0 引言
世界各国抢抓数字化变革的战略机遇期。美国交通部2024年8月发布了C-V2X车联网技术的部署蓝图“Saving Lives with Connectivity: A Plan to Accelerate V2X Deployment”（《互联互通，挽救生命——加速V2X部署行动计划》）[7]，旨在加速推广C-V2X车联网技术，推动交通体系更加安全、可靠、高效。英国政府发布了“Digital Development Strategy 2024-2030”（《2024至2030年数字发展战略规划》）[8]，将“数字化转型——利用数字技术促进经济、政府及社会全面发展”确立为四大核心指标之一，并发布了“UK Transport Digital Twin Vision and 2035 Roadmap”（《英国交通数字孪生未来展望与2035年实施路径》）[9]，推动构建涵盖多种交通方式的互联数字孪生生态系统，促进交通网络的高效协同。日本通过发布《数字化社会改革基本策略》《数字化社会重点实施计划》等数字改革战略文件[10-11]，强化数字化在推动经济增长与社会变革中的关键作用。
我国也在积极推动公路水路数字化转型。交通运输行业主管部门把交通基础设施数字化作为“十五五”期间统筹推进智慧交通发展的重要任务之一。2024年4月，财政部与交通运输部共同印发了《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）[12]，旨在通过发挥资金引导作用，支持带动万亿级行业数字化转型相关产业的发展。之后各地响应积极，15个省份制定了针对性的数字化升级支持政策，16个省份发布了数字化工程项目实施的建设指南。各地围绕数字化转型开展了广泛的探索与实践[13⇓⇓-16]，取得了一定成效，但仍面临一些亟待解决的关键问题：①对公路水路数字化转型底层逻辑的研究不足；②缺少对公路水路数字化转型技术路径的对比分析；③对数字化转型中面临风险挑战的前瞻性分析不足。
针对以上问题，本文将围绕公路水路数字化转型的理论与实践，在自上而下梳理支持政策的基础上，自下而上分析首批示范区域建设的实施方案；结合黄金思维圈模型，对数字化转型的目的、路径和任务进行剖析，提出数字化转型参考路径；采用情景分析法，对“十五五”期公路水路数字化转型的典型场景、关键技术、面临的挑战和发展趋势进行分析与展望。通过上述研究，旨在为公路水路数字化转型发展提供理论支撑与实践参考。
1 数字化转型发展现状
利用数字化技术改造传统产业，是完善现代化产业体系的重要组成部分。从中央到地方、从行业到企业、从科研到工程都积极推动、着力探索传统产业数字化转型模式，旨在形成“业务需求-技术突破-场景中试-工程示范-商业回馈-规模推广”的路径闭环。
1.1 数字化转型政策支撑
表1 公路水路数字化转型相关政策文件 |
| 发文时间 | 发文单位 | 发文名称 |
|---|---|---|
| 2019-07-25 | 交通运输部 | 数字交通发展规划纲要 |
| 2019-09-19 | 中共中央、 国务院 | 交通强国建设纲要 |
| 2021-02-24 | 中共中央、 国务院 | 国家综合立体交通网规划纲要 |
| 2021-10-25 | 交通运输部 | 数字交通“十四五”发展规划 |
| 2022-07-04 | 国家发展改革委、交通运输部 | 国家公路网规划 |
| 2022-09-23 | 交通运输部 | 交通运输部办公厅关于开展 在役干线公路基础设施与安全应急数字化试点工作的通知 |
| 2023-09-09 | 交通运输部 | 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 |
