0 引言
当前，我国客货运输需求总量持续攀升、交通运输服务质量的标准化要求日益提高，土地资源刚性约束与环境保护目标的双重压力日益叠加，交通行业正面临运输供给能力与复合型服务需求之间的结构性失衡矛盾[1]。解决供需矛盾的目标驱动数字化转型，进一步促进行业和企业的高质量发展。高速公路数字化转型主要通过推动交通基础设施深度融合人工智能、5G、云计算、大数据、物联网及AI等新一代信息技术，以数据要素为核心驱动决策优化、资源整合及服务创新，实现路网运行效率、安全保障能力和服务供给质量的全方位跃升，从而推动交通运输系统高质量发展。
当前，国内外关于高速公路数字化转型的相关研究大多是以特定应用视角进行的具体技术方面的研究，以智慧高速公路的试点建设为牵引，在数字高速公路由单一系统自动化向系统集成[2]、数据流通[3]和新出行模式[4-5]等方面进行了系列探索和技术研究，形成了一批卓有成效的试点成果和技术演进研究成果，为智慧高速公路建设和运营提供了必要基础。众多学者探究了新一代高速公路的架构和设计体系[6-8]，提出了车路耦合发展的路径与智慧高速公路应用架构，为高速公路行业数字化的发展方向提供了参考。在数字化转型路径相关研究方面，通用的数字化转型路径研究集中在工业[9]、金融业[10]等行业，交通数字化转型路径的相关研究主要关注高速公路企业管理数字化转型的发展对策[11-13]。根据《数字化转型管理 参考架构》（GB/T 45341—2025）[14]提出的L1~L5五个转型发展阶段，以企业为主体实现业务规范运行与管理、可管可控仅为L1规范级，进一步需要全行业向L2场景级演进，提升核心业务能力柔性和业务长板动态响应水平。因此，仅仅以企业视角研究数字化转型路径无法支撑全行业业务的发展需求和技术演进路线。数字化转型在特定场景下的技术实践路径研究方面，目前主要包括突发事件应急管理[15]、公路交通安全设施[16]、服务区[17]、运营管理[12]等特定场景的数字化转型路径分析。随着高速公路数字化转型由“大基建”进入“大运营”时代，传统高速公路交通基础设施的数字化也需要转向运营期，面向运营管理的协同管控和面向用户的信息服务两大业务成为刚性需求牵引。在协同管控方面，目前国内外相关学者主要研究了不良天气情况下的主动交通管控策略[18]，包括雾天[19]、雨雪天气[20- 21]等典型天气，提出了可变限速等策略，以实现高速公路交通管制、路网交通流协调与应急处理[22]。在用户服务方面，随着高速公路信息服务需求急速增加，通过可变情报板等道路沿线通信设施、公共广播、互联网平台等进行信息播发的方式逐渐增多，以满足高速公路使用者对“出行前”“出行中”和“出行后”不同阶段的各类数据需求[23]，包括服务设施信息、出行规划信息、交通突发事件信息、施工养护信息等。近年来，随着智能网联汽车、通信技术的演进及发展，通过车路协同设施设备[24]、互联网地图商、5G消息[25]等进行信息服务的技术路线均有了一些研究和探索。然而，零散的技术场景数字化转型无法适应当前高速公路进入运营时期的主要业务需求，目前针对协同管控和用户服务业务的研究则集中在技术研究方面，数字化转型路径的研究与建议仍为空白。当前学界和业界仍需要以整体性的视角探索高速公路数字化转型的底层逻辑，并聚焦高速公路运营新阶段的协同管控与用户服务两大核心业务，研究高速公路数字化转型路径，并在政策与制度建设、技术攻坚与研发投入、应用推广与模式创新等方面提出建议。
综上，根据当前缺乏高速公路数字化转型底层逻辑研究以及缺少协同管控和用户服务两个核心业务数字化转型路径研究的现状，本文将围绕高速公路运营期的协同管控和用户服务两大核心业务，广泛调研国内外高速公路数字化转型的建设现状，以“场景规划-技术框架-应用模式”为主线剖析高速公路协同管控和用户服务的场景需求，进一步提出面向协同管控和用户服务的高速公路数字化转型的关键路径和推进策略，以期为高速公路行业数字化转型的进一步发展提供理论支持和应用实践参考。
1 面向协同管控与用户服务的高速公路数字化转型现状和挑战
1.1 高速公路数字化转型发展现状
