2024年高速公路行业信创发展研究报告

赛文交通网赛文研究院2024年3月 高速公路信创发展情况1 高速公路信创重点场景分析2 CONTENT 高速公路信创市场挑战和机会3 发展背景 信创关系国家安全和网络安全，发展至今已进入全面推广期，并建立了以党政为首“2+8+N”的行业体系，目前党政、金融、电信、电力渗透已较高，交通行业开始逐步推进 八大重点行业中，金融、电信和电力行业信创推进速度最快，能源、航空航天，交通、教育、医疗也在逐步进行政策推广和试点推进 信创依次历经预研起步、成果转化、市场试点、全面推广四个阶段 预研起步（1986年-2006年） •1986年：国家高技术研究发展计划，即“863”计划启动，打响中国自主创新第一枪•1993年：中软推出第一代基于UNIX为底层的国产LinuX操作系统“COSIX1.0”，国产操作系统横空出世•2006年：《中国中长期科学和技术发展规划(2006-2020》将“核高基”列为16个重大科技专项之一 成果转化（2007年-2013年） •2008年：微软黑屏门，操作系统国产化需求走强•2013年：银监会明确剔除国产化安全要求，党政从公文系统开始替换计划，同年浪潮天梭K1小型机上市，银行去IOE开始 市场试点（2014年-2019年） •2014年：国家网络安全与信息化领导小组成立，党政一期开始试水•2017年：核高基重大专项第二批工程启动会召开•2019年：国产CPU迎来收获期，信创产业完成多个重点专项试点工程 全面推广（2020年-） •2020年：党政三期、金融一期、电信行业同期起步发展，中国电信、中国移动招标指定国产化标包，各省份信创项目逐步进行招标 交通行业自主可控政策陆续落地，高速公路行业信创迎来发展期 交通信创政策引领发展：交通领域信创相关政策陆续出台，提出重要软硬件设备国产化采购、应用，加快突破相关核心技术等要求，大力推动交通与信创融合发展 信创产业迎来发展上升期：2022年9月底，国家下发重要文件，部署了国央企信创国产化的具体要求和推进时间表，要求到2027年央企国企100%完成信创替代。 稳步增长的高速公路总里程是交通数字化发展的持续动力，在此背景下突破卡脖子技术、场景创新发展都将是信创的重要抓手 高速里程快速增长：2018-2022年，中国高速里程稳步增长，到2022年中国高速总里程已达17.73万公里，年复合增长率5.5%，有力带动了数字化需求 卡脖子需要突破：据相关报告，中国工业产品在研发设计、生产控制、运维服务多领域均存在“卡脖子”难点，高速公路离不开工业产品，也急需进行“卡脖子”技术突破 新型改造方向需要创新发展：在隧道、服务区、道路等多场景数字化投入热点不断产生，将有力带动交通信创产业发展 驱动因素-技术 国产化基础软硬件快速升级迭代，与国际优质产品相比代际差距持续快速缩小，可有力支撑与保障交通核心设备及应用的国产化升级改造 •核心硬件设备方面：国产CPU、国产操作系统的服务器、存储系统、工控计算机等设备已经能够替代原有使用进口技术的服务器、存储系统等硬件设备 •核心软件方面：国产较为成熟操作系统、数据库、中间件和桌面应用软件可以替代进口的同类产品 核心自主可控硬件 核心自主可控基础软件 芯片是基础硬件的核心部件之一，国产芯片与国际芯片代际差距快速缩小根据《安全可靠测评结果公告（2023年第1号）》结果，CPU芯片目前有鲲鹏、龙芯、申威、飞腾、盘古、麒麟、海光、兆芯八个系列可选 操作系统是最基础、最底层的计算机软件，对下承接硬件，对上承载软件。