| 2023-11-24 | 交通运输部 | 关于加快智慧港口和智慧航道建设的意见 |
| 2024-04-29 | 财政部、 交通运输部 | 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 |
| 2024-09-10 | 交通运输部 | 公路服务区数字化建设基本 功能要求（试行） |
| 2024-11-09 | 交通运输部、 国家发展改革委 | 交通物流降本提质增效 行动计划 |
注：按发文时间排序。 |
为了深入推进交通运输领域的数字化进程，各地交通运输管理部门也相继推出一系列政策措施。上海市交通委员会印发了《上海交通数字化转型实施意见（2024—2026年）》[18]，旨在构建一个“人本、高效、智慧、绿色、韧性”的国际大都市综合交通体系。江苏省发布了《江苏数字交通发展三年行动计划（2022—2024年）》[19]，重点打造“基础设施智能化、运输服务一体化、行业管理精准化”的数字交通应用场景，构建“创新生态+产业链条+应用场景+数字安全保障”的数字交通发展架构。宁夏回族自治区出台了《宁夏数字交通发展三年行动计划（2023—2025年）》[20]，致力于打造“智能感知、业务协同、大数据分析、安全保障、创新驱动”的数字交通示范应用体系。河南省发布了《河南省交通运输数字化转型行动计划（2023—2025年）》[21]，提出到2025年全面实现“基础设施智能化、运输服务无缝衔接、行业管理精细精准、资源环境集约高效”的数字交通发展目标。
1.2 转型示范区域实施方案分析
表2 公路水路交通基础设施数字化转型升级第一批示范区域名单 |
| 序号 | 示范省份 | 示范区域名称 |
|---|---|---|
| 1 | 北京市 | 北京市“路城一体”公路交通基础设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 2 | 江苏省 | 江苏省“一轴一网两融合”大流量交通基础 设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 3 | 浙江省 | 浙江省“一廊两翼全网”高品质一体化交通 基础设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 4 | 福建省 | 福建省两岸融合发展交通基础设施数字化 转型升级示范通道及网络 |
| 5 | 河南省 | 河南省“一轴一廊”交通基础设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 6 | 湖南省 | 湖南省“一圈二轴三区”畅安舒美交通基础 设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 7 | 广东省 | 广东省“一轴两网”交通基础设施数字化转型升级示范通道及网络 |
| 8 | 四川省 | 四川省“大蜀道”交通基础设施数字化转型 升级示范通道及网络 |
就通道规划而言[22]，首批入选的8个示范区域重点围绕国家综合立体交通网络的核心架构“6轴7廊8通道”进行布局，以京港澳高速公路、沈海高速公路等交通繁忙的国家公路，以及西江航运干线、京杭大运河等高等级航道为核心，其中公路部分约占示范项目总里程的81%，水路部分约占总里程的19%，项目中超过90%的里程已纳入国家综合立体交通网的主骨架之中。从建设内容来看，公路领域共有8个省份拟实施共90项建设任务，如图1所示，主要集中在路网运行监测预警、干线主动管控、智慧站点和基础设施监测预警等应用场景；水路领域共有4个省份实施14项建设任务，如图2所示，主要集中在航道运行监测预警、智能船闸和航道养护信息动态发布和电子航道图“一张图”服务等应用场景。这一专项工作的实施，将推动“十五五”期公路水路领域数字化转型的加速发展，为行业高质量发展并带动相关产业发展提供动能。
