本报记者 牛伟坤
2026年1月,全世界计算机领域影响力最大的专业学术组织国际计算机协会(ACM)公布了2025年度新晋会士名单,全球71位学者入选。京东集团副总裁、京东科技首席数据科学家郑宇榜上有名。
这并不是郑宇第一次获得国际认可:他是人工智能领域顶尖刊物的首位中国大陆主编;是首个登上人工智能领域顶尖国际会议讲台的中国人,打破了欧美学者在该领域长达33年的“垄断”;连续两次获得时空数据领域最高奖项,开创了一人连续两次获此殊荣的先河……
荣誉背后,是郑宇在城市计算领域的独创性成就。他深耕大数据与人工智能技术,探索构建高效、智能的智慧城市体系,悄然掀起一场深刻的城市变革,为城市发展注入全新动能。
“我有幸见证了中国在智慧城市领域从跟随到崛起,再到创新引领的全过程。发生在我身上的故事,只是众多优秀科技创新工作者的一个缩影。”在首都产业一线科技人才走进高校系列宣讲中,郑宇满心自豪。
郑宇在展示讲解智慧城市系统。 受访者供图 半路出家,“弈”路攻坚
很多人可能想不到,郑宇不算是严格意义上的“科班出身”。
大学时,郑宇就读于西南交通大学机械学院,每个学期需要将大量的时间投入在画图上。大三时,他得知计算机学院开设了一个新的课题:通过设置相关参数,计算机系统能自动生成结构复杂的精细零件图纸。这也意味着,原来需要数天才能完成的工作可以被计算机轻松取代。
郑宇被高效的新工具迷住了。学业上的转轨发生得顺理成章。
其实,机械专业才是西南交大的传统优势学科,跟它比起来,计算机专业还比较冷门。但郑宇在编程过程中感受到的废寝忘食的投入感与突破难题的成就感,让他清晰找到了人生的方向。改行的选择做得毫不犹豫。
兴趣是最好的老师,也是最强的驱动力。
郑宇辗转联系上计算机学院的密码学专家何大可,毛遂自荐,打算在何老师的指导下完成本科毕业设计。
当时,何大可面向全校发布了以“智能棋具”为主题的本科毕业设计题目,“我计划让学生们组队完成,一部分人做硬件,一部分人做软件。结果郑宇一个人完成了全部项目。”如今,年过八旬的老先生把郑宇视为自己的得意门生,但当年,他对这个外系学生并没抱有多大期待。
这个题目实际是一个专利的样机开发。何大可的灵感来自现实痛点:国际象棋电视转播时,棋手出招后,棋谱往往会延时发送,影响观众的体验。智能棋具要解决的就是延时问题:棋手下棋的同时,电视转播系统可自动同步传输棋谱。
这样一个题目,对很多硕士生来说都是个不小的挑战,但中途转专业的本科生郑宇,有“蛮”劲、有“闯”劲,更有一股不服输的“韧”劲。一旦决定开始,他从未考虑过除成功之外的第二个可能。
动手设计电路板、焊接芯片、打磨制作棋子……除了从零自学编程,郑宇还一人身兼木工、油工、电工等多个角色,每一步探索都充满艰辛。
以小小的棋子为例,正常规格的棋子太轻,内置的传感器无法发挥作用;塞上硬币,重量增加了,但硬币的导电性会造成新的困扰。最终,郑宇自己动手,为棋子加上绝缘底座,打造了一款独一无二的棋子。
在还没有搜索引擎的年代,郑宇想要找的很多资料都查不到。图书馆的书翻遍了,不够,再跑到周边书店里找。“我敢说,学校周边3公里以内的书店里,所有相关书籍我都看过了。”那段时间,郑宇每去一个陌生的地方,最惦记的事情就是找书店,希望能发现对项目有用的新资料。
去电子市场拷贝的芯片说明书,是郑宇能拿到的为数不多的专业资料。说明书打印出来有40多页,他每天要读上数十遍。项目做完了,说明书也被翻烂了。“说明书只是一个通用的指南,并没有告诉我们如何把芯片组合起来,变成我们需要的电路,所以我只能一遍遍地尝试,一遍遍地抠字眼找线索。”郑宇解释,项目的挑战还来自当时芯片的低容量。“内存只有256个字节,每个字节都要用在刀刃上,这就要求充分了解计算机的底层逻辑。”
“那段时间,真是经历了无数个至暗时刻:快成功的时候发现芯片烧坏了,芯片买回来发现电路板又不行了……”面对一次次的困境,郑宇用行动做出选择:洗把脸,重新开始!