目前，国产操作系统软件市场具有高度的市场集中度，麒麟、统信占据了市场多数份额，在PC、服务器领域操作系统均有成熟替换方案操作系统生态虽较国外仍有显著差距，但已取得一定发展，如2023年底统信UOS生态已突破500万 芯片 操作系统 作为基础硬件的核心组成部分，许多服务器厂商，浪潮、中科曙光、华为、中兴、长城、航天706等公司搭载了国产芯片，国产操作系统、国产数据库中间件等，初步实现了自主可控 服务器 目前国内拥有TiDB、达梦、人大金仓、oceanBase等自主可控的国产数据库品牌，在集中式数据库和分布式数据库均有多成熟厂商出现，在金融、能源等行业应用场景也已从边缘走向核心 数据库 目前主流的发展方向无论是云收费还是作为边缘云控制终端，都需要行业级工控设备的支持，目前针对交通控制领域有所涉猎同时也拥有国产化工控产品的厂商主要有长城、华为、航天706、华北工控、研华、宝德等公司 工控机 发展阶段 高速公路行业信创起步较晚，目前自主可控芯片、操作系统、工控机、收费系统等也开始陆续投入试点应用，但整体仍处于发展初级阶段 高速公路行业作为关于国计民生的重要行业，实现自主可控势在必行，目前，部分高速公路开始进行信创试点项目，部分省市启动了高速收费系统、龙门架的信创试点项目以及高速通信网的国产升级改造 技术引进阶段 国产技术部分应用 自主可控探索阶段 高速公路行业发展初期，技术积累不足，主要依赖引进国外先进的基础设备和信息技术。伴随国家大力投资基础设施建设，加大了先进技术的引进力度，同时进行先进技术的探索研发 2019年开始实行全国“一张网”的新收费模式，新收费模式中的ETC门架系统开始采用国产开源操作系统，部分省份还选用了华为等国产CPU的门架控制计算机 随着中国信息技术的快速发展和国内厂商研发能力的提升，在芯片、操作系统、数据库、工控机、收费软件等关键领域，国产化开始取得突破。但目前高速公路领域仍以信创试点为主，尚未实现大规模国产化替代 信创从试点逐渐走向多维探索，但整体处于初级阶段 数字化发展不断深入，应用更加广泛 全国高速公路信创项目开展情况 未来高速公路行业PC、服务器国产化替代市场空间合计近百亿，信创核心环节市场规模累计将达48.3亿 •PC、服务器国产化替代市场规模：预计未来PC国产化替代约为63.5万台， 服务器国产化替代约12.9万台；按照PC市场单价5500元、服务器市场单价5万元计算，预计未来PC国产化替代市场规模约35亿元、 服务器国产化替代市场规模约65亿元，合计市场规模近百亿 •高速公路行业CPU、操作系统、数据库、业务软件几个核心环节信创市场空间预计达48.3亿元 综合招投标数据与专家访谈等多方面资料，高速公路信创发展呈现出专用软件-基础硬件-基础软件-专用硬件-安全的发展路径 2023年专用软件、基础硬件招投标数量与金额快速增长：综合分析2021-2023年标讯可发现，2023年可查数量较2022年、2021年快速增长，且专用软件、基础硬件在数量和金额占据了整体的多数比例，是当前投入重点 收费软件及相关整机是当前投入重点：结合专家访谈与其他公开资料，收费软件的自主可控发展是行业重点实验方向，在山西、陕西、山东、江苏等均出现试点项目 •从2021年开始，高速行业开始尝试收费软件国产化研究，近两年项目持续落地，山西、陕西、山东、江苏、广东等地陆续有项目落地，并以收费软件为突破点，在门架软件、收费闸机、机器人等方面尝试国产化，逐渐实现整个收费体系的软硬件整体国产化。——专家访谈 数据来源：公开资料整理、专家访谈 高速公路信创发展情况1 高速公路信创重点场景分析2 CONTENT 高速公路信创市场挑战和机会3 注：除三大系统外，由于隧道系统的复杂性和重要程度,也把隧道系统纳入研究的范围内 收费系统 高速公路收费系统在保障道路交通秩序、确保收费准确性和提供高质量服务方面发挥着重要作用，高速公路联网收费业务进入“一张网运行、一体化服务”新时代，收费站标准化升级改造进程加速推进中 中国高速公路收费系统发展进程： 收费系统信创情况 安全问题和自主可控问题一直是高速公路收费系统建设和运营的关键难点，在愈加复杂的国际形势和安全形势下，高速公路收费系统的可信安全已经成为行业未来的重要发展趋势 •高速公路收费系统采用美国intel公司的X86架构已沿用了20多年，基于当时的计算机性能和通信网络条件设计，按照管理模式分成收费车道、收费站、管理处、路段中心、联网中心多层体系。