1.3 数字化转型关键技术分析
1）物联网与感知技术
2）通信与传输技术
5G、北斗等通信传输技术为交通基础设施提供了高速、低延迟的通信能力[26]，支持车路协同、自动驾驶等高级应用。新一代自动化集装箱码头建设通过5G通信技术实现了车辆与岸桥、轨道吊等设备之间的高速、低延迟通信，支持了自动化作业的高效运行。
3）大数据与人工智能技术
4）智能控制与决策技术
车（船）路（岸）协同技术通过载运工具与基础设施之间的信息交互，实现协同感知、协同决策和协同控制，提升交通运输通行效率和安全性[29]。北京市“科技引领智慧出行 安全护航冰雪畅通”案例中的延庆公路智慧管理平台，通过车路协同技术实现了对冰雪天气的实时监测和预警，为交通安全提供了有力保障。江苏省“超饱和干线通道智慧扩容技术及应用”案例则是通过智能信号控制技术动态调整交通信号灯的配时方案，缓解了交通拥堵。
5）数字孪生与仿真技术
综上，数字化技术的加速迭代为公路水路数字化转型提供了持续的技术驱动力，公路水路丰富的业务场景、明确的痛点问题、多样的基础设施对象、海量的数据积累为数字化技术应用提供了绝佳的业务载体。在新技术应用与行业问题解决的交互实践中，技术进步与行业发展相互促进、螺旋式上升，共同推动技术进步与行业发展。
2 公路水路数字化转型的底层逻辑
针对目前缺少对交通数字化转型的底层逻辑分析这一问题，在理解“数字化”“数字化转型”涵义的基础上，采用黄金思维圈模型对公路水路数字化转型的目的、路径和任务进行系统分析。
就公路水路而言，在企业发展维度，数字化转型是以企业安全、降本、增效、提质和可持续发展为根本目的，利用数字化思维、手段和能力对企业进行业务重塑、流程再造和持续择优的过程。在行业治理维度，数字化转型是以行业高质量发展和治理能力提升为根本目的，对行业治理的体制机制、组织架构、方式流程、手段工具进行全方位、系统性重塑的过程。
利用黄金思维圈方法，对公路水路数字化转型的底层逻辑进行分析，如图4所示。
黄金思维圈把思考和认识问题分为3个层次，由内向外思考（Why-How-What），从为什么开始，挖掘底层目的、理念；再到如何做，明确实现目标的方法、路径；最后再考虑做什么，给出具体的重点任务，达到事半功倍的效果。
先回答Why。公路水路数字化转型的目的是什么?主要体现在5个方面。①对公众而言，坚持人民交通为人民，切实提升人民群众的获得感，把人民群众满不满意作为数字化转型的重要评价标准，体现交通运输的普惠性与公平性。②对企业而言，转型是为了持续推动企业降本、增效、提质、安全，提升企业可持续发展和应对复杂市场挑战的能力。③对政府而言，转型是为了提升行业治理能力，为经济社会发展提供有力保障，促进行业高质量发展。④对产业而言，交通先行当好先锋，为经济社会高质量发展提供有力保障，促进汽车制造、数字经济等相关产业的发展，提供产业融合发展的持续动能。⑤在时间维度，长远来看，数字化转型的目的是行业高质量、可持续发展，形成支持业务、产品持续改进的数字化基础，提升行业、产业、企业保持长期竞争力、能够应对“灰犀牛”“黑天鹅”挑战的能力。
最后回答What。具体做什么?当前及今后一段时间，以公路水路交通基础设施数字化转型示范区域建设为抓手，着力推动智慧扩容、安全增效、产业融合、体制机制创新和数字底座建设等具体任务。
3 公路水路数字化转型路径
基于对公路水路领域数字化转型的普遍共识，给出V字迭代模型、五维海星象限模型、底层逻辑四步模型等3种数字化转型参考路径。
3.1 转型共识
在推进公路与水路领域的数字化升级过程中，必须清晰解答3个核心问题：转型内容、转型路径、转型主体。