世界各国结合科技革命和产业发展契机，积极推进利用新兴信息通信技术赋能高速公路数字化、智能化发展。针对高速公路协同管控和用户服务两个核心业务场景，前期的相关探索主要依托智能交通系统（Intelligent Transport System, ITS）展开。欧美各国和我国前期均在ITS研究领域进行了大量工作。20世纪70至80年代，美、欧、日等发达国家和地区开始探索智能交通的相关研究和实践，直到1993年，在美国召开的智能车路系统（Intelligent Vehicle Highway System, IVHS）年会上，智能交通系统ITS（Intelligent Transport System）[26]被正式提出。随后，各国开始探索ITS系统的发展，并形成了各自的重点方向。美国每5年出台1次ITS系统的战略规划，形成了较为强大的基础设施数据底座[27]，2024年，发布了《网联拯救生命：加快V2X部署的计划》(Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment)，推动以高速公路为载体开展依托车联网与自动驾驶的交通安全提升。欧洲比较关注交通管理，提出第五代高速公路的发展框架，探索合作式智能交通系统(C-ITS)，并开展了跨国智能交通走廊通道等多项示范工程。其中，德国在近4 000 km的高速公路上应用主动交通流管控系统(Active Traffic Management System, ATM系统) ，采用速度和谐、分车道动态限速等主动管控措施，缓解高速公路上的交通拥堵，减少由拥堵引发的二次事故[28]。日本则更关注用户服务，基于ETC 2.0的技术路线，建立了通信系统VICS中心，推动车载设备安装终端近1 200万台，支撑实现了较大范围内的双向通信车路协同和信息服务[29]。我国自20世纪90年代开始应用智能交通系统，2000年形成了智能交通系统的体系框架，近十年来发展速度较快，在高速公路联网不停车收费、运行监测以及车路协同等方面都取得了国际先进的研究和实践成果。
在交通强国战略的指导下，我国大力发展数字交通。2018年实施新一代国家交通控制网和智慧公路试点示范[30]，2019年实施交通强国试点任务[31]等两批试点示范，引导高速公路行业形成了智慧交通的技术探索和落地趋势。依托《国家综合立体交通网规划纲要》《数字交通“十四五”发展规划》，我国各地开展高速公路数字化转型先行先试， 截至2025年7月，全国已有19 个省份发布智慧高速公路技术指南，川渝地区、广东、山东等地形成了关于智慧高速公路的地方标准。各地探索特色场景，围绕“建-管-养-运-服”全生命周期，已建成了多条数字化高速公路/智慧高速[6,32 -33]。浙江杭绍甬高速公路全程161 km，感知设备每200 m布设1个，实现车道级精准诱导，建立了10 min级的气象监测体系[34]；山东济青中线全长 161.86 km，成为全国首条零碳智慧高速，实现了全国首条隧道不降速通行[35]；四川成宜高速全长157 km，以面向车路协同的“数字高速” 为突破，实现准全天候通行[36]；湖北鄂州机场高速公路应用光栅光纤、雷达和视频的多源融合传感系统，布设1.6万个光栅传感器，实现了全时全域全天候无盲区感知车、路、事件[37]。
近三年，我国高速公路数字化转型发展迎来了新的发展契机。《加快建设交通强国五年行动计划（2023—2027年）》《交通运输部关于推进公路数字化转型 加快智慧公路建设发展的意见》《公路工程设施支持自动驾驶技术指南》（JTG/T 2430—2023）等政策和意见的出台，都为新阶段高速公路数字化和智慧化发展提供了顶层指导[38]。2024年5月，财政部、交通运输部发布了《关于支持引导公路水路交通基础设施数字化转型升级的通知》（财建〔2024〕96号） [39]，明确将在智慧扩容、安全增效、跨领域产业融合、体制机制创新等方面连续3年支持公路数字化转型。截至2025年4月，已有20个省市入选前两批支持范围。可以看出，当前我国高速公路行业智慧交通概念逐渐收敛，重点推进传统交通基础设施的数字化转型。试点任务引导高速公路行业聚焦小切口，以用得上、用得好的场景作为牵引实施高速公路的数字化转型，其中，干线通道主动管控、一张网出行服务、路网监测运行、智慧站点及服务区等成为核心任务。
