在云计算、大数据、5G、物联网、人工智能、区块链等新一代信息技术驱动下，全球正经历一场深刻的数字化变革。这场变革不仅重塑了传统产业的运营模式，更以前所未有的力度推动交通运输行业向智能化、协同化方向演进。公路作为国家经济社会运行的 “大动脉”，其数字化转型已成为各国提升综合竞争力、实现可持续发展的核心战略。智慧公路的持续发展需依托 “技术 - 标准 - 生态” 的协同创新。在技术层面，数字孪生、车路云一体化等前沿领域将进一步释放潜力；在标准层面，华为、百度等企业正联合制定 LTE-V2X 通信标准，推动设备接口统一化；在生态层面，深圳 “智慧交通联合创新中心” 通过 PPP 模式将项目回报周期从 8 年缩短至 5 年，为跨行业合作提供范本。
本白皮书通过对全球智慧公路发展现状和业务需求的分析，针对智慧公路面临的安全、效率、服务等方面的挑战，结合全球公路建设、管理、养护、运营、服务各阶段的建设实践，提出了包含“智能交互、智能联接、智能中枢、智慧应用”四层的技术参考架构，解构感知、传输、研判、控制、应用各个领域的关键技术，旨在帮助全球客户建设开放共享、技术领先、持续演进的智慧公路数字化、智能化体系，最终实现 “车畅于路、人悦其行” 的美好愿景。
智慧公路作为新一代信息技术与公路道路运输深度融合的关键产物，已跃升为智能交通领域的新型数字基础设施，在提升运输效率、培育新兴产业等方面发挥着不可替代的战略作用，成为世界各国竞相开展技术研发与应用实践的重要领域。
在全球智慧公路建设浪潮中，欧盟率先行动。2016 年 12 月，欧盟发布《欧洲 C-ITS 战略》，旨在推动欧洲范围内投资与监管框架的整合，大规模推进 C-ITS 商业化部署，以提升道路安全、交通效率与驾驶体验。欧盟运输总司出台的 elegated Act 法案征求意见稿，致力于通过新一代通信技术连接各类交通要素和终端，协同解决交通问题并提供集成服务。此外，欧盟还制定《可持续及智能交通战略》，以数字技术为引领，将减碳减排纳入考核目标，融合新能源汽车发展与能源转换效率，对全路网实施网络化管理，依据统一规则判别关键路段，并通过跨国数据交换构建同步管理体系，覆盖 27 个国家和地区、长达 3 万公里的公路网络，重点强化服务协同。
日本则以打造世界最安全道路为目标，计划在 2030 年建成安全、畅通的道路系统。2020 年，日本在 SIP（战略性创新创造方案）项目框架下，围绕人的多样性、共同创造价值和可持续发展三大目标，推进技术研发与产业发展，强调运用智能化技术降低交通对环境的影响，实现安全舒适、富有弹性的交通体系。
韩国积极加速推广 “下一代智能交通系统”（C-ITS）的数据共享标准化工作。首尔、光州等城市及韩国高速公路公司通过试点和示范项目，在约 970 公里路段建设 C-ITS 基础设施，并借助 Tmap、Kakao Navi 等应用程序，向公众实时推送交通信息与道路危险状况。
新加坡凭借健全发达的交通路网和前瞻性规划管理，将 15% 的土地用于道路建设，构建起以 10 条快速路为主干的公路网络。其中，智能交通系统的高效开发与应用，成为新加坡城市交通规划与实践的亮点，为高密度人流和车流提供优质服务。
中国高度重视智慧交通发展，国家及部委相继出台《智慧交通让出行更便捷行动方案（2017-2020 年）》《交通强国建设纲要》等一系列政策文件。2018 年 2 月，交通运输部启动新一代国家交通控制网和智慧公路试点工作，在北京、河北等 9 省市开展示范工程建设，涵盖基础设施数字化、北斗高精度定位应用、大数据路网管理等多个方向，基本代表了中国智慧公路的发展趋势。