1）转型内容：聚焦业务运营模式、技术体系、组织结构以及企业文化的全面革新，以业务为基石，运用数字化理念、技术及工具，对业务流程进行革新，对业务逻辑进行重塑，显著提升业务成效。
2）转型路径：遵循数据引领、工具升级、流程优化、决策创新、生态体系重构及持续改进的转型策略，如图5所示。在时间维度，通过从单点试验、局部优化到系统融合、生态重塑的逐步推进，实现业务从点到线、由面及体的全面转型与升级。
3.2 数字化转型参考路径
3.2.1 V字迭代模型
V字迭代模型的实施包含以下3个关键阶段。
1）业务协同框架的构建。遵循“明确核心业务—划分业务模块—细化业务单元—列举业务事项—设定业务流程—确立协同机制—构建指标体系—汇总数据需求”的逻辑路径。
2）数据共享机制的建立。遵循“制定数据共享目录—完成数据服务接口对接—实现业务指标协同一致—集成业务事项—整合业务单元—组合业务模块—构建业务系统”的步骤。
3）V字框架的持续迭代与优化。围绕核心业务，不断迭代更新现有的业务协同框架，同步推动数据共享机制的升级完善，打造标志性应用场景，推动业务体系和治理体系的全面优化与系统性重构。
3.2.2 五维海星象限模型
该模型为企业数字化转型提供一个全面的框架，从业务模式、技术架构、组织结构、企业文化以及实施动力等5个核心维度推动转型进程。在业务模式上，倡导从“以产品为核心”的传统模式向“以客户为中心”的新模式转变；技术架构方面，鼓励从“人力驱动”向“智能与数据驱动”的转型；组织结构上，建议从“僵化的传统结构”转变为“灵活响应的扁平结构”；企业文化层面，强调从“强调执行力”的文化氛围转变为“以人为本、鼓励创新”的文化环境。在实施层面，单点应用关注数据，回答好“数字化投入如何快速给我带来收益”的问题；局部优化关注集成，回答好“我的企业还需要哪些环节数字化改造”的问题；体系融合关注平台，明确“所有业务都值得数字化手段升级一遍”；生态重构关注价值，回答好“我未来将是一家什么样的企业”的问题。在公路水路领域，五维海星象限模型对指导企业数字化转型同样具有很好的参考价值。
3.2.3 底层逻辑四步模型
对比以上3种不同的实施路径，可以看出：V字迭代模型将业务和数据需求分解至最小单元并明确权责，形成数据共享和业务需求的供需平衡，侧重于推动跨部门的业务协同、数据共享和效率提升，适用于行业治理和公共服务类业务的数字化转型；五维海星象限模型从业务模式、技术范式、组织方式、文化意识、执行动力等5个维度来制定、推进和评估数字化转型战略，并给出了“单点应用、局部优化、体系融合、生态重构”的可持续推进路径，为企业级数字化转型提供参考；底层逻辑四步模型是从核心业务尺度给出数字化转型的参考路径，它强调对核心业务的辨识，抓住核心业务降本、增效、提质、安全的阶段性目标，将目标转化为实施环节的具有可操作性的具体步骤，再用数字化的手段、工具、思维和能力来执行每个具体步骤。以上3种路径并不是互斥的，应根据不同业务和发展阶段的具体需求，灵活选择合适的技术和方法，从业务中来，到业务中去。
4 公路水路数字化转型典型场景分析
1）场景1：智慧扩容——沪宁高速超饱和干线通道智慧扩容
痛点问题：江苏省部分干线通道交通流量大，传统收费模式易导致收费站拥堵，影响通行效率。
技术路径：采用ETC自由流预交易、匝道与收费站系统的协同优化、应急车道灵活管理、收费车道自动化以及特殊情况智能处理等智慧手段，结合经济激励、精细管理、宣传引导及法律手段，有效改善交通秩序，减少事故，确保车辆以最佳速度顺畅通行，全面提升道路通行能力。
应用成效：沪宁高速通行效率提升了12%、通行速度提高了19%、道路事故率下降了29%、拥堵时间减少了48%，智慧扩容成效显著。智慧扩容的投资成本每公里不到500万元，仅约为物理扩容成本的1/40[43]。
该应用案例见图9。