总结全球各国高速公路智能化、数字化的发展趋势可知，尽管各国在发展阶段、重点场景和策略方面有所不同，但整体演进趋势可归纳为高速公路数字化1.0到3.0三个阶段。在高速公路数字化1.0阶段，依托电子通信和计算机技术，主要面向高速公路监控、收费、通信三大系统进行单项技术产品研发、产品化和标准化。在高速公路数字化2.0阶段，在信息化技术的支持下，逐步完成了高速公路通信网、主线/隧道监控、监控联网、ETC收费等信息化系统的建设。在高速公路3.0阶段，随着人工智能、云计算、5G等新一代信息技术的迅速发展，以及智能网联汽车、自动驾驶车辆等运载工具的演进，高速公路数字化由标准化、固定方案的机电系统，走向综合运用感知、大数据计算、融合通信进行业务赋能的阶段，催生高速公路向协同化和网联化的发展方向。随着智能交通系统进一步深入和发展，自主式交通系统（Autonomous Transportation System, ATS）成为未来方向，实现包括人、车、路、环境融合协同，自主感知、自主学习、自主响应，全天候、全道路的自动驾驶等核心特征[40]在内的新一代高度智能化复杂交通系统。
我国高速公路当前处于从数字化2.0迈向3.0的关键阶段。在这个阶段，高速公路数字化不仅仅是监控、收费、通信等单个系统的数字化，更需要考虑高速公路数字化的场景需求、数据流转、系统融合，并在实际应用过程中不断验证物理系统功能是否满足需求，实现功能、场景、运营模式闭环。我国在高速公路的建设和场景探索方面都积累了丰富经验，在迈向新阶段的过程中，行业也在持续总结当前面临的核心问题，主要体现在两个方面：一是从用户的角度来看，高速公路用户对高速公路数字化转型成果的实际体验感有待提升；二是从高速公路投资运营单位的角度来看，高速公路数字化的投资产出比较低，制约了规模化应用和推广。二者共同决定了当前许多智慧高速公路项目的效果和效益仍有一定的提升空间。
1.2 我国高速公路数字化转型的主要挑战
我国高速公路数字化转型前期以“试点-成熟-推广”的推进路线逐步实施，但在用户感知效果不佳、投资收益比不足的表象问题背后，在建设和应用过程中面临三大主要挑战。
1）在场景规划方面，尚未形成规模效应，建设成本持续居高。当前多地建设智慧高速以试点示范为主，呈现“一路一方案”。在前期实施过程中，全国高速公路数字化的覆盖范围较为有限，跨路段、跨区域级的规模效应尚未形成。同时，大量复杂、单一的场景设计未充分考虑路网面向管理和用户的核心关键场景，导致在重复投入的情况下难以实现数字化的叠加和倍增效应。
2）在技术应用方面，技术供应市场相对复杂，评价方法缺失。以路侧感知为例，当前暂无视频感知、雷视一体、雷射一体等各类感知技术方案的选择依据，仍缺乏功能性能测试行业标准；建设完成后，缺乏收益评价框架和标准，导致难以获得反馈，实现持续迭代优化。此外，前期智慧高速公路的实施呈现 “重硬轻软”的情况，建设后出现设备利用率偏低、系统“烟囱”林立，数据质量不达标等现象，制约了智慧高速公路整体效益的发挥。
3）在应用模式方面，存在用户触达不足、收益渠道受限的问题。例如，云控平台、数据中心等仍然以对内服务于管理为主，缺少数据或信息对外服务的相关功能模块。前期曾尝试通过情报板、自研App等方式发布信息，但触达用户较为有限，仍以内循环为主。此外，平台整合的数据质量有待提升，在数据资产入表的探索新趋势下，数据交易存在较大价值释放空间。
2 面向协同管控与用户服务的高速公路数字化转型内在驱动
为了分析协同管控与用户服务两个核心业务数字化转型的内在驱动力，需面向前述规划、技术、应用模式方面的重大挑战，根据高速公路管理运营方和用户的关键需求对协同管控和用户服务进行场景规划，进一步分析对应的技术架构，推动应用模式的渐进式发展和闭环，从而推动数字化转型。
2.1 场景规划
面向管理者和用户两大主体进行需求分析是场景规划的重点。对于高速公路管理者和运营方来说，其核心需求是通过管控实现传统业务与新兴业务双轮驱动下的降本增效。其中，传统业务需求主要包括提升高速公路的通行效率、通行时长、收费年限等，增加通行费收入；提升业务流转效率、稽核管理效果，降低集团管理、运维成本。新兴业务主要包括管控系统的交通流、事故事件类数据形成集团资产并对外交易；结合高速公路服务区、出入口与物流融合等，提升路衍经济。而对于用户来说，则主要希望通过信息服务实现安全、效率的基本需求，同时满足个性化需求。用户的基本需求包括安全和效率，其中安全场景主要包括事前危险事故提醒、事中降低生命财产损失、事后及时救援等，效率主要是指通过出行规划，减少出行时间和遇拥堵频率、避免长时拥堵等。个性需求主要包括对服务区的服务设施的需求，如充电桩、停车位、加油站等，以及对周边旅行信息、衔接城市道路信息等的需求。