相比之下，目前南非、北非的公路建设尚处于初期阶段，部分道路仅配备收费、通信及简单监控系统，尚未涉及智慧公路建设；中东地区虽在城市区域布局了一定规模的智慧交通工程，为当地经济和交通发展带来效益，但在顶层设计和路网互联互通方面仍需进一步完善。
在全球范围内，智慧公路的技术研究主要围绕 “合作式智能交通”“智能基础设施” 展开，同时相关行业标准的制定工作也在同步推进：
ETSI（欧洲通信标准化协会）与 CEN（欧洲标准化组织）依据欧盟 M/453 法案要求，联合制定合作式智能交通系统标准；ISO（国际标准化组织）下属的 TC204（智能运输系统技术委员会）率先开展车联网标准制定；IEEE（美国电气及电子工程师学会）通过 802.11p/1609 协议，攻克车用无线局域通信在高速移动场景下的技术难题，实现车车、车路中短程通信。但现有国际标准多聚焦单一技术应用，缺乏多技术协同整合，基础设施智能化标准体系建设仍进展缓慢。
中国智慧高速公路标准化建设同样处于起步阶段。当前，各省率先探索编制相关标准：浙江省发布《智慧高速公路建设指南 (暂行)》；江苏出台高速公路及普通国省道智慧公路建设技术指南；山东、云南、北京等地也相继推出地方性建设指南；川渝区域联合制定《智慧高速公路》系列标准。这些地方标准虽因地制宜，但均围绕行业核心共识 —— 以安全与效率为目标，推动智能化、信息化与业务深度融合。此外，2020 年中国道路交通安全协会、中国智能交通产业联盟也分别发布多项团体标准，涵盖车联网路侧设施、高速公路信息化建设等领域。
然而，相较于智慧公路快速推进的建设进程，标准化工作仍显滞后。目前，行业尚缺乏基础共性、互通共享的通用技术标准，难以满足新场景、新技术带来的多样化需求。随着公路建设规模扩大，传统机电系统相关标准的覆盖范围与技术深度已无法匹配设计要求，亟需通过系统性标准规范进行补充完善，为行业标准的迭代升级提供支撑。
当前发达国家纷纷开展公路数字化、智能化等新技术的开发和测试，新的建设、运营模式也蓬勃发展，“聪明的车+智能的路”将是未来公路交通的基本形态。
建设未来互联互通畅行数字化路网：为了全面掌握路网运行状态、采集实时车辆运行数据，实现在线监控、指挥调度、公众信息服务等功能，建设全程覆盖的气象、图像、交通量等路网状态感知数字化设施，实现全时、全天候路网宏观运行状态监测和预测准交通对象微观运行轨迹，看得全、看得准、看得懂，是智慧公路全息感知体系的发展方向。
应用智慧云控平台决策道路运行：智慧云控平台是智慧公路建设成功的根本，是决定智慧公路能否发挥“智慧”和“服务”，实现信息互联互通的关键。利用云计算、大数据等技术，整合路网静态交通设施、动态交通流和交通参与者的时空信息，并基于 GIS/ 高精地图构建完整的数字孪生平台，在此基础上提供认知、决策、仿真、评估等算法模型，是提升交通安全和效率的关键。
构建多应用多层次服务体系：公众出行服务是智慧公路建设的最终目的，公众出行信息服务水平更是衡量智能交通现代化程度的重要标志。智慧公路的发展需要持续激发市场活力，积极探索引入社会机制，调动资本参与智慧公路规划、建设、运行和管理的积极性，采用多种方式鼓励政府与企业、社会机构等开展全方位合作，优势互补，共同构建多应用、多层次 的动态信息服务体系。