2）场景2：智慧协同——“浙闸通”智慧船闸系统
痛点问题：浙江省早期船闸运营中存在信息不畅通、管理不协同的痛点。船户在航行过程中需要频繁地与多个船闸进行沟通协调，以获取过闸许可和安排过闸时间。由于各船闸之间缺乏有效的信息共享机制，船户往往需要耗费大量时间和精力逐一办理手续，导致过闸效率低下，待闸时间长。
技术路径：建设覆盖浙江全省16座船闸的智慧船闸系统，打造了一键过闸、一体调度、一屏管控三大应用场景，精准预测乘潮水位，实现潮水分级管理，通过“潮前迟点停，潮后早点开”延长了通航时间。建立统一的智能调度平台，将全省各船闸的信息进行整合和共享，实现船闸信息的互联互通，船户可以方便地查询各船闸的实时状态、过闸规定和待闸情况，从而合理安排航行计划；系统能够根据船舶的到港时间、船闸的通行能力、天气状况等多种因素，自动计算出最优的过闸顺序和时间，并通过智能调度系统实时发布。
应用成效：潮前停闸从提前2.5 h优化为提前2 h，潮后钱塘江侧恢复运行最高通航水位由7.3 m提高到7.5 m；实施钱塘江中上游绿波通行，运输时长从绿波前的26 h减少到10 h。平均每日利用App过闸船舶占比超过98%，船闸可运行天数增加至304 d，平均待闸时间缩短至0.8 d[45]。
该应用案例见图10。
3）场景3：安全增效——京哈高速大流量高速公路准全天候通行出行服务及安全保障
痛点问题：2021年，京哈宝山段因多种原因（恶劣天气、车流量大、交通事故等）封闭总时长高达1 651.3 h，严重影响了公众出行体验与公路服务功能。
技术路径：围绕“全天候、精确化”服务目标，构建“智慧决策、协同管控”的路警联动体系，解决了数据共享与跨部门协作问题，集成安全监控、应急指挥、气象预报、交通态势预测及事件快速响应等技术，打造京哈“12345”智慧高速体系，“拨云见日”实现全面感知、精准控制、高效服务与智能应对。
应用成效：2023年，京哈高速全年封闭时间减少了2 317.88 h，时长减少了57.67%；旅游旺季因恶劣天气而封闭的时长减少了92.68%，封闭次数减少了87.80%，成功引导45万辆大型货车通行，增加通行费收入1.04亿元，挽回经济损失2 364.24万元[45]。
该应用案例见图11。
4）场景4：安全增效——济青中线高速公路隧道不降速通行
痛点问题：传统隧道因光线急剧变化，驾驶员需减速适应，影响效率且增加事故风险，同时隧道环境限制救援效率，侧壁效应影响驾驶体验。
技术路径：通过在隧道出入口构建遮光棚架、透空混凝土明洞等设施，巧妙地实现隧道内外部光线的自然渐变，有效规避了“黑洞白洞”视觉现象。隧道内部署了动态调光系统及车辆跟随调光技术，能够依据外部光照强度、色彩温度及车辆行驶速度自动调节照明亮度与色温，使驾驶者驶入隧道时能顺畅适应光线变换。隧道的车行道两侧均增宽了25 cm，有效减轻了“侧壁效应”，增强了驾驶的舒适性。整合智能巡检机器人、自动化灭火水炮等先进装备，实现了对隧道环境的全天候监控及突发事件的即时应对。
应用成效：小客车和大货车在隧道内的通行速度分别为110 km/h和85 km/h，分别达到设计速度的91.67%和85%，隧道口交通事故率降低了30%，隧道通行效率提升了30%[45]。
该应用案例见图12。
5）场景5：绿色提质——干散货码头绿色智慧全要素管理和全流程无人化作业系统
痛点问题：传统干散货码头作业环境恶劣，粉尘污染严重，对工人健康构成威胁；作业方式依赖大量人力，作业效率低下，且人为因素导致的安全事故频发；管理模式粗放，资源调度不合理，导致能耗高、成本高。
技术路径：研发全自动装卸技术，实现门机卸船、斗轮机堆取料、皮带机运行与巡检等环节无人化作业；构建“物联网+”全要素智慧管理平台，实现精细化管控；建立智慧生态管控体系。