在这样两大需求之下，协同管控与用户服务成为高速公路数字化转型的核心任务。其中，协同管控是第一阶段，高速公路运营管理单位对高速公路交通态势信息的收集方式从人工巡检、人工台账转变为信息化、集成化的收集方式，形成覆盖范围更大、时长更长的数据采集范围。依据这些数据，由运营单位进行统一协调、管理，实现对高速公路交通流的有效控制和优化，以提升通行能力、安全性。协同管控既包括高速公路节点、路段、路网之间的协同管控，也包括跨交通、公安、气象、应急等各部门的协调联动。当前，协同管控尤其关注高速公路干线通道在不进行改扩建工程的情况下，通过应急车道开放、可变限速控制等“软扩容”措施实现管控，包括出入口协调控制、动态车道管控、动态开放应急车道等。而用户服务是第二阶段，基于新一代通信技术，通过各种信息化渠道和手段，可为高速公路上的驾乘人员提供实时、准确、全面的出行相关信息，主要包括出行前、出行中、出行后信息服务（如表 1所示），旨在提升用户的出行体验，提高出行效率、保障行车安全。目前高速公路尤其关注跨路段、跨省份的标准化信息“一张网”服务，以及多种信息触达媒介的协同融合。
表1 高速公路数字化过程中用户服务的核心需求 |
| 出行阶段 | 信息类型 | 发布渠道 |
|---|---|---|
| 出行前 | 目的地及沿线天气、路径规划、 交通状况、通行费、预约出行、 沿线设施和服务信息 | 可变情报板、 短信、 车载智能终端、 第三方地图、 高速公司App、 交通广播等 |
| 上高速前 | 地图导航、入口收费站位置、 高速路况 | |
| 高速途中 | 限速限行、测速位置、施工管控、 恶劣天气、交通事故、 服务区预约服务、安全辅助驾驶 | |
| 下高速前 | 出口收费站、通行费缴纳、 目的地周边信息 |
从协同管控和用户服务的场景实现逻辑来看，都离不开高速公路运行监测业务提供的多源关键数据，主要包括路况感知、交通流感知、交通事件感知、环境感知、基础设施健康监测、外部数据接入等方面，具体如图1所示。进一步地，支撑协同管控和用户服务在高速公路节点、路段、区域等多场景的功能实现，可以借助应急车道开放、可变限速控制等主动交通管控技术。随着高速公路网联化和协同化的发展，管控措施等可以通过可变情报板、地图、App、车载终端等多种信息触达方式，实现面向用户的信息服务，支撑高速公路通行效率和通行安全提升。总之，协同管控与用户服务场景的融合应用，有助于兼顾提升高速公路数字化转型的效益与效果，实现高速公路数字化转型从2.0向3.0的转变。
2.2 技术框架
根据前述协同管控与用户服务融合应用的场景需求，本文提出协同管控与用户服务融合应用的技术框架实现逻辑，如图2所示。首先，摄像头、雷达、人工上报、外部接入等各类感知系统、传感器数据、外部系统等提供的多源感知数据是基础支撑，多源异构数据在完成采集之后，需要在高速公路的路段云控中心或集团搭建的数据中心进行信息和数据的融合集成和处理分析，包括数据的标准化生成、存储、确认，并依托模型、算法等生成管控策略。同时，根据系统建设情况，可以在数字孪生或交通仿真系统中，针对生成的管控策略进一步进行智能优化和验证评价。最后，将生成的交通管控类信息、事件处置信息，或用户通知、服务类信息，通过可变情报板、路侧通信单元、地图App、第三方平台等多类渠道进行对外发布，实现协同管控和用户服务的闭环。
在该技术框架逻辑中，主要涉及1项关键基础设施和3项关键技术环节。其中，高速公路云控平台或高速集团的数据中心为关键基础设施，感知、管控、服务为三大关键技术环节。该架构的实施效果可通过技术迭代、行业标准牵引、测评管理等方式进行不断完善升级。首先，感知系统仍需要依托摄像头、雷达、传感器等主要设备的合理部署，减少误报实现感知覆盖率、准确率的提升；其次，需要统一标准、测评体系的构建，实现事件标准化分类以及管控算法、策略集的研发。而服务触达是当前的关键卡点，仍存在多种触达方式的技术路线之争。技术路线主要包括4类：一是高速公路运营方自行建设可变情报板、警示雨幕等进行信息提示；二是通过C-V2X技术、DRSC技术等触达车载单元OBU（On Board Unit）进行信息提示；三是通过高速公路云控平台或数据中心与图商、App、小程序等进行信息交互，将信息触达移动终端；四是高速公路云控平台或数据中心直接与车企TSP（Telematics Service Provider）平台进行云-云交互，之后再触达车机等智能车载终端。总的来看，目前信息服务的技术路线多种多样，仍需关键角色迈出第一步，打通公路、车企、信息通信等产业生态，通过不同渠道提升高速公路网联信息服务的触达率；同时，仍需研究如何在多种信息发布渠道并存的情况下进行多路线组合的最优规划。