•在收费系统软件层面，从最初的C/S架构，近年逐步增加了B/S应用，但系统关键核心部件长期被国外厂商垄断，一直存在信息安全风险高等问题。 现有高速公路收费系统的痛点： 问题2 问题1 问题3 日常运维对接复杂 产业链降本增效困难 信息安全隐患较大 当前系统底层软、硬件都采购于国外厂商，随时受到国际形势动荡影响且采购、维护以及服务成本较高，且随时面临价格钳制。 运维方需对接众多设备供应商，平台集成度不高，外设对接复杂，接口不统一，工作界面相互交叉，系统造价高。 当前系统并未建立在完全自主可控的软、硬平台之上，过度依赖国外厂商，信息安全只能被动防御，存在未知安全威胁随时爆发的风险。 数据来源：专家访谈、公开资料整理 收费系统信创情况 目前已有基于现有国产化硬件支撑以及国产化软件应用的高速公路收费系统，可以保证系统核心设备及应用的国产化升级改造，实现收费系统的自主可控 操作系统 CPU 麒麟、红帽、UOS等主流国产操作系统也开始在收费系统上试点应用 目前已有基于飞腾、麒麟、鲲鹏等国产CPU，打造的全国产收费系统 收费软件 工控机、服务器 外设 目前国产收费软件等业务软件已较为成熟，但仍需加强适配国产化操作系统 搭载国产处理器，融合国产操作系统、国产软件的工控机、服务器可满足场景要求 栏杆机、读写器、车检器等外设相对国产化居多，但缺少统一标准的物联网协议 数据来源：专家访谈、公开资料整理 南京绕越高速东善桥收费站 项目信创情况 项目基本信息 东善桥收费站2进3出共5个道口及全站系统国产化，完成了从底层硬件设施、基础软件、上层收费系统的全国产自主改造，该系统具有自主创新、安全可控、效率提升、低碳节能等显著特征，在国内高速公路收费站首次实现全站级信创部署应用，达到了国内领先水平。 绕越高速东善桥收费站整站点部署国产化收费系统，从底层硬件设施、基础软件、上层收费系统全部实现具备自主知识产权： •采用飞腾核心芯片为算力平台支撑，融合麒麟操作系统、国产数据库等国产化软硬件技术优势，定制了高速公路收费专用操作系统，符合国家信创整体要求，兼容ARM系列CPU架构工控机，实现了关键技术与核心设备的自主可控。 •系统同时还支持麒麟，红帽，UOS以及其他主流Linux操作系统运行，使用最新版本的开源软件库，提升补丁更新能力，严防系统漏洞。 •采用了七〇六所自研的天熠SR125220服务器，其搭载全国产处理器,主板集成高性能千兆网络控制器，不仅算力突出，还更安全稳定，有效解决了核心技术关键环节的问题。 项目实施方 •实现了高速公路收费管理的全国产化、高智能化，同时也为自由流收费及更多涉车应用场景的实现提供了有力支撑。系统支持ETC专用通道模式与自助缴费模式混合通行，支持自助缴费模式和混合车道模式与一键切换，同时优化提升ETC交易和计费处理效率，ETC过车体验更流畅。 南京公路集团，联合航天集团706所、西安公路研究院南京院等单位 西镇高速公路国产收费系统 项目信创情况 项目基本信息 全路段高速公路——陕西西镇高速公路投入使用西安公路研究院联合麒麟软件、飞腾、中国长城等打造的“基于信创的国产化高速公路收费系统”，涵盖营盘、柞水、镇安、塔云山、小河等收费站，通过智慧化提升实现收费站少人、无人值守，有效提高了收费员的工作效率和驾乘人员服务体验，为全国更多高速公路收费业务实现自主可控、安全可信树立了标杆。为下一步推动收费业务智慧化、集约化、少人化发展奠定了坚实的基础。 从底层实现了高速公路全栈国产化解决方案的融合与创新，有力推动了国产收费系统的落地应用： •虚拟化服务器集群、加速节点服务器、IP化车道控制器、车道工控机、远控座席系统，均采用飞腾腾云S2500和飞腾腾锐D2000两