智慧公路作为传统公路与新一代信息技术深度融合的新型基础设施，依托 5G、卫星定位、人工智能、物联网、云计算、边缘计算、大数据、地理信息系统（GIS）、建筑信息模型（BIM）等先进技术，对公路路网运行信息进行全面感知、深度分析与高效整合，以数据为驱动引擎，推动公路规划、建设、管理及服务的创新变革。其核心在于实现交通要素的感知化、互联化与智能化，通过智能设施、智能决策、智能管控和智能服务等具体形态，构建起一体化的智慧交通运输综合管理、控制与运营服务体系。为契合全球语境下的表述规范，本白皮书将高速公路、普通公路及城市道路中开展的智慧化交通建设项目，均纳入智慧公路的研究范畴。
目前，全球范围内对智慧公路的定义尚未达成统一认知。尽管不同国家与组织的理解存在差异，但均聚焦于通过前沿技术与设备，精准匹配公路运行需求，实现公路信息的实时感知、智能分析，进而达成动态化管理与高质量服务。从本质上看，智慧公路包含三重核心内涵：空间连通，即保障道路物理网络的高效衔接；信息互通，实现各类交通数据的无障碍交互；要素融通，推动人、车、路、环境等要素的深度协同，最终形成智能高效的交通生态。
安全需求是公路业务的核心与根基，是一切公路服务与管理工作的前提。为应对交通安全挑战，全球各国及国际组织持续在不同层面积极探索与实践。2020 年，联合国大会第 74 届会议通过决议，将 2021-2030 年定为 “道路安全行动十年”，并发布《道路安全行动十年全球计划》，明确提出在这十年间将道路交通死伤人数减少至少 50% 的目标。
世界卫生组织数据显示，全球范围内每年约有 130 万人因道路交通事故死亡，5000 万人受伤，这些本可避免的悲剧，已成为全球儿童和青年的主要死因。若不采取有效措施，未来十年预计将有 1300 万人死于道路交通事故，5 亿人受伤。道路交通事故造成的伤亡虽可预防，但目前仍是全球主要致死因素之一。因此，如何在事故发生前精准预防、发生时最大限度降低损失、发生后迅速排除险情，成为公路安全需求的核心议题。
每一起交通事故背后，都存在可探寻的风险因素与潜在规律。车辆行驶过程中，风险因素虽不一定立即引发事故，但在特定偶发事件触发下，便可能演变成悲剧。由此可见，“防患于未然” 是遏制交通事故最有效的手段。因此，提前识别潜在事故隐患，并及时采取管控措施，成为公路安全领域亟待满足的核心需求。
尽管零死亡愿景是交通安全的终极目标，但由于现实中事故难以完全避免，最大限度减轻事故造成的人员伤亡与财产损失，成为公路安全领域的关键任务。在车辆碰撞过程中，车速、车型和碰撞时间是影响安全的核心要素，其中车速对事故严重程度影响尤为显著 —— 车速越快，撞击力越大，车辆损毁和人员伤亡风险也随之剧增。
此外，交通事故发生后，无论是位于路侧还是路中，均会引发交通流的显著变化，导致事故断面通行能力下降、车流速度异常，使交通系统从稳定状态陷入混乱，进而衍生二次事故风险。二次事故指因不可抗力、救援疏漏或当事人误操作，在首次事故基础上引发的次生灾害，往往造成事故影响的扩大。统计数据显示，初次事故发生后，二次事故的发生概率随时间推移呈上升趋势，进一步凸显了快速响应、高效处置的必要性。
出行效率追求以最低的货币与时间成本、最优的安全舒适度，实现从起点到终点的 “门到门” 服务，涵盖从家到交通枢纽、换乘、行驶至目的地的全流程环节。作为交通体系的主体，公路系统对出行效率起着决定性作用。在公路基础设施建设逐步完善的背景下，交通秩序、规则制定等软性管理因素成为提升效率的关键，但现有管理策略常因缺乏数据支撑和实践验证而难以落地。因此，借助新技术提升公路运输能力、促进供需信息精准匹配，成为突破效率瓶颈的核心方向。
交通运输业是全球能源消耗增长最快、环境影响最显著的行业之一，其中公路运输占据成品油消费的主导地位。数据显示，营运车辆汽油和柴油消耗量分别占全国总量的 30% 和 36%，且单位油耗持续攀升。在此背景下，发展低碳交通成为行业绿色转型的必然选择。