以气象感知和信息服务为例，一般可以基于运行监测系统的气象传感器、摄像头、雷达等感知系统，获取温湿度、风速、风向、雨量等关键气象信息，以及重点区域的雾、降雪、烟雾、尘土等能见度监测数据，也可以进行路侧感知数据与第三方气象平台数据的融合。在突发气象状况下，可在高速公路云控平台上制定分路段、分车道、分时段的管控策略，并通过多种信息发布路径向用户进行出行信息发布，从而实现准全天候通行，提升道路通行效率与通行安全性，减少封路次数，从而直接提升高速公路通行费收益和用户的感知效果。
2.3 应用模式
依托协同管控和用户服务的技术框架逻辑，传统高速公路主要通过运营单位自主可控的发布渠道进行信息服务。例如，通过建立可变情报板、公路隧道水幕柔性拦截警示系统等进行预警提示，但这种信息触达方式的应用场景和承载信息量比较有限、实时性较为受限。随着高速公路网联化、协同化的发展趋势，本研究认为未来高速公路数字化转型会由内向外，由重资产向“轻量化、广触达”的模式演进，具体如图3所示。第一阶段是服务引导阶段，高速公路的服务对象仍以驾驶员（用户）为主，在管控侧通过交通流引导进行主动管控，包括路径速度诱导、交通流分级管控及瓶颈点疏导等，在服务侧提供可靠的信息服务支持，包括对事件事故、灾害、气象、匝道汇入汇出等安全信息的预警服务；第二阶段是协同调度阶段，其服务对象变成了辅助驾驶、自动驾驶的用户和车辆，在管理侧可实现对交通流进行宏观调度，在服务侧支持为辅助驾驶车辆提供超视距的感知增强，从而提升通行效率和安全；第三阶段是自主运行阶段，在此阶段，道路的服务对象为完全自动驾驶的车辆，整个智能交通系统演变为自主式交通系统，进行自组织运行与自主化服务。
近年来，高速公路探索多种直接触达用户的信息化手段，如App、小程序、C-V2X、ETC 2.0等多种途径进行信息服务。例如，山东高速集团依托3 015套路侧智能采集设备，研发了智慧出行小程序，为用户提供伴随式的信息播报服务。四川成宜高速发布车道级导航App，可对异常停车、大雾天气等交通异常事件进行识别和智能决策，进一步通过App实现触达用户。随着车载智能终端渗透率不断提升，高速公路云控平台或数据中心上可搭载信息服务模块，直接与车企云平台进行信息共享，完成信息发布。面向未来跨路段、跨区域的信息服务难题，需要探索可行的信息服务技术架构，支撑完成多个高速公路路段业务平台与各个车企或车型TSP云平台的信息交互。在建设方面，可以在高速公路云控平台上搭建信息服务模块，各车企平台搭建数据接入模块，同时由第三方运营单位建设服务管理平台，实现跨域认证、鉴权和管理。在业务逻辑方面，高速公路云控平台和车企云平台二者在服务管理平台的调度下建立数据通道，直接进行数据交互，实现实时的数据服务，如图4所示。基于这种技术路线，短期内可以支撑高速公路打通网联信息服务的“最后一公里”，提升业务效率和效果；中长期规划上，尽管不会改变车辆控制的主体地位，但可为车辆自动驾驶提供一定程度的信息辅助，提升自动驾驶的场景应用效果；长期来看，可以支撑路与车之间的服务数据流转应用，探索形成清晰的数据交易商业闭环模式。
3 面向协同管控与用户服务的高速公路四阶段数字化转型框架
依据前述场景规划、技术框架、应用模式3方面的关键需求的演进趋势，本研究提出高速公路四阶段数字化转型框架，如图 5所示。首先，为应对规划的需求，需先完成场景数字化，进行刚性场景的挖掘，这是数字化转型效果提升的大前提。其次，为应对技术的挑战，需分别进行基础数字化和能力数字化。其中基础数字化依托于数据底座的搭建，而能力数字化依托有效技术的优化。最后，为了应对应用模式的挑战，需完成交易数字化，形成商业模式闭环。后文分别对每个阶段进行阐释。
3.1 场景数字化：挖掘刚性需求
