风场是最常见的自然现象，与人们生产生活和军事活动密切相关，比如飞机尾流、风切变等复杂风场是40%以上重大航空灾难的主导因素，被称为空中“隐形杀手”，航母舰载机起降更是因复杂风场等影响被喻为“刀尖上的舞蹈”。风场的复杂性在于它受到地势地貌、气象条件等多种因素综合影响，在时空分布上具有多尺度、混沌的动力学特性，且其与飞行器气动特性耦合严重，导致复杂风场的航空危害辨识困难。国际现有危害检测标准往往针对不同的风场类型（如风切变、湍流、飞机尾流等）、地理位置和气象条件定制，这就像是设计不同的尺子去量不同的物体，有效性和通用性受限，亦容易顾此失彼。如何找到一把刻度精密的尺子来统一衡量复杂风场的航空危害，是航空安全保障领域长期面临的挑战。针对这一问题，国防科技大学电子科学学院李健兵教授团队首创了一种基于可解释半监督聚类的低空风场航空危害综合评估方法，为提高航空安全保障水平提供了基础理论支撑。团队从风场空间非均匀性引发航空危害这一本质出发，结合风场物理先验知识和概率模型，提出了一种可解释半监督聚类的航空危害风场综合评估方法，在大量雷达探测数据和极少量标签数据的情况下，发现了低空风场航空危害的通用高维特征，首次实现了多种类型危害风场的高置信识别和量化评估。

基于可解释半监督聚类的低空风场航空危害综合评估方法示意图

研究成果以“可解释半监督聚类网络能够实现复杂风场航空危害统一识别与评估（Interpretable semi-supervised clustering enables universal detection and intensity assessment of diverse aviation hazardous winds）”为题，发表于国际权威期刊《自然-通讯》，论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-51597-y。国防科技大学电子科学学院为论文第一单位，电子科学学院博士生高航为论文第一作者，李健兵教授为论文唯一通讯作者，研究得到了国家自然科学基金重点项目等资助。

作者 | 王俊杰 高航编辑 | 罗雅岚