当新基建浪潮遇到“十四五”开局之年，智慧高速建设开启了前所未有的快速发展，在2021年，多条智慧高速建成通车：5月，河北雄安新区京雄高速公路河北段、荣乌高速新线、京德高速公路一期工程同期建成通车；6月底，五峰山过江通道公路接线工程建成通车；9月，沙吴高速公路建成通车……以下整理了部分2021年通车的智慧高速公路。
5月，河北雄安新区京雄高速公路河北段、荣乌高速新线、京德高速公路一期工程同期建成通车。三条高速公路均进行了公路智慧化方面的基础建设，京雄高速开设自动驾驶专用车道、安装智慧照明系统，荣乌新线高速建设智慧化货运通道，京德高速构建全过程安全风险预警系统。12月，据媒体报道，崇高速河北段智慧高速已建成，成为国内通车运营的车路协同、隧道智能综合诱导、北斗卫星和5G信号全覆盖的山区高速公路。京雄高速作为连接北京与雄安新区的同城化通勤通道，有着鲜明的出行需求，交通强国任务提出实现准全天候快速通行和将最内侧车道建成支持自动驾驶的专用车道。
京雄智慧公路建设，综合运用北斗高精定位、物联网、大数据、5G、云计算、人工智能、自动驾驶等新一代信息技术，构建“11456”智慧交通体系，即1个云计算数据中心、1个智慧管理服务平台、4方面智能感知、5种网络融合、6项智慧体验，打造新时代示范性智慧高速。就交通强国建设的两个试点任务：第一个试点任务的实现依托智慧中枢杆，在全线设置3728根，每个中枢杆集成了智慧专用摄像机、路侧通信设备、能见度检测仪、路面状况检测器等新型智能设备，具备智能感知、智慧照明、节能降耗“一杆多用”功能，可以保障低能见度下高速公路通行安全，并辅助夜间视频监控、事件识别、应急处置。第二个试点任务，是在下一步工作推进中建设自动驾驶专用车道。在标志标线方面，京雄将行车方向最内侧车道设置为自动驾驶专用车道，专用车道和其他车道之间采用软隔离，可变信息标志在测试期间进行“智慧测试专用车道”提示。
在专用设备支撑方面，配合管理需求和规章制度，设置智慧专用车道摄像机，用于提供智慧专用车道非开放状态时的普通车辆车道闯入抓拍。
在设计初步管控方案，对智慧专用车道进行针对性的运营管理，并通过运营中积累的经验逐渐完善管控方案。智慧设备建设完备、条文法规完备的情况下，启用自动驾驶专用车道。
基于车道级高精地图，搭建京雄高速数字孪生平台，并融合监控视频与北斗数据，实现事件实施映射、可视化监测、可视化救援、视频回溯、车辆轨迹还原、轨迹跟踪等业务应用，提升高速精细化管控水平。
荣乌高速新线是京南雄北东西向重要货运通道，货车占比40%以上。交通强国试点任务要求，荣乌高速新线建立分车道、分时段智能货运车辆管控系统，出台智能货运车辆管控关键技术指南等政策性文件。智慧高速建设以车路云网一体化智慧高速解决方案为核心，以全息化数字感知、车道化主动控制、一体化车路协同、精细化交通管理、智慧化交通服务五大系统为基础构建五星设计架构，打造车路云网一体化智慧高速示范路与智慧化货运通道。
五星架构第一项内容是全息化数字感知系统建设。荣乌高速基于BIM系统的数字孪生系统，以“一网、两轴、一控制”功能实现宏观、中观、微观管理。一网是雷达组网车辆跟踪，可捕获行驶车辆的车牌、速度、轨迹等特征，融合信息实现车辆唯一ID连续跟踪。以空间轴和时间轴盘活交通多源大数据，实现历史信息可回溯、实时信息可追踪、未来状态可预测。同时，可对交通事件实现7天连续回溯管理。结合无人机的使用，10分钟实现全天时全天候无现场巡查。五星架构第二项内容是车道级主动控制系统建设，这是主动控制技术在国内首次进行系统性应用。主动控制系统分析感知系统采集的交通数据，能够实时评估交通运行态势，预测安全风险，并通过面向效率与安全的策略融合，实现分路段、分车道、分时段的交通主动管控。五星架构第三项内容是精细化交通管理系统建设，以车联网云控平台为基础搭建交通云控管理平台，在实现道路管理功能的同时，预留车辆向智能网联和云控自动驾驶发展的空间。京德高速的智慧解决方案以“感知、控制、协同、管理、服务”五星架构为核心，调整了区域化预警控制系统和安全化交通管理系统，构建车路云网一体化智慧高速管控平台，打造交通运营安全风险智慧防控示范路。
京德高速已完成全线的基础开挖及部分硬件设备安装工作，同步进行了软件需求分析、系统详细设计及部分模块开发工作，已经完成全息化智能感知系统建设。通过外场感知设备建设及感知融合软件模块开发，实现了路段实时交通量获取、路段车辆实时轨迹跟踪、路段车辆车型识别等功能。京德高速强调在建设期的安全管理，主要工作是重点针对建设期安全预警及管理需求，搭建全寿命智慧管理平台，如在盘扣式支架、大型挂篮、转体施工、枢纽互通等关键部位广泛采用智慧监控与云端监测技术，实时监测支架沉降、变形、倾角等技术参数，有效规避了施工风险。
据媒体报道，从河北高速集团2022年经济工作会议上获悉，延崇高速河北段智慧高速已建成，成为国内通车运营的车路协同、隧道智能综合诱导、北斗卫星和5G信号全覆盖的山区高速公路。