在不到4个月的时间,郑宇把时间利用到极致。晚上11点半是实验楼的最后一班电梯,时间临近时,他会拜托同学提前去等电梯,等电梯快到了,他再关上电脑冲过去。
最终,郑宇凭借该项目拿下了当年“挑战杯”全国大学生系列科技学术竞赛一等奖。当年的很多设计思路在今天看来也毫不过时。
完成自己毕业设计的同时,郑宇还带着计算机专业的学生完成了中国象棋和围棋的智能升级,他也因此成了何大可实验室中学习资历最浅、带学生资历最深的特殊存在。
回过头来看,郑宇无比感谢这次经历。“这个项目不仅锻炼了我的学习能力,也极大提升了我的自信心。”这次经历让他义无反顾地转行,成了该校跨学院保研第一人。
城市计算,破局前行
进入研究生阶段,郑宇一头扎进了计算机的海洋,先后完成了可追踪笔记本、基于差分GPS(全球定位系统)的大坝位移监测等设计,研究成果直接惠及民生和社会发展。
利用所学知识解决真实世界问题——这一理念也贯穿到郑宇的职场生涯。
2006年,郑宇博士毕业来到北京。面对强手如林的同事,他感受到了一种无形的压迫感。但这种压力进而转变为动力,使他萌生了大干一场的雄心壮志。
最初的研究灵感还是来自生活。
一次,郑宇乘车出行时遭遇交通拥堵。就在他焦急等待时,一旁的出租车却灵活地拐入小路,轻松地逃离了拥堵路段。司机为何能如此精准地避开拥堵?稍一琢磨,郑宇豁然开朗:出租车司机每天穿梭于城市的大街小巷,对路况早已了如指掌,积累了大量的实战经验。
如果用专业知识来解读,每日行驶在城市道路上的车辆,就相当于一个个移动传感器,时刻感知着路面的交通流量、通行状况。如果能将这些分散的车辆数据整合利用起来,通过技术分析,不就可以提前预测路况、有效缓解交通拥堵了吗?
一个大胆的想法在郑宇心中萌生,他也由此轻轻推开了时空数据领域的大门。
进入这一全新的领域,挑战接踵而至。
数据从何而来,是郑宇首先要攻克的必答题。“没有捷径可走,我们只能靠自己收集数据。”于是,他开启了带着数据采集装置在城市中东奔西跑的日子,不分昼夜,风雨无阻。
“当时的数据采集设备有砖头大小,还会不停闪烁着信号灯,有时候信号不稳定,我还得抬头查看四周是否有建筑物遮挡,以免影响信号接收。”郑宇自嘲道,他的这番操作,特别容易引起保安的注意,他也因此常常成为保安的重点排查对象。当他携带设备坐上出租车时,闪烁的信号灯总是会引来司机狐疑的目光,每当这时,郑宇都会第一时间主动解释:“我们在做科研项目,这个设备是帮助搜集和记录实验数据的,不会影响行车安全。”
一个人的力量终究有限,难以完成大规模的数据采集工作。于是,郑宇发起了数据采集大赛,邀请各高校的学生参与其中,贡献自己的出行数据,让更多人一起“拾柴”,点燃数据采集的火焰。
就这样,在一次次的奔波与努力中,轨迹时空数据集在磕磕绊绊中诞生,为后续的研究奠定了坚实的基础。
基于这些采集到的数据,郑宇利用人工智能算法,精准抽取车辆、行人的行动规律和特征,成功实现了道路拥堵状况的提前预测,为后续地图导航技术的发展奠定了重要基础。与此同时,他的研究还将时空数据的查询效率提升了10余倍,将时空数据的分析精度提升了20%。一系列世界领先的科研成果相继问世,多个顶尖国际会议上,也首次出现了来自中国的相关论文,打破了欧美学者在该领域的话语权垄断。
对于郑宇来说,这只是个起点。
“我们收集到的这些时空数据,不仅可以用来做交通模式的识别、交通路线的优化设计,还能用于基于位置的社交网络分析,为城市规划和设计提供科学参考。”郑宇举例,“比如高校周围的商业配套,当前的利用率如何、是否存在资源浪费,我们都可以通过已知的数据进行精准计算,进而为下一步的城市规划提供可靠依据,让城市资源配置更加合理。”
