近日，上海理工大學管理學院、智慧應急管理學院師生聚焦 “復雜網(wǎng)絡結構對功能的影響” 這一核心科學問題，以同步網(wǎng)絡維度特征主導相變規(guī)律的系統(tǒng)理論為基礎，分別在信息網(wǎng)絡謠言傳播調控、能源網(wǎng)絡定價機制優(yōu)化兩大應用場景實現(xiàn)突破，構建起 “基礎理論引領 + 雙場景應用落地” 的研究體系。相關研究成果分別以“高階網(wǎng)絡中的自適應謠言傳播與活躍感染機制”（Adaptive rumor propagation and activity contagion in higher-order networks）為題發(fā)表于《通訊?物理》（Communications Physics）上、以“日前與實時定價機制雙層模型的強化學習方法“（Bi-level day-ahead and real-time hybrid pricing model and its reinforcement learning method） 為題發(fā)表于《能源》（Energy）上、以 “耦合D維拓撲Kuramoto模型中的高階單純形同步“（Higher-order simplicial synchronization in coupled D-dimensional topological Kuramoto model）為題發(fā)表于《物理評論研究》（Physical Review Research）上。三篇論文的第一作者均為管理學院博士生，第一單位均為上海理工大學。

基礎理論：同步網(wǎng)絡維度特征主導相變規(guī)律

作為支撐復雜網(wǎng)絡結構-功能研究的核心理論基礎，第一作者為系統(tǒng)科學博士生王降圣、通訊作者為系統(tǒng)科學博導顧長貴教授的研究工作，首次將高階單純復形結構與高維 Kuramoto 動力學相結合，提出 D 維拓撲 Kuramoto 模型，系統(tǒng)揭示了網(wǎng)絡高階結構維度對同步相變的主導作用。

研究發(fā)現(xiàn)，奇數(shù)維網(wǎng)絡呈現(xiàn)雙不連續(xù)同步躍遷，偶數(shù)維網(wǎng)絡表現(xiàn)為單階躍相變，且 D>2 時鏈路層面 3D 模型因無法投影到相鄰維度單純形而難以同步。該理論成果為各類復雜網(wǎng)絡的動態(tài)行為分析提供了統(tǒng)一框架，為后續(xù)信息傳播、能源調度等應用場景的機制設計與優(yōu)化提供了核心理論依據(jù)。

復雜網(wǎng)絡上的高維Kuramoto模型示意圖

應用場景一：信息網(wǎng)絡高階結構調控傳播動態(tài)

基于同步網(wǎng)絡相變規(guī)律的理論支撐，第一作者為管理科學與工程博士生董雅芳、第一通訊作者為管理科學與工程博導霍良安教授的研究工作，將高階網(wǎng)絡結構理論應用于謠言傳播研究，突破傳統(tǒng)兩兩節(jié)點交互建模局限，構建融合傳播動力學與活躍性感染機制的自適應演化模型。

研究聚焦二單純形結構的群體互動特征，明確高階互動與活躍性感染機制對謠言傳播的雙重調控作用—既可能加速擴散，也可通過調控個體行為活躍性實現(xiàn)精準抑制。該應用成果將基礎理論中的網(wǎng)絡結構-動態(tài)行為關聯(lián)規(guī)律，轉化為復雜社會系統(tǒng)輿情治理的實操方案，為謠言預測與干預提供了關鍵技術支撐。

高階網(wǎng)絡中的謠言傳播示意圖

應用場景二：能源網(wǎng)絡結構適配優(yōu)化定價功能

依托復雜網(wǎng)絡同步與相變的核心理論，第一作者為系統(tǒng)科學博士生何友蒙、通訊作者為系統(tǒng)科學博導顧春華教授和高巖教授的研究工作，針對新能源并網(wǎng)帶來的電網(wǎng)不確定性問題，將網(wǎng)絡結構適配原理應用于能源系統(tǒng)定價機制設計，構建多層級博弈交互模型。

研究突破傳統(tǒng)單一尺度優(yōu)化局限，將電網(wǎng)供需網(wǎng)絡結構與實時、日前雙時間尺度定價機制相結合，通過強化學習算法實現(xiàn)網(wǎng)絡結構與定價功能的自適應匹配。該應用成果成功將基礎理論中的多維度協(xié)調規(guī)律，轉化為提升電網(wǎng)運行效率、促進新能源消納的具體方案，為復雜電力市場調度與穩(wěn)定性控制提供了重要實踐參考。

智能電網(wǎng)運行示意圖

以上系列成果構建了 “基礎理論創(chuàng)新—應用場景落地”的完整研究鏈條，集中體現(xiàn)了上海理工大學管理學院在復雜系統(tǒng)建模、網(wǎng)絡科學與人工智能等交叉領域的持續(xù)創(chuàng)新能力，是學院 “研教融合、以研育優(yōu)” 培養(yǎng)模式的生動實踐。未來，學院將繼續(xù)為研究生搭建高水平科研創(chuàng)新平臺，推動復雜網(wǎng)絡理論向更多行業(yè)場景延伸，為能源數(shù)字化轉型、網(wǎng)絡空間治理現(xiàn)代化等領域提供更多原創(chuàng)性解決方案，助力相關行業(yè)高質量發(fā)展。