智慧公路关键技术综述

（附资料清单） 智能交通技术公众号iTSTech2026-7-14 目录 1.前言.......................................................................................................1 2.智慧公路核心技术支撑体系..............................................................2 2.1.感知层技术...................................................................................................22.2.通信层技术...................................................................................................22.3.计算与平台层技术.......................................................................................32.4.物理AI...........................................................................................................32.4.1.核心技术原理....................................................................................42.4.2.智慧公路落地载体............................................................................42.4.3.平台协同价值....................................................................................4 3.智慧公路典型应用场景与实践案例..................................................5 3.1.运营与服务场景...........................................................................................53.1.1.协同式交通流管理............................................................................53.1.2.全天候通行与主动安全保障............................................................53.1.3.自动驾驶支持....................................................................................53.2.建设与养护场景...........................................................................................63.2.1.基础设施智能建造............................................................................63.2.2.预测性养护与管理............................................................................6 4.智慧公路技术创新方向......................................................................7 4.1.新型感知技术研发.......................................................................................74.2.车路协同与自动驾驶深度融合技术...........................................................74.3.智慧能源与智慧公路协同技术...................................................................84.4.物理AI全域融合创新技术...........................................................................94.4.1.多源感知物理校正AI技术.............................................................94.4.2.车路协同物理驱动控制技术..........................................................104.4.3.基础设施预测性物理养护AI........................................................10 4.4.4.智慧能源耦合物理AI.....................................................................10 5.智慧公路未来发展趋势展望............................................................11 5.1.深度融合与一体化.....................................................................................115.2.AI驱动的自主决策....................................................................................115.2.1.交通流自主物理调控......................................................................115.2.2.全天候安全自主预警......................................................................115.2.3.桥隧基础设施自主健康管控..........................................................115.2.4.能源与设施自主调度......................................................................125.3.绿色低碳与可持续发展.............................................................................125.4.跨界融合与生态构建.................................................................................12 6.结论与展望........................................................................................13 6.1.研究结论.....................................................................................................136.2.发展展望.....................................................................................................13 7.附录智慧公路主题资料汇总...........................................................16 1.前言 全球新一轮人工智能、数字孪生、新一代通信技术深度革新交通基础设施发展范式，以大模型、物理AI、具身智能为代表的新型人工智能技术，正推动交通“新基建”从数字化采集阶段迈向物理世界智能推演、自主闭环控制的全新阶段。智慧公路作为智能交通系统（ITS）高阶载体，不再局限于传统道路通行功能，而是依托感知、通信、算力与人工智能的深度耦合，构建能够认知交通物理规律、预判设施演化风险、自主调控车流运行的一体化路网体系，成为交通强国、数字中国与双碳战略落地的核心载体。 传统人工智能多以纯数据驱动建模，仅依靠图像、流量、传感数据做关联识别，普遍存在脱离道路动力学、结构力学、气象流体等客观物理约束的短板，在雨雾结冰、桥梁微损伤、突发事故、重载车流等极端复杂场景下易出现误判、预测失真、决策不具备工程可行性等问题。而融合物理方程与深度学习的物理AI作为新一代人工智能技术分支，打通“物理机理—传感数据—智能推理—主动控制”全链路，弥补纯数据AI的底层缺陷，为智慧公路全生命周期管控提供全新技术路径，是当前行业技术创新的核心热点。 智慧公路是覆盖土木工程、车辆工程、控制科学、人工智能、能源工程的交叉融合领域，串联公路规划、建造、养护、运营、出行服务全流程。近年来，国内多条高速、国省道智慧化示范工程落地，车路协同、数字孪生、通用AI识别等技术已实现规模化试点；但面向全天候安全、预测性养护、自动驾驶协同、路网低碳调度等深层次需求，以物理AI为核心的新型人工智能应用仍存在理论体系不完善、路侧轻量化部署方案缺失、多场景工程验证不足等现实问题。 基于此，本文系统性梳理智慧公路全层级关键技术支撑体系，重点融入物理AI等前沿人工智能技术的原理、落地路径与应用价值，结合运营服务、建造养护两大典型场景剖析工程实践，研判新型感知、车路协同、交能融合等技术创新方向，并围绕AI自主决策、一体化融合、绿色低碳等维度展望行业发展趋势，梳理当前技术落地痛点与优化思路，以期为智慧公路领域人工智能技术尤其是物理AI的理论研究、工程建设与标准制定提供系统性参考。 2.智慧公路核心技术支撑体系 智慧公路的核心技术支撑体系是一个多层次、协同工作的复杂系统，通常可划分为感知层、通信层、计算与平台层以及应用层。 2.1.感知层技术 感知层是智慧公路的“眼睛”和“耳朵”，负责实时、准确地获取道路、环境、交通参与者和基础设施状态等全要素信息。实现全天候、全息感知是智慧公路的基础。 2.2.通信层技术 通信层是数据传输的“神经系统”，负责在道路基础设施、车辆、云控平台之间建立可靠、低时延、高带宽的信息交互通道。 2.3.计算与平台层技术 计算与平台层是智慧公路的“大脑”，负责对海量异构数据进行存储、处理、分析和决策。 2.4.物理AI 物理AI是融合交通动力学、结构力学、流体气象物理规律与AI推理的新一代智能计算技术，区别于纯数据驱动传统AI，将道路力学、车辆运动、气象传导、桥隧形变等客观物理约束内嵌模型推理链路，解决常规大模型“脱离物理现实、 极端场景误判、长时序预测失真”痛点，是智慧公路虚实交互、主动控制的核心算力底座。 2.4.1.核心技术原理 物理AI构建“物理方程+深度学习”双驱