数, 表示船头角度的一阶导数, 表示方向舵角度, 表示螺旋桨转速, 和 表示推力系数, 、 和 表示阻力系数。
2.根据权利要求1所述的受限水域船舶避碰决策支持方法,其特征在于,船舶轨迹运动预测基于以下公式进行:其中, 表示船头角度, 表示船头角度的一阶导数, 表示船头角度的二阶导数, 和 表示Nomoto模型的参数, 为 的非线性函数, 表示方向舵角度。
3.根据权利要求1所述的受限水域船舶避碰决策支持方法,其特征在于,船舶航向预测基于以下公式进行:其中, 表示 时刻的船舶航向, 表示 时刻的系统偏差, 表示比例系数, 表示积分系数, 表示微分系数, 表示受限水域约束系数。
4.一种受限水域船舶避碰决策支持装置,其特征在于,包括:确定模块,用于在确定目标船舶存在碰撞风险的情况下,基于受限水域特性、船舶操纵性及避碰原则确定所述目标船舶的避碰空间;预测模块,基于差异创新搜索算法在所述避碰空间中进行初始种群生成,并对初始种群位置进行轨迹预测,得到初始种群位置对应的适应度;更新模块,用于基于麻雀搜索算法多次更新所述初始种群位置,直至更新后的初始种群位置对应的适应度大于预设的适应度阈值,或者迭代次数大于预设的最大迭代次数;应用模块,基于时序更新权重因子,调节发现者位置,用于将更新后的初始种群位置的轨迹预测结果作为所述目标船舶的避碰路径;初始种群位置对应的适应度是基于对初始种群位置进行轨迹预测得到的轨迹集得到的;差异创新搜索算法在所述避碰空间中生成的初始种群基于以下公式计算:其中, 表示第 个候选解第 个位置的元素,随机生成的上界和下界分别为 和 , 表示区间 上的均匀分布, 表示避碰决策问题在 维空间的下界, 表示避碰决策问题在 维空间的上界;初始种群位置对应的适应度基于以下公式计算:其中, 表示适应度, 表示距离系数, 表示时间系数, 与 之和为1, 表示第 个避让轨迹点与通道边界之间的距离, 表示第 个避让轨迹点与其他船只之间的最小纵向距离, 表示通道宽度的一半, 表示最长规避时间, 表示最短规避时间;所述对初始种群位置进行轨迹预测,包括:进行船舶轨迹运动、船舶航向以及船舶速度预测;船舶速度预测基于以下公式进行:其中, 表示船舶速度, 表示船舶速度的一阶导数, 表示船头角度的一阶导数, 表示方向舵角度, 表示螺旋桨转速, 和 表示推力系数, 、 和 表示阻力系数。
5.一种电子设备,其特征在于,包括存储器和处理器,及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,处理器执行程序时,实现根据权利要求1至3任一项所述的受限水域船舶避碰决策支持方法。
6.一种计算机可读存储介质,其特征在于,其上存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至3任一项所述的受限水域船舶避碰决策支持方法。