应用成效：一线人员减少了12%，能耗降低了10%，运行成本削减了8%，粉尘浓度下降了28%，生产效率提升了11%，年节约成本约1 100万元[45]。
该应用案例见图13。
6）场景6：产业融合——遥感核查鉴真伪“e路通”通畅显成效
痛点问题：传统公路基础数据的准确性和时效性难以保证，多源数据共享障碍和业务协同流程复杂，使得管理效率低下。
技术路径：依托高分遥感普查，摸清江西省每条公路的轨迹、属性以及沿线附属设施的真实情况，打造“e路通”综合业务平台，建立真实可靠的公路基础设施空间数据库，形成准确客观的公路资产一张图，从根本上解决了以往数据“不敢用”“用了有疑问”的问题，实现项目追踪、资金监控、质量检测等一体化管理，提升路网规划科学性与管理透明度。
应用成效：完成了20.5万km公路遥感普查，核实2.45万座桥梁、隧道等设施，建立全生命周期档案，工作效率提升了近2倍，降低了养护成本[45]。
该应用案例见图14。
7）场景7：模式创新——长江数字航道与“水上一张图”应用实践
痛点问题：航道信息服务的精准度和及时性不足，无法为航运企业提供有效的决策支持。航道养护和服务模式的信息化程度不高，导致通航潜能释放不足，航道通过能力受限。航道养护和管理效率低，难以适应现代航运发展的需求。
技术路径：开发4 800 km范围的数字化航道地图，构建“一图、一网、一站、一标”电子航道图建设、运行、服务关键技术体系，建设融合智慧管养与智慧服务的一体化协同平台，形成涵盖内河航道要素感知、航道精细高效管养、电子航道图生产发布与便捷优质服务的成套技术方案。
应用成效：直接服务10万余艘船舶，维护信息更新频率提升至每周一次，维护水深较计划增大 0.3~1 m，可利用航道宽度增大20~100 m，维护水深与航道宽度显著增加，极大提升了通航效率与服务水平[45]。
以上场景共同展示了以行业痛点难点为切口，通过数字化技术应用和能力打造，实现了业务流程、业务模式、组织方式的重构，推动了问题的解决，提升了管理效能或服务质量。
5 公路水路数字化转型关键技术预见
结合公路水路数字化转型示范区域建设场景、2024年中国智慧城市和可持续发展技术成熟度曲线等，采用情景分析法对“十五五”期间公路水路数字化转型发展涉及的部分新兴技术进行预测分析。
1）AI大模型——生产力的提升
如果数字化转型会带来生产关系的调整，那么当下大模型技术的落地实用将带来行业生产力的提升。大模型技术是指具有大规模参数和复杂计算结构的机器学习模型，通常由深度神经网络构建而成，能够处理复杂的数据和任务，包括自然语言处理、图像识别、语音识别等。在公路水路数字化转型应用中，AI大模型技术将发挥行业海量数据优势，训练行业垂直细分领域大模型，支持不同应用场景的迭代应用，提升行业治理、公众服务的能力和水平。
2）设施/政府数字孪生——数实融合的载体
数字孪生技术是指通过数字化手段创建物理实体的虚拟模型，实现物理世界与数字世界的交互和融合。在公路水路数字化转型中，数字孪生可以作为数实融合的载体，为交通设施的规划、建设、运营和维护提供全方位的数字化支撑。探索政府数字孪生新型政务模式，形成虚实融合、线上线下深度交融、“足不出户”的政务服务新模型。
3）智能互联基础设施——万物互联的基础
智能互联基础设施指嵌入传感器、软件等技术的物理基础设施网络，能够收集和交换数据、相互通信并智能响应环境变化。将体量巨大的公路水路基础设施改造为智能互联基础设施，支持交通基础设施、载运工具、交通参与者的高效互联互通，为自动驾驶、车路协同、船岸云协同、路空一体化等新的场景应用提供物联支撑。
4）区块链技术——“人-车-路-货-环境”的信任框架