在此基础上,“城市计算”的概念应运而生,这也成为郑宇科研生涯的核心方向。
不到30岁的郑宇,在全球时空数据分析领域留下浓墨重彩的一笔。他提出的城市计算理念,为智慧城市建设提供了更为清晰的路径和科学的方法论,引领了该领域的发展方向。
通俗来说,“城市计算”就是运用大数据和人工智能技术,对城市运行的各类数据进行整合、分析和利用,实现城市的精细化治理与可持续发展。如今,欧美很多知名高校都专门开设了城市计算相关专业。但在十多年前,大数据、人工智能尚未兴起,城市计算这一超前理念,在大部分人心中留下的只有问号,因不理解而产生的质疑和阻力,郑宇始终无法回避,却也从未妥协。
2012年的空气质量攻坚战让郑宇记忆犹新。当时,他试图带领团队,用城市计算这一全新方法,改变环保领域的监测现状。
“空气质量受地形、地貌、气象、交通、污染源分布等多种因素影响,由于监测设备投入大、维护成本高,一个城市中安装的空气质量监测点数量非常有限。因此,一个城市不同区域的空气质量现状如何、未来如何变化,都难以精准掌握,给空气质量治理带来了很大难度。”作为环保领域的门外汉,郑宇面临的压力可想而知,但他再次使出了身上的“韧”劲,迎难而上,全力攻坚。
在三年多的攻坚过程中,面对业务和技术层面的双重挑战,郑宇一方面与环保工作者紧密协作,深入了解环保监测的核心需求和行业痛点;另一方面,利用大数据和人工智能技术不断突破技术壁垒。有一段时间,科研工作遇到了瓶颈,迟迟无法取得突破,团队成员也一度陷入迷茫。直到一天晚上,郑宇在睡梦中突然想到了理想的解决方案,“这真不是段子,我很幸运,当时自己笑着醒了过来,赶紧起身把这个方法详细记录下来,生怕错过一丝灵感。”
最终,郑宇带领团队,首次利用大数据和人工智能技术实现了对空气质量的精准监测和预测,较原有方法的精度提升了至少20%,成功突破了封印行业近30年的技术瓶颈。该技术被当时的环境保护部(现生态环境部)采用,为全国300多个城市提供空气质量监测服务,这也是国际上人工智能技术在环保领域的首次成功实践。经过时间的检验后,该项工作于2014年获得了国际数据科学领域的最高技术单项奖,得到了全球同行的认可。
更让郑宇欣慰的是,在这一过程中,他这个门外汉凭借扎实的技术和突出的成果,获得了环保领域专家的认可,清华大学环境学院连续几年邀请他为研究生授课,分享城市计算在环保领域的应用经验。
千年之城,智绘未来
雄安新区容东片区西部,雄安城市计算中心静静矗立,因建筑形似人的眼睛,被当地人亲切地称为“雄安之眼”。
这里,是“云上雄安”的核心枢纽——城市操作系统的承载地。该系统连接着上百万个传感器,汇聚了数百亿条城市运行数据,提供了近百亿次数据服务,构建起世界上首个城市级数据资源体系。其数据存储和管理效率较普通数据平台提升7倍,有效支撑了雄安数字孪生城市建设,为城市的高效、智能运行提供了关键支撑,让“云上雄安”与地下、地上的两座物理城市同步呼吸、同频跳动,实现了城市治理的精细化与智能化。
这是城市计算理论的首次落地应用,在国际上填补了智慧城市领域的技术空白,也成为郑宇团队科研成果转化的典范。回首这段建设历程,郑宇满心感慨,也满是自豪。
