文章总结： 本文提出云边协同超融合与全域纵深防御方案，应对智慧高速规模化建设中的网络安全与算力需求。方案基于三级架构，在路段中心与收费站部署超融合平台及等保三级安全体系，涵盖通信、边界、主机防护及态势感知，保障业务连续性与数据安全，并给出具体建设措施。 综合评分： 86 文章分类： 安全建设,解决方案,网络安全,数据安全

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云边协同筑基 全域防御护航智慧高速建设

原创

赵海涛 赵海涛

威努特安全网络

2026年7月30日 08:00 北京

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智慧高速公路发展现状与核心需求

智慧高速公路最新发展态势

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2025年我国高速公路通车里程近20万公里，取消省界收费站后实现全网一体化运营。在交通强国、新基建等政策推动下，智慧高速由试点迈向规模化建设，逐步形成感知、传输、决策、服务一体化数字体系。2024年启动的公路数字化改造已覆盖 20个省市，完成1700公里高速、2200余项配套设施升级，另有9500公里高速、1460余座智慧收费站、146条智慧隧道、325个智慧服务区持续改造。预计“十五五”期间，全国超一成高速重点路段及桥隧、站点将完成数智升级。

智慧高速从“独立感知”走向“车路云网一体化”

当前，智慧高速呈现三大发展趋势：一是云边协同架构加速普及，通过云端统筹与边缘快速响应提升管理效率；二是业务融合不断深化，从收费向调度、应急、养护、出行等全链条智能管理拓展；三是智能化与绿色化并行，通过光伏配套、收费站窄岛化改造等方式降本增效，构建低碳智慧路网。

人工智能作为引领新一轮科技革命和产业变革的战略性技术，正加速赋能交通运输领域。2024年党的二十届三中全会明确将人工智能作为战略性产业，为“人工智能+交通运输”高质量发展提供方向指引，也为“十五五”高速公路数字化、智能化建设奠定基础。

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行业相关政策支撑

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智慧高速公路建设已纳入国家顶层设计，多项政策文件明确发展目标与技术路径，为方案落地提供合规依据：

《数字交通“十四五”发展规划》：提出到2025年基本建成“交通设施数字感知、信息网络广泛覆盖、运输服务便捷智能、行业治理精准高效”的数字交通体系，明确要求推进高速公路智能化改造，强化关键信息基础设施安全防护，部署边缘计算节点与云边协同架构。

《公路水路交通基础设施数字化转型升级工作实施细则》：聚焦高速公路出入口等关键节点，要求开展智能设施建设与配套升级，推广站前预交易、远程值守等应用，同时强调网络安全与信息化建设“三同步”（同步设计、同步建设、同步运行）原则。

《公路水路关键信息基础设施安全保护管理办法》：公路水路关键信息基础设施的网络安全保护等级应当不低于第三级。运营者应当在网络安全等级保护的基础上，对公路水路关键信息基础设施实行重点保护。

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超融合平台与网络安全核心需求

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超融合计算平台需求

传统高速公路IT架构存在资源割裂、运维复杂、扩展性差等问题，超融合平台需满足以下核心需求：

多业务融合需求：路段中心需承载交通流量分析、视频监控、应急调度、收费清算等多业务，收费站需支撑收费交易、本地监控、OA办公等系统，超融合平台需实现异构业务资源池化部署与隔离，提升资源利用率。

算力弹性需求：节假日高峰时段车流量激增，收费交易、视频数据量大幅增长，超融合平台需支持算力动态扩容，保障业务流畅运行；平峰时段自动缩容，降低能耗成本。

高可靠需求：通过分布式存储、多副本冗余、双活架构等技术，实现单设备故障不影响业务运行，故障恢复时间＜30秒，保障核心业务连续性。

极简运维需求：支持可视化统一管理，实现设备状态监控、智能预警、自动化部署，降低运维复杂度，减少人力成本。采用超融合平台可使IT团队运维工作量至少减少60%。

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网络安全需求

随着智慧高速业务数字化程度提升，网络攻击面扩大，安全风险显著增加，核心需求体现在三个方面：

合规性需求：路段中心与智慧收费站的核心业务系统作为交通行业关键信息基础设施，需严格遵循等保三级标准建设，覆盖物理安全、网络安全、数据安全等全维度，确保通过等保测评与持续合规。

业务连续性需求：收费系统、监控系统、应急调度系统等核心业务需保障7×24小时不间断运行，需防范勒索病毒、DDoS攻击等威胁，建立快速应急响应与业务恢复机制。

数据安全需求：收费数据、车辆信息、司乘隐私等敏感数据需全程加密保护，防范数据泄露、篡改与滥用，同时满足数据备份、审计溯源等要求，路段中心需配置备份一体机实现异地容灾备份。

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智慧高速公路整体架构概述

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我国智慧高速公路采用“省联网中心－区域/路段中心－收费站”三级架构，形成自上而下的管控体系与自下而上的数据汇聚体系，各层级职责与功能分工明确，实现全域协同运营。

“省联网中心－区域/路段中心－收费站”三级架构图

省联网中心作为省级智慧高速运营管理核心，承担全域统筹管控职能，主要职责包括：全省高速公路收费数据清算与汇总、交通态势全局监控、跨路段应急调度、政策下发与标准制定、数据资源统一管理与共享。