区块链作为一种去中心化的账本记录技术[52]，具有数据不可篡改性、高度透明性及可追溯性等特征。在“人-交通工具（含车、船）-货物-道路-环境”要素的高频实时互动中，区块链技术能够构建起一个信任框架，为交通信息的共享、交易确认、身份验证等环节提供坚实的安全性与可靠性支撑。
6 公路水路数字化转型面临的挑战
“十五五”期，行业数字化转型发展的机遇与挑战并存，采用PESTEL模型对行业数字化转型所面临的挑战进行分析，如图16所示。PESTEL模型是一种分析宏观环境的有效工具，是PEST模型的升级版，主要从政治因素（Political）、经济因素（Economic）、社会文化因素（Sociocultural）、技术因素（Technological）、环境因素（Environmental）和法律因素（Legal）等6个方面对组织外部的影响因素进行辨识和分析。
1）政治方面：引导政策的可持续性
示范区域建设将带来稳定的资金支持，也必将撬动上下游相关产业。但在全球经济下行的大背景下，政策的稳定性和地方政府的落实程度将影响行业数字化转型战略执行的信心。需要及时评估本轮示范区域建设的经济和社会效益，探索并明确行业数字化转型的可持续发展模式，为下一轮的政策制定、战略规划和市场投资指明方向。
2）经济方面：资金投入与回报模式
交通基础设施通常体量较大、从业人员众多、核心业务关系国计民生。公路水路数字化转型需要大量的资金投入，涉及技术研发、设备更新、人才培训等多个方面，如果没有清晰的营收模式、良好的商业模式，很难保证数字化转型发展的可持续性。无论行业还是企业，如何平衡短期投入与长期收益，是数字化转型所面临的重要挑战之一。
3）社会文化方面：传统业务模式重构的阻力
转型背后是利益的再分配。对企业而言，数字化转型需要有足够的勇气进行资金的投入、流程的重构、生产关系的调整。在没有清晰可行的快速回报模式的情况下，鲜有企业能够自我驱动开展深入的数字化转型，大多数企业将停留在单点应用、局部优化阶段，少数可达到体系融合阶段，而真正实现业务重构、生态重构的寥寥无几。流程重构背后是生产关系的深刻调整，是利益格局的重构。深层次的数字化转型，必将因为触碰到一部分人的既得利益而遭遇巨大阻力，需高位推动、前瞻预测、储备工具。
4）技术方面：自主可控与开放合作的关系
行业数字转型需要保证关键技术自主可控，以避免对外部技术的依赖，确保数据安全和国家安全；同时，决不能关上门搞科研，应利用我国完善的交通基础设施载体和超大规模市场的优势，吸引全球资金、资源、人才和技术来共建共享共创数智交通发展生态，应保证行业科技创新研发体系始终是一个动态平衡的耗散结构。坚持自主研发的同时开放合作，既不受制于人，又不故步自封。
5）环境方面：用电用地约束
随着人工智能、数字孪生、大模型等先进信息技术在行业的落地实用，对算力的需求逐年增加。2023年我国算力总规模已达230 EFLOPS，是2020年的3倍，年均增速近30%，预计这一趋势在公路水路数字化转型实施过程中将持续。一方面，算力需求的增加直接导致用电量增大，给能源供应和环境保护带来了压力；另一方面，行业数据中心、通信基站、车路协同路侧终端等新型基础设施的建设，也将带来用地需求的增加。
6）法律方面：数据资产化背后的权属之争
在公路水路数字化过程中，会产生出行轨迹、交通流量、居民OD、车辆状态、基础设施状态、交通环境监测等海量数据。这些数据的权属涉及政府、基础设施运营管理单位、交通出行者、载运工具运营部门、数据收集和处理企业等多类主体，需要在明确数据权属、保护个人隐私、保障数据安全的前提下，有效保障数字资产化的行稳致远。
7）其他方面：数据要素化带来的安全问题
随着公路水路基础设施的对象数字化、要素规格化的推进，越来越多的数据和业务系统需要接入互联网，网络安全和个人隐私保护成为不可忽视的问题。一方面，重大交通基础设施涉及国家安全，而交通出行数据的滥用可能会侵犯公民个人隐私；另一方面，大规模的数据协同增大了系统的网络暴露面，使系统更易受到网络攻击。