“我们参与的是国家的千年大计、未来之城建设,这个使命既让我备受鼓舞,也让我深感责任重大。” 2018年6月,郑宇带领团队正式进驻雄安新区,开启了全新的攻坚之路。数百次的方案论证与迭代,数千次的技术测试与打磨,无数个挑灯夜战的夜晚之后,团队又在第一缕朝霞中生发重新再来的坚持,终于铸就了如今的“雄安之眼”。
要知道,智慧城市建设没有现成的先例可供参考,千年后的城市是什么样子,更是难以精准预知,每一步探索都充满未知与挑战。
“但大家都有一个共识:在物理世界中,要建好一座经久不衰的建筑,首先要筑牢地基;在数字世界中,要建设好一座智能城市,同样需要先构建强大而稳固的数字底座。”郑宇解释道,这个数字底座不仅要汇聚和承接雄安新区所有的城市运行数据,还要向上提供数据管理和智能分析的共性能力,减少上层应用的重复建设和资源投入,同时具备优秀的可扩展性,能够跟随城市的发展不断演进迭代,适应未来城市的多元需求。
一切工作几乎都要从零开始。
“城市级的数据资源目录怎么构建,没有任何先例可循;我们不知道该如何分门别类地储存各类城市数据,也不清楚智慧城市到底需要哪些共性的数据能力和智能能力。”郑宇坦言,对于当时的团队来说,从理论到技术,再到产品落地,每一步都像是跨越一道鸿沟,充满了挑战。
摸着石头过河。
团队创新性地为雄安的每一栋建筑、每一条道路、每一根管线,都颁发了独一无二的“数字身份证”。如今,在雄安城市计算中心内,工作人员只需轻点鼠标,就能调取雄安全域的平面和立体模型,地下管网、交通流量、环境质量等各类城市运行数据实时更新,一目了然。这套城市操作系统已经深度融入人们的日常生活,大幅提升了城市治理效率,让城市运行更加高效、便捷、安全。
“比如,系统如果发现某个区域发生交通拥堵,就能立刻分析出拥堵的影响范围、成因,进而对可能受到影响的市民发出绕行提示,引导市民合理规划出行路线;通过分析水电气热网的运行数据,相关部门可以更加科学地实行差异化定价,提早做好应对使用高峰的准备,保障居民生活便利;系统还能分析雄安人口的迁入迁出情况,实时感知城市人口结构变化,为城市规划、公共服务配置等提供科学参考,对未来城市发展做出精准预测。”郑宇结合实际应用场景,详细介绍了城市操作系统的作用。
如今,郑宇对智慧城市的理解也越来越深入。在他看来,智慧城市建设的核心就是“五网联动”:城市状态一网感知、城市数据一网共享、城市治理一网统管、政府运行一网协同、政务服务一网通办。“智慧城市的本质,不是技术的简单堆砌,而是让信息自然汇聚流转,以‘润物细无声’的方式,精准支撑民生改善与产业发展,让城市更有温度、更具活力。”
近年来,郑宇的科研成就引发世界瞩目。国际顶尖高校和企业纷纷向他伸出橄榄枝,开出优厚条件邀请他加盟,但他都一一回绝了,坚定选择留在祖国,深耕智慧城市建设领域。
这背后,源于他内心一个朴实而坚定的心愿。
“国家培养了我,我要让自己所学回馈国家,让祖国和人民享受科研成果带来的便利。”郑宇说,从业近20年来,他越来越强烈地感受到,个人的发展跟祖国的事业息息相关、紧密相连——只有强大的祖国,才能提供优质的工作环境、完善的基础设施、充沛的科研资源以及威严的国际声誉,从而培育出更多优秀的科研工作者;而每一个人,也应以祖国的强大和发展为事业目标,顺应时代发展潮流,乘势而行。
如今,郑宇的心愿正在祖国大地上绽放。在雄安孵化出来的城市操作系统,已经成功应用到全国20余座城市。对于未来的智慧城市建设,郑宇也有新的期待:“我们希望构建起时空数据大模型,支撑未来城市智能体的建设,实现智慧城市的自我生长、自我优化,让城市真正成为宜居、韧性、智慧的家园。”