在场景数字化阶段，需结合协同管控和用户服务在节点、路段、路网等方面的业务需求，将细分场景进行拆解，如图 6所示。可以发现，目前不同场景的成熟度和发展阶段有一定差异，也具备不同的应用价值。其中，基础设施感知监测、基础设施本身的信息化和数字化是独立业务数字化的支撑，可为交通基础设施数字资产统计、交通状态运行监测、道路养护与运维等业务提供数据基础，目前主要处于应用成熟期；节点、路段的数字化管控和运输管理，能为公路交通“感知-决策-管控”等业务闭环链条提供支撑，目前主要处于启动期和发展期；全局路网管控和主动服务，能释放高速公路的有效价值，是支撑数据与其他生产要素协同、复用和融合，从而显著放大经济价值的关键，目前主要处于探索期。从各类场景产生的结果来看，不同场景释放的价值阶段各有差异，可以据此进行数字化转型路径的规划和探索。
仍处于探索期的全局管控和主动服务场景，是产生乘数效应的关键，应着力突破技术研发和需求挖掘。处于启动和发展期的路段、节点的数字化管控和运输管理，应进一步提升技术可靠性和应用效果评估。而处于应用成熟期的基础设施感知监测和数字化，应持续开展规模化推广和验证。
3.2 基础数字化：搭好数据底座
数据底座是进行数据融合、分析处理并对外赋能的基础。为完成高速公路数字化转型，建议在硬件基础设施、数据和算法方面进行研究和实践。首先，在硬件基础设施方面，依据交通运输部印发的《全国高速公路视频监测优化提升实施方案》等，逐步完成视频监测加密。同时，加快建设集团/区域级数据中心（数据中台/数据平台）等，避免出现因多个系统“烟囱”式架构、多主体分散运营等情况导致的数据孤岛问题。同时，以云控平台为核心牵引，在路网、路段、节点分层部署数字化业务，研究多层级算力基础设施架构和部署方案等，增强业务数据的流通效率。在数据底座的布局方面，高速公路数据底座的搭建需考虑业务在不同层级云控平台上的分配，构建高速公路云控平台部署架构，如图 7所示。主要包括3层，分别为路段级高速公路云控平台、路网级高速公路云控平台和集团或省级数据中心。其中，路段级、路网级高速公路云控平台的业务功能如表 2所示。
表2 高速公路云控平台业务功能 |
| 云控平台层级 | 功能 |
|---|---|
| 路段云控 平台 | 1.由各路段运营公司组织建设和运营； 2.支持汇聚本路段感知端数据，实现本路段交通管控、用户服务等业务功能，支持与路政救援、交通执法等部门、其他第三方进行数据交互； 3.支持接收路网级高速公路云控平台、数据中心的各类调度数据，支持获取其他路段的路况查询、交通态势研判等数据 |
| 路网云控 平台 | 1.由区域高速公路运营集团建设和运营； 2.支持汇聚所辖路段的所有信息，可支持所辖路网区域内跨路段数据汇总、交通管控、用户服务； 3.支持接收数据中心的各类调度数据，支持获取其他区域的路况查询、交通态势研判等数据 |
在数据、算法方面，可通过人工智能算法、检测方法研发，逐步迭代提升基础设施感知数据质量和准确率；同时，重视《数据管理能力成熟度评估模型（DCMM）》（GB/T 36073—2018）[41]在夯实企业数据能力基础方面发挥的重要作用，可以依托企业数据管理能力的提升，全面提升数据战略、治理、架构、应用、安全、质量、标准和生命周期管理等方面的能力。形成主数据标准（如基础设施数据、机电设备数据等）以及行业业务类数据元标准（如交通事件感知分类数据、收费门架数据等），为数据要素对内赋能产业协同发展、对外形成经济新增长极提供必要的高质量数据供给基础。
3.3 能力数字化：优化有效技术
根据前述分析，感知、管控、服务三大核心能力支撑高速公路面向协同管控和用户服务两个核心业务的数字化。鉴于“通-感-算-智”等新一代信息通信技术不断迭代过程仍与高速公路业务场景落地存在落地节奏不匹配、技术应用效果不显著的问题，需要在数字化转型升级过程中不断优化，如图8所示。