7 公路水路数字化转型发展趋势展望
“十五五”时期是我国推动实现《交通强国建设纲要》提出的2035年基本建成交通强国目标的加速期，交通基础设施建设进入存量维护为主的时代，交通数字化成为新一轮科技革命和产业变革的重要应用场景，交通运输与其他产业融合发展趋势愈发明显。
结合前文的分析，展望“十五五”期公路水路数字化转型发展。预测到2030年，公路水路数字化转型将进入高质量发展阶段，以数据为关键驱动要素，新一代信息技术与公路水路核心业务深度融合并持续创新，全面推动交通基础设施的智慧化升级、运输服务的智能化改造、行业治理的数智化转型以及产业生态的协同化发展，显著提升服务品质与出行体验，提高政府治理效能与决策水平，促进产业升级与融合发展，形成开放共享、持续优化的数字交通发展生态，为交通强国建设提供有力支撑，具体表现在以下方面。
1）交通基础设施数字化水平显著提升
公路水路基础设施数字化率显著提升，新建工程基本实现数字孪生基础设施与现实基础设施同步规划、同步建设、同步更新，在役重大基础设施数字化率达到90%，预计90%左右的繁忙国家高速公路、40%左右的繁忙普通国道和80%左右的重要国家高等级航道将实现数字化转型升级。
2）人民群众交通运输获得感持续增强
数字化转型深度赋能推动实现“人享其行、物畅其流”美好愿景，打造一批智慧扩容、主动安全防控、自由流收费、个性化伴随式出行服务等“转型有感”的典型场景，显著提升交通运输服务的便捷性、舒适性和安全性，提高人民群众交通满意度和幸福感。
3）行业治理效能与决策水平显著提升
构建形成高可靠性的公路水路智慧感知网络，覆盖公路水路90%以上的重要基础设施，显著提升交通运行管理的安全性和效率。提升“交通大脑”的辅助决策能力，推动交通大模型在核心业务场景下的应用，提升行业治理的综合效能。探索构建交通政务元宇宙，利用数字人、生成式AI等先进技术及成果，变革数字政务的服务模式，探索数实融合、虚实交互的交通政务服务新模式。
4）促进产业升级与融合发展保障有力
促进交通与数字经济、智能制造、绿色能源等产业的深度融合，培育一批网络化协同、产业化融合的新业态、新模式。打造一批车路云协同、船岸云一体化、自动驾驶、智能航运、智能建造等典型试点，发挥适度先行、助力产业融合的“破点-连线-成面”的带动效应，形成具有一定规模和国际竞争力的相关产业集群。
5）形成世界前列的开放共享数字生态
坚持“走出去”和“引进来”并重，打造世界前列、合作共享、开放共赢的交通数字化合作全球生态。构建安全、可靠、高效的公路水路数字孪生底座，支持新建基础设施的自动接入、在役基础设施状态的动态更新，为公路水路行业的持续发展提供数字化基础。
8 结束语
针对当前行业数字化发展中存在的理论分析不足、技术路径不清、对困难挑战梳理不够等问题，本文围绕“十五五”期间公路水路数字化转型相关理论、技术路径、典型场景、面临的挑战与未来发展趋势进行了研究，主要结论如下。
1）公路水路数字化转型的核心目的是促进行业的高质量、可持续发展，形成支持业务、产品持续改进的数字化基础，具备保持长期竞争力、应对“灰犀牛”“黑天鹅”挑战的能力。
2）提出了V字迭代模型、五维海星象限模型、底层逻辑四步模型等3种数字化转型参考路径。其中，V字迭代模型适用于行业治理和政务服务的转型实施；五维海星象限模型适用于企业级数字化转型实施；底层逻辑四步模型适用于具体核心业务的数字化转型实施。
3）在抓住数字化转型发展机遇的同时，需前瞻性地认识到并应对好政策延续性、投资回报模式、传统业务惯性、数据资产归属、数据安全性、技术可控性等诸多挑战。
下一步的研究将围绕行业数字化转型效果评估、数字化转型典型场景与解决方案的研发、数字化转型所需标准体系构建等内容展开。