据悉，延崇高速公路河北段项目正在开展智慧公路试点工作，主要是针对项目桥隧比高、气候变化大等特点，结合冬奥会交通保障要求，进行车路一体化协同感知融合和车辆时空轨迹重构技术应用、多车自主编队与同步行驶技术应用等服务冬奥会的智慧高速关键技术研究。以基础设施数字化、智能化升级为主线，提升运营监测、应急指挥、信息服务能力，实现5G、北斗信号全覆盖，从安全、效率、服务、绿色四个维度，着力解决“行、看、听、感”四方面出行需求。主要内容包括：
- 打造全要素数字化公路基础设施，建设基于3DGIS+BIM数字高速平台，开展桥梁、隧道等重点基础设施集群全寿命监测与管控；
- 打造车路协同示范路段，实现两类13个应用场景，提供全新的驾驶体验；
开展基于大数据的路网综合管理，提供“互联网+”路网综合服务，实现两客一危重点监测保障、奥运转场车路监测保障，实现隧道综合引导、视觉唤醒等综合应用，打造智慧服务区，开展5G创新应用。
6月底，五峰山过江通道公路接线工程建成通车，其被誉为全国首条“未来高速”，具备了车路协同系统、消雪融冰系统等，实现“安全保障全天候”“出行服务全方位”“运营维护全数字”“绿色建管全寿命”的四个未来高速图景。实现车、路、人之间信息交互的工程系统。五峰山高速已经完成车路协同条件下的单车自动驾驶以及重载车队编队自动驾驶的实车测试。
在五峰山未来高速公路建设中，设置了 10 公里车道级雾天行车诱导系统路段，从滨江新城互通到头桥互通的左幅。在恶劣天气下，特别是雨雪、团雾环境下，设置在车道两侧的诱导灯就会自动点亮，通过探测后方车辆的距离，以红灯显示警示区域，提醒后方车辆保持距离，实现车道级安全诱导行驶。这是全国首条车道级雾天行车诱导系统，是原创性创新。
一旦遇到雨雪等极端恶劣天气，通过遥感式路面状态检测器和或埋入式传感器自动启动桥面加热系统给桥面加热或喷洒融雪剂，将桥面冰雪及时融化掉，既避免了积雪结冰，保证交通安全，又能节约大量的人力物力，提升恶劣天气快速响应度。
在五峰山未来高速公路建设中，设置了护栏碰撞感知系统路段，通过护栏碰撞感知并结合机器视觉、毫米波雷达等科技组合，既能对碰撞事件快速响应，还能极速捕获拥堵、车辆违规行驶等特殊情况。
监控中心通过无人机搭载超高清摄像机，可对五峰山长江大桥交通状态进行实景展示，实现交通路况实时监控、交通违章抓拍以及交通基础设施巡检等辅助工作；同时针对交通拥堵、交通事故等突发状况，第一时间拍摄取证，利用机载广播及灯光进行交通疏导或发出警告，避免二次事故的发生，从而快速、高效、精准实现智慧交通协管。
这二十多个创新性场景的成功运用，使得五峰山接线工程成为国内首个车路协同示范应用基地、首条车道级雾区行驶诱导应用高速公路，也是应用BIM+GIS综合管养平台的高速公路。9月，沙吴高速公路建成通车。沙吴高速项目是广西首个智慧交通示范项目，沙吴高速智慧交通示范项目主要包括北斗高精度增强网工程、全生命周期高精度多模态空间数据工程、车路协同数据互联与云管控平台工程、基于 5G 的车路协同通信工程、交通控制工程以及数字化施工、智慧服务区示范应用工程六大工程。以智慧服务区应用示范为例，智慧服务区平台在车辆临近服务区时，能够智能提示司机是否需要进入服务区，并通过智能停车诱导系统引导驾车者寻找泊位，规范停车秩序；同时可对服务区的设施状态、环境状况、" 两客一危 "、人流车流量以及经营管理、交旅融合等资源信息进行实时汇集，为决策提供先进的智慧化管理手段，为司乘人员提示公众服务信息。沙吴高速道路两侧将装有北斗基站、5G 通信基站、路测感知设备、气象系统等，建成通车后，可在大雨、大雾等极端天气为车辆提供智能辅助驾驶及为未来高级自动驾驶安全性提供保障。车辆行驶在沙吴高速路上时，遇上视觉盲区也不用怕，智能网联车可通过一系列智慧应用，根据实时路况帮助驾驶员实现高效、安全通行体验等。9月，京台高速泰安至枣庄段双向八车道正式通车，这是国内全线开通的“改扩建+智慧高速”交通强国试点项目，应用了高精度轨迹追踪、全息感知与智能管控等20余项先进专利技术。项目按照“全国领先、远近结合、适度超前、先进适用”的建设原则和“全路段感知、全过程管控、全天候通行”的建设定位，通过先进技术集成创新应用、先行先试，建成了全国首个具有独立自主知识产权的“集团级”智慧高速云控平台、全国里程最长的开放式车路协同试验路段和全国首条全向/定向毫米波雷达融合路段。京台改扩建智慧高速为驾驶员设置的防疲劳光幕。据介绍，由于京台高速货车多，货车驾驶员又容易疲劳驾驶，所以选择在不影响驾驶员视线的前提下在来车方向上空形成激光光幕，激光光幕通过夜间自动常开形式发射绿色射线对双向车流进行防疲劳提醒，保证亮度的同时对视觉起到一定的冲击作用。
雨雾冰雪等天气下安全行车也是京台智慧高速的考验之一。京台智慧高速集成应用了主动发光标志、雨夜标线、雾区智能诱导、融冰除雪等设施设备，提高道路轮廓可视性，采用雷达感知手段实现路域范围内“雨雪冰雾”等天气下的状态感知、安全预警、融冰除雪及行车诱导全链条保障。
