Smart highways have been a focal point in China's road transportation sector in recent years, garnering significant attention from government departments, highway operators, industries, and academia. A series of demonstration projects have been implemented, yielding substantial results. Currently, the field of smart highways still faces numerous challenges. There is an urgent need to integrate interdisciplinary theories, fully apply cutting-edge technologies represented by new-generation digitalization and artificial intelligence, and align with China's social structure, governance models, and practical needs. This will facilitate the transition from "information guidance" to "collaborative optimization" and further to "autonomous operation," thereby supporting the national goal of building a country with a strong transportation network and contributing to China's transportation modernization.

To this end, the editorial office of the Journal of Highway and Transportation Research and Development has organized dozens of domestic professors, scholars, and experts to systematically summarize the research, development, and applications in the field of smart highways and related areas over recent decades. Their work covers the evolution of smart highways, traffic information monitoring, key technologies in traffic control, traffic safety, vehicle-road coordination, and autonomous driving, while also offering insights into future prospects. This is a highly significant undertaking for the digital and intelligent development of China's highway transportation, providing a wealth of resources for academic research and technological development in related fields.

智慧公路是指充分运用新一代信息技术和智能技术对公路基础设施进行数字化、网络化和智能化升级,以显著提升交通运输效率、安全性和可持续性的公路系统。尽管其战略意义日益凸显,但当前研究多集中于特定技术或区域发展分析,缺乏对全球智慧公路演进脉络的系统性梳理与对比。本研究通过结合中国、美国、日本、欧洲等代表性国家和地区的发展状态、工程案例与技术体系,将智慧公路的发展划分为萌芽与探索阶段、智能交通系统兴起阶段、车路协同阶段和数字化智能化发展阶段4个阶段,并对各阶段概念特征与技术内涵进行分析。通过对各国智慧公路基本体系架构的演进过程进行分析,揭示了智慧公路以"云-边-端"为核心的物理层级和以"感知-通信-计算-应用"为核心的逻辑层级的发展趋势,并在此基础上从感知、控制、安全、车路协同方面对智慧公路发展关键技术进行总结。研究成果有助于全面理解智慧公路的概念、架构与技术的演进逻辑,并为智慧公路的技术路线规划、标准体系建设与规模化建设提供理论依据与决策参考。

随着中国公路网络规模的持续扩大与交通需求的快速增长,传统交通监测手段已难以应对复杂路网环境下的动态感知与管理需求。智慧公路作为交通强国战略的重要载体,在物联网、人工智能、大数据等新一代信息技术驱动下,其发展亟需构建覆盖"感知-分析-服务"全链条的交通信息监测体系,为此,开展了围绕智慧公路交通信息监测的核心技术与应用场景的系统性研究。(1)从路侧感知、车载感知与协同感知3个维度剖析多模态感知技术的发展现状,重点探讨多传感器融合算法优化、设备布设策略创新及复杂环境适应性提升等关键问题;(2)基于云边端协同的深度分析框架,综合研究了面向多源异构数据的分层处理机制,结合人工智能算法实现交通状态智能识别与预测,并针对隐私保护与数据安全挑战探讨了加密技术与联邦学习的融合解决方案;(3)结合城市与高速公路场景特性,分别阐述交通流监测、事件响应、停车管理等服务系统的技术路径与实践成效,揭示个体感知、新能源监测等技术在新型交通形态中的应用价值;(4)通过对比分析城市与公路在信息采集、数据处理与服务模式等方面的差异,提出标准规范协同、数据平台整合、服务功能优化的一体化发展策略。研究结果可为智慧公路建设提供理论支撑与技术参考,助力交通系统向智能化、集约化方向转型升级。