从个体车辆角度，通过优化驾驶行为（如规避拥堵、智能车速引导、精准行程规划）减少急刹急停，降低油耗成本是车主的核心诉求；从社会层面，低碳交通需聚焦两大方向：一是通过智慧化手段提升新能源车辆的充电便利性，优化基础设施适配性；二是改进运输组织管理，提高车辆实载率和里程利用率，从而提升路网整体运行效率，实现资源节约与环境友好的双重目标。
随着出行需求的升级，高品质信息服务体验成为公路使用者的重要诉求。然而，当前信息发布存在碎片化、更新不及时等问题，传统信息传播方式受限于采集和播发手段，难以满足公众需求。推动智慧公路发展，需以大数据和新媒体为依托，实现公路管理从 “重管控” 向 “重服务” 转型，构建覆盖全场景的信息服务体系。
全面信息服务：整合可变信息板、广播、第三方导航及车载终端等多元渠道，扩大信息覆盖面，增强服务触达性与实用性；
精细管理控制：基于出行前、中、后及事件全周期的信息需求分析，制定差异化发布策略，实现多时段、多场景的精准管控；
优化交通体验：围绕安全性、经济性、快速性等七大核心需求，筛选并推送更易被接受的信息，切实提升出行者的满意度与智慧公路的社会认可度。
当前，全球智慧公路建设在智能感知、智能联接、智能决策与智能应用等核心领域面临诸多挑战：
道路基础设施的信息化水平参差不齐，导致交通信息感知存在盲区。例如，高速公路发生交通事故或异常事件时，因缺乏实时监测手段，往往无法第一时间发现，极易引发二次事故，加剧人员伤亡风险。部分国家高速公路公网覆盖薄弱，事故现场求救信息难以快速传递，延误黄金救援时机；同时，事件定位模糊、方向不明确，依赖人工现场处置效率低下，难以实现事故快处快撤。
随着收费联网、高清监控等业务普及，路侧设备数据量呈爆发式增长，对网络带宽提出更高要求，设备安全接入与策略快速部署成为技术瓶颈。此外，沿路网络运维面临严峻考验：地质灾害、施工等因素常导致光纤中断、传输质量下降，由于监测范围广、手段缺失，故障排查耗时耗力，难以保障网络稳定性，制约实时业务开展。
大数据、人工智能等前沿技术在智慧公路领域的普及程度有限，难以满足海量数据处理与实时决策需求。城镇化进程加速导致城市交通参与者激增、出行需求多元化，车流密度持续攀升，拥堵问题日益突出。传统交通治理依赖抽样数据构建模型，存在片面性、滞后性，无法精准分析路况；人工研判多基于经验，缺乏对个体出行需求的深度挖掘，难以从根本上缓解拥堵。
在推进道路数字化建设过程中，“平台思维”“数据思维” 等 “互联 +” 理念尚未深度融入交通运营。智慧公路系统仍以功能实现为主，缺乏对用户需求的精细化考量，导致服务体验碎片化、个性化不足，难以满足公众对高效、便捷出行服务的期待。
数字化、智能化技术正在成为公路行业高质量发展的关键驱动要素。华为聚焦智慧高速、智慧隧道、城市交 通治理等业务场景，面向感知、联接、计算、控制等智慧公路各环节，通过场景找技术，解决客户问题，创造价值。 一方面，整合华为公司在感知、联接、计算、存储、云、终端、车、数字能源等领域的原子能力，为客户提供一 个开放解耦、安全可信、持续领先的技术平台，提升数字化、智能化应用水平。另一方面，华为坚定不移地以解 决问题为导向，联合合作伙伴打造高效、智能、便捷的智慧公路解决方案，创造业务价值，降低数字化转型成本， 从而实现智慧公路可持续发展。
智慧公路整体架构面对公路行业的痛点和需求，以系统性的解决业务问题为出发点，基于开放共享的理念， 以数据为核心，以数据流、信息流、控制流为主线，形成“智能交互、智能联接、智能中枢、智慧应用”四层架构， 构建一套“云、网、边、端”全面协同的智能体系。