感知能力是高速公路业务的数据基础，行业仍需在测试评估、因地制宜部署等方面加强研究。目前，高速公路感知能力的实现主要通过纯视觉、毫米波雷达+视觉、激光雷达+视觉、雷射融合等路侧设备感知技术，以及光栅光纤等铺设设备感知技术，实现对交通运行事件、交通流运行参数的多模态融合感知。但是，从目前行业应用情况来看，当前各类设备信息获取种类、适用场景、购置和维护成本等方面各有优劣，不同供应商的产品功能性能各有差异，在实际应用中仍然缺乏与高速公路场景相结合的应用部署方案，以及在实际场景中可靠的行业测试评估标准。在未来高速公路数字化进程中，随着感知范围的不断增大、感知精度要求不断提高，为了提升协同管控的准确性和用户服务的触达率，仍需结合场景应用明确感知设备的功能性能指标标准及部署规则。同时，面向协同调度、自主运营阶段的应用场景需求，融合感知方案仍需提升准确性、稳定度、多目标跟踪精度等技术性能，以支持更精准的感知服务。行业仍需要通过在构建行业级标准数据集、标准化测试方法等方面进行技术攻关，促进高速公路融合感知能力向更高效的方向发展。
管控能力是决定高速公路通行效率的关键，行业仍需在主动管控策略自动化生成、管控策略应用效果评估等方面加强研究。目前，智慧扩容、“一路三方”协同机制等管控能力升级已有了一定的实践和探索，但仍以依赖人工方式为主，面临效率低、效果难保障的问题。在未来高速公路数字化转型进程中，仍需聚焦交通供需矛盾、交通事故与拥堵、多方管理与应急矛盾等突出问题，依托边缘云-中心云协同的多级云平台计算技术、人工智能等新一代信息通信技术，探索自动化的高速公路路段与路网协同的主动管控策略生成方法，实现高速公路通道通行效率的智慧扩容，支撑拥堵状态下的精准调控与通行能力优化，以及灾害等应急状态下多方协同机制与应急处置措施。同时，需研究实时动态条件下的交通仿真与智慧高速公路数字孪生技术，提前推演主动管控策略影响，实现主动管控效果评估和优化。
服务能力决定了高速公路场景下用户出行体验和安全。目前，高速公路在数字化转型升级过程中虽然累积了大量业务数据基础，但仍面临用户触达率低、感受不强的问题。在未来高速公路数字化转型进程中，仍需在当前可变情报板、小程序等信息服务路径的基础上，基于网联终端的大量用户优势，打通与车企、图商、运营商的合作模式，探索通过 C-V2X、ETC2.0、5G等通信技术，构建面向车企、图商、运营商等的标准化数据接口。同时，需前瞻性考虑不同通信技术的演进趋势，研究不同通信技术的协同耦合路径，支撑实现高速公路核心业务数据面向用户主体的“供得出+流得动”的主动服务。
3.4 交易数字化：形成商业模式
随着数字化转型的不断发展和深入，高速公路协同管控和用户服务等关键业务逐渐产生并积累海量价值数据，主要包括交通基础设施数据、载运工具数据、交通运行数据、运营管理数据、运输服务数据等，体现为多源异构、时效广泛、跨界价值三大特征。海量数据催生海量交易市场，驱动高速公路行业释放产业价值。根据数据先变为数据资源，再进一步要素化的过程，高速公路协同管控和用户服务的数字化转型的数据价值释放主要体现为以下3个阶段，如图9所示。
在第一阶段，高速公路通过各类感知系统、传感器系统、监控系统等采集业务数据，进一步在数字底座、云控平台等数字基础设施侧完成加工、存储、数据治理等过程，实现数据的有序化，成为数据资源。当前，行业仍面临数据资源质量亟待提升的现状，距离多业务贯通、数据融合仍有较大差距，仍需紧抓数字化转型机遇，从企业管理和业务角度提升数据管理能力成熟度。在第二阶段，数据资源通过评估、确权成为数据资产，而后通过定价成为数据要素。当前，山东高速、贵州高速、广西交投、湖北交投等高速公路运营管理方已经在交通流数据、货运车辆数据等资产入表方面进行了一些探索。但是，由于高速公路传统业务“一路一公司”的特征显著，分散化管理架构在数据要素市场化进程中暴露了系统性障碍，主要体现在数据确权环节的复杂性、权属分割的模糊性以及跨主体协同的失效性上。未来可以通过探索制度重构和技术赋能双轨突破，推动高速公路数据发展从分段确权向路网共治转型。在第三阶段，数据要素通过在市场上实现跨主体流通释放价值，同时，数据要素市场上的数据要素可以通过二次生成、再利用重新成为数据、数据资源。在这个阶段，高速公路运营企业探索与物流、车、图商、金融等各类企业打通数据合作链条，结合可信数据空间等新兴技术架构的可信管控、资源交互、价值共创等核心能力，推动高速公路数据交易生态圈的完善，从而转变形成以数字赋能的运营商业模式，赋能交通行业数据要素价值释放，产生新的经济增长极。
4 面向协同管控与用户服务的高速公路数字化转型落地实施建议