随着智能交通系统的迅速发展,传统公路系统正在加速向数字化、网络化和智能化方向演进,由此催生出"智慧公路"这一概念。智慧公路通过运用新一代信息与智能技术,对公路基础设施进行全方位升级,以显著提升交通运输效率、安全性与可持续性。作为智慧公路系统的重要组成部分,交通控制技术的发展已成为当前研究和工程实践的核心热点之一。本研究系统梳理了智慧公路的匝道、主线、特殊路段及协同控制技术研究进展,包括定时、感应、自适应的匝道控制方法,可变限速、动态路肩与合乘车道等主线控制策略,施工区与隧道等特殊场景下的控制技术,以及涵盖匝道-主线、快速路-地面道路的协同控制方法。对现有研究的梳理表明,当前研究在控制算法适应性、控制对向协同性和微观行为建模方面仍存在不足,智能化控制的实时性与可部署性也有待提升。本研究从网联化环境、智能化算法、多场景协同等角度展望了智慧公路交通控制的未来发展方向,强调网联化、智能化与协同化的演变趋势,为构建高效、安全、可持续的智慧公路交通控制技术体系提供理论支持与研究参考。

智慧公路是指通过融合大数据、云计算、物联网、人工智能等新一代信息技术构建的全域感知、自主决策智慧化公路系统。中国公路通车里程位居世界第一,但交通安全形势依然严峻,智慧公路建设已成为提升交通安全、效率和管理能力的必然选择。本研究从人、车、路、环境及数智管理等多维度系统梳理智慧公路与交通安全领域的理论方法及技术应用研究进展,重点探讨道路基础设施与交通安全、车路协同与交通安全、数智管理与交通安全研究主题,综合国内外研究发展与应用实践表明,智慧公路可有效降低事故风险,但人机交互复杂性、数据安全性和技术标准化等问题亟需突破。通过系统总结现有理论方法与技术应用瓶颈,提出未来需深化混合交通流理论、数字孪生安全管理体系及自主防控技术研究,为智慧公路交通安全可持续发展提供理论支撑与实践参考。

随着感知、通信、计算等技术的持续演进,以及智能交通基础设施的加快布局,协同式自动驾驶正逐步成为智能网联交通系统的关键发展方向。本研究旨在系统梳理智慧公路与协同自动驾驶融合背景下的核心技术体系,并总结该方向的现状及发展趋势。首先,介绍智慧公路的概念演进、分级体系及其在支撑自动驾驶中的作用,梳理典型国家与地区的技术路径与建设经验;其次,分析单车自动驾驶核心技术的发展现状与局限性,强调其在复杂环境下的瓶颈问题;然后,聚焦协同式自动驾驶关键支撑技术,包括车路云一体化架构、协同通信、感知融合与决策控制等,并对多源数据融合难题与混合交通流管控挑战进行探讨;最后,总结协同自动驾驶系统的测试验证方法及其工程化应用推进中的主要问题,并对智慧公路与协同自动驾驶的发展趋势进行分析。

【目标】 在全球升温的背景下,青藏高原多年冻土区在役公路面临路表沉陷、路侧积水、地基富水、融化夹层增厚以及多年冻土持续退化等一系列问题,为了有效应对这些问题给在役路基病害治理改造带来的严峻挑战,亟需在现行设计原则基础上提出更加精细化、适应性更强的设计与处治理念。【方法】 对国外多年冻土区地基设计方法的发展脉络和中国多年冻土区公路路基设计方法的发展演进过程进行了梳理,并根据最新的现场调查数据分析了青藏高原多年冻土区在役公路路基沉陷病害的成因和现行设计体系需要完善的内容。【结果】 建议在现有“保护冻土”、“允许融化”两大设计原则的基础上发展和完善“预先改善地基条件”的第3类设计原则,针对性提出了“处治冻土地基”的理念,并给出了与之匹配的多年冻土区公路路面-路基-地基协同设计方法,以更精细地考察气候变化诱发地基性状改变对路基变形和稳定性的影响。【结论】 根据现有路堤处治技术、浅层地基(0~3 m)处治技术、深层地基(>3 m)处治技术的类型、特点、工程应用情况及效果,指出当前亟需攻克的技术包括水文地质的精细化勘察、工程地质评价指标体系的完善、多年冻土地基处治措施长期效能表征体系的构建、新型冻土地基处治材料与装备的研发等内容。