基于出行安全、效率以及运营者利益的诉求，智慧高速技术方案依托智慧公路参考架构，打造“感-联-算 控”四大核心能力。
为满足城市交通出行安全、高效的需求，城市交通治理技术方案依托智慧公路参考架构，打造“采-传-研 用”四大核心能力。
智慧高速的业务发展遵循 “系统化 — 信息化 — 数字化 — 智慧化” 四阶段演进路径，通过路网感知 — 路网认知 — 智慧路网的分步实施策略，逐步构建智能交通生态。
在第一阶段 “路网感知”，建设重点聚焦于监测体系的数字化升级，依托视频监控、雷视融合技术、结构健康监测系统及气象传感器等设备，对重点路段、桥隧边坡、收费站、服务区等关键区域的交通流量、设施状态、机电设备运行情况进行实时数据采集，形成基础感知网络。
第二阶段 “路网认知 ”，则以 AI 算法、大数据分析和云平台为技术核心，推动感知数据从 “可视化” 向 “智能化” 跨越。通过智能分析模型，实现交通事件自动识别、运行态势精准研判、流量变化趋势预测等功能，赋予路网 “理解” 和 “决策” 能力。
第三阶段 “智慧路网”阶段，整合前两阶段成果，构建覆盖建设、管理、养护、运维、服务全生命周期的一体化数字平台，推动全域路网、全要素资源、全流程业务的数字化协同。最终实现全路网实时感知、全天候安全通行、全流程智能管控及全过程优质服务，达成智慧高速的终极目标。
城市交通数字化与智能化建设难以一步到位，需秉持小步快跑、持续迭代、稳步见效的推进策略。第一阶段聚焦价值场景，着力打造基础路网感知体系与智能中枢平台能力；第二阶段完成数字化孪生平台主体建设，纳入更丰富、更精准的路网感知数据，深化对路网状态及出行需求的认知，同步满足交通管理多行业、多部门的业务需求；第三阶段达成全路网全息感知的全域覆盖，推动数字化孪生平台向更高智能层级跃升，强化业务协同效能，实现智能决策的实时自动化与自我优化升级，最终构建全业务智慧交通生态。
在智能时代浪潮下，摄像机的发展正从单纯 “看得见”，进阶至 “看得深”“看得懂”“能预见” 的多维智能感知新阶段。相较于传统摄像机因软硬件绑定导致的应用受限问题，软件定义摄像机（Software-Defined Camera，SDC）确立了三大核心标准：配备专业 AI 芯片、搭载开放的摄像机操作系统、构建开放的算法与应用生态。SDC 遵循智能算法与硬件底座分离的设计思路，只要硬件平台具备充足算力，便能通过对摄像机前端算法的持续在线迭代与自主学习，达成一次硬件投入，实现全生命周期内算法的持续升级与优化。
毫米波雷达可应用于高速公路、公路隧道、高速收费站、城市路口等多样化业务场景。即便在雨雪、雾霾等恶劣天气状况下，它也能凭借发射的波束，精准获取道路交通中车流、人员等目标的相对距离、速度、角度及运动方向等物理信息，进而实现对目标的分类识别与持续追踪。该雷达具备诸多优势，不仅能够穿透雨雪烟雾，且不受光线、光照条件影响，同时还拥有测量精度高、探测距离远的特点，可实现全天候、全域范围的探测，以及对多个目标的连续稳定跟踪。
随着智能交通的深入发展,构建交通运行数字孪生体系是未来的发展趋势，对交通目标进行全天候、超视域、高精度、不间断的实时监测和跟踪提出了更高的要求。雷视拟合技术有效结合视频分析和雷达探测的优点，运用雷达检测和视频智能分析的融合算法，多维数据实时采集和全量数据刻画，实现由路口级、方向级到车道级、车辆级的精细化治理，实现全域全覆盖、全时全天候的精准实时感知。
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