数字化转型一般包括从单点业务到内部协同再到全面协同的过程，而根据前述对高速公路协同管控和用户服务的内在驱动和转型框架的分析，高速公路数字化转型落地实施需要以“试点示范-全局应用-产业生态”的逻辑为原则，逐步完成独立业务数字化、业务流转融合、产生乘数效应的转型，如图10所示。其中，第一阶段为试点示范阶段，该阶段的主要目标为依托独立数据，完成独立业务的数字化。第二阶段为全局路网连接优化阶段，主要目标为进行数据融合，来支撑协同管控与用户服务两个业务之间的数据流转和融合应用。第三阶段为形成产业生态阶段，主要目标为构建数据产业，拓宽行业边界。依据交通运输行业的特征和各地的差异，高速公路数字化转型后续发展依然会呈现阶梯式发展特征，由政策基础好、试点效果佳的地方率先引领，进行技术的试点示范和应用验证后，再进行更大范围的应用推广。
在促进数字化转型落地和实施方面，本文在政策与制度建设、技术攻坚与研发投入、应用推广与模式创新三方面提出如下建议。
1）政策与制度建设方面
一是积极谋划数字化转型新阶段智能交通整体架构的顶层设计，以交通运输实际场景和用户需求为牵引，牵引高速公路数字化转型场景规划，以较小资金和资源投入，撬动交通运输系统性安全水平和服务能力的有效提升。二是注重交通运输行业与信息通信产业、数据行业的政策与制度协同，推动数字化转型升级与智能网联汽车“车路云一体化”试点、5G规模化应用“扬帆”行动升级、可信数据空间创新发展试点等工作协同，以促进信息通信技术在交通运输场景中加快落地，破解交通运输数据要素价值释放困局。
2）技术攻坚与研发投入方面
一是加强路网运行监测、安全管控、信息服务等方面的数字化能力，提升感知、通信、算力等新型基础设施的应用性能与跨域服务连贯性，提升复杂系统的韧性。二是加强新兴技术试点示范，匹配信息通信技术在交通运输场景中的落地节奏。以场景为牵引进一步推进人工智能、5G等新一代信息通信技术在交通管控、出行服务等方面的应用部署，协同考虑ETC 2.0与车联网C-V2X等技术路线及演进趋势，避免零散发展带来后期互联互通困难。
3）应用推广与模式创新方面
一是加强交通运输行业数据要素顶层设计，指导并规范行业企业深入开展全生命周期业务数据治理，制定跨行业高质量数据集标准。二是提前布局，考虑由“建管养运服”管理转向数据运营的模式变化，培育交通专业数据服务商、运营商，加快企业数据资产确权入表进展。同时，推动新应用、新模式由技术试验验证转向商业化运营、有效监管，促进产业融合发展。
5 结论
针对当前高速公路数字化转型中协同管控与用户服务面临用户感知不足与投资收益失衡的双重挑战，以及数字化转型理论研究不足、路径发展方向不清的现状，本研究面向我国高速公路数字化转型由数字化2.0向3.0演进重要阶段的协同管控和用户服务两大核心业务，广泛调研并分析了国内外高速公路数字化转型现状，以“场景规划-技术框架-应用模式”为主线剖析了数字化转型内在驱动和发展趋势，进而提出高速公路数字化转型“场景-基础-能力-交易”四阶段路径推进策略和发展建议，以期为我国现阶段高速公路数字化转型进一步发展提供理论支撑和应用实践参考。本文的主要结论如下。
1）我国高速公路数字化转型进入新的关键阶段，在用户感知效果不佳、投资收益比不足的表象问题背后，仍需突破场景规划、技术框架、应用模式三方面的关键挑战。
2）协同管控与用户服务需面向管理者和用户的双重需求进行融合应用，应用模式逐渐向 “轻量化、广触达”的合作式信息服务趋势演进。随着高速公路场景能力的不断提升，未来主要在服务引导、协同调度、自主运行3个关键阶段支撑实现高速公路数字化转型效益和效果提升。
3）提出面向协同管控与用户服务的高速公路“场景-基础-能力-交易”四阶段数字化转型框架，以场景数字化作为首要目标，挖掘面向管理者和用户的刚性场景，提出了不同场景的目前发展阶段；进而依托数据底座、云平台等完成基础数字化，以提供数字化转型的数据基础；通过优化感知、管控与服务能力，实现能力数字化；最后结合数据要素价值释放链条以及数据流通技术，实现交易数字化。
4）针对数字化转型落地实施逻辑，提出总体以 “试点示范-全局应用-产业生态”的演进逻辑为原则，逐步完成独立业务数字化-业务流转融合-产生乘数效应各阶段，并在政策与制度建设、技术攻坚与研发投入、应用推广与模式创新三方面提出了具体的落地实施建议。
下一步，在本文的研究基础上，仍需根据人工智能大模型、具身智能等最新一代信息通信技术的演进趋势，结合具体技术在高速公路数字化转型具体场景中的应用实践，完善不同应用场景、不同阶段的高速公路数字化转型趋势研判与落地路径建议分析。