区域/路段中心作为省联网中心与收费站之间的桥梁，覆盖特定路段（通常为50-200公里），承担区域内业务处理、数据汇聚与本地管控职能。核心职责包括：路段交通流量监测与分析、视频监控集中管理、收费数据本地存储与上传、应急事件处置与上报、收费站运维管理、路侧设备控制与状态监测。

收费站作为智慧高速前端业务节点，承担车辆通行管理、收费数据采集、现场服务与特情处置职能。核心业务包括：ETC/MTC收费交易、CPC卡发放与回收、车辆识别与放行、现场交通疏导、特情事件（如车辆拥堵、设备故障）上报与初步处置。

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全域纵深防御+云边超融合解决方案

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本方案构建“一体防护、两级算力、全域协同”的总体架构，“一体防护”指覆盖路段中心与收费站的一体化网络安全防护体系，“两级算力”指路段中心超融合数据中心与收费站边缘超融合节点，通过全域协同实现业务高效处理、数据安全流转与风险精准管控。

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网络安全总体设计

遵循“分区隔离、纵深防御、主动预警、快速处置”的理念，构建覆盖路段中心与收费站的网络安全防护体系，按等保三级标准划分安全域，实施差异化防护策略。

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智慧路段中心安全体系建设方案

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智慧路段中心作为智慧高速区域核心枢纽，承担着数据汇聚、AI分析、指令下发、业务管控等核心职能，需构建“高算力适配、多数据防护、全流程管控”的高强度安全防护体系。

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通信网络安全（传输保障层）

在路段中心与省中心、收费站、前端感知设备的通信链路两端部署国密VPN安全网关，保障智慧路段中心内部网络、路段中心与外部节点（省中心、收费站、前端感知设备）之间数据传输的机密性、完整性与可用性，适配5G、V2X等智慧高速传输场景，防范传输链路被监听、篡改或中断。

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边界安全（边界防护层）

随着智慧高速业务数字化程度提升，网络攻击面扩大，安全风险显著增加，核心需求体现在三个方面：

管控智慧路段中心与外部网络（省中心、互联网、收费站）、内部不同区域（AI算力区、数据存储区、运维管理区）间的访问流量，结合智慧业务特性构建多层次、精准化的边界防护体系，阻断非法入侵与恶意渗透，具体包括以下措施：

① 在路段中心出口边界、内部区域边界（业务区与运维区之间）部署下一代防火墙，构建区域边界第一道防线，隔离不同安全等级区域，防范外部网络攻击与内部区域间的风险蔓延，保障核心智慧业务流量的安全传输；

② 在路段中心出口边界部署入侵防御系统，在关键节点对针对路段中心的网络入侵行为进行有效防护；

③ 在路段中心网络关键节点部署高级威胁检测系统，基于资产、威胁事件、网络会话、威胁情报等多源数据对全网流量实时进行威胁感知、可疑流量分析，高效防范定向攻击、未知恶意软件等高级威胁对路段中心数据中台、调度中枢的渗透破坏，保障区域高速交通管控的稳定性与可靠性；同时高级威胁检测系统作为路段中心态势感知系统的流量探针为其提供异常包攻击检测、扫描攻击检测、DoS攻击检测、入侵攻击检测、病毒攻击检测等攻击流量数据；

④ 在路段中心内部网络接入层部署网络安全准入系统（如交换机端口、无线AP），覆盖所有终端接入节点，包括业务终端、运维终端、临时接入设备等，规范终端接入管理，防范非法终端接入内部网络导致的攻击扩散与数据泄露，保障AI算力终端、核心服务器的接入安全，维护内部网络环境的纯净性。

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计算环境安全（主机防护层）

覆盖智慧路段中心AI算力节点、核心业务服务器、数据库服务器、运维终端等计算资源，重点防护AI模型、车路协同数据、收费清算数据的安全，防范主机入侵、勒索病毒、数据泄露等风险，具体包括以下措施：

① 在路段中心所有业务服务器、路网监控终端、收费管理 PC、运维调试终端上部署EDR，主动拦截勒索病毒、横向渗透、非法提权等攻击行为，避免路段总控管理服务瘫痪、路网敏感运营数据失窃，保障路段管理平台 7×24 小时持续稳定工作；

② 在辖区内所有 ETC 门架本地工控机（车道控制器）上部署工控主机卫士，筑牢 ETC 门架系统终端安全防线，避免因单台门架工控机被入侵导致攻击扩散至路段中心集群，保障 ETC 计费准确性、通行数据完整性与核心收费业务的持续稳定运行；

③ 在路段中心核心服务器集群（含业务服务器、数据库服务器、调度服务器）、监控调度平台服务器、应急指挥终端及业务协同节点等关键主机上部署主机防勒索系统，针对性防范勒索病毒对路段中心核心业务数据、调度配置及集群系统的攻击，避免因核心数据库被加密、调度参数被篡改、监控数据丢失导致区域交通管控失灵、跨收费站协同中断、应急处置滞后等问题；

④ 在路段中心数据库服务器区部署数据库审计系统，通过旁路模式接入数据库访问流量，支持Oracle、MySQL、PostgreSQL等主流数据库及时序数据库（适配车路协同实时数据存储）的安全审计，审计针对核心数据库的攻击与违规操作，保障AI模型数据、车路协同数据、收费数据的完整性与机密性，避免因数据泄露或篡改导致的业务纠纷与合规风险；

⑤ 在路段中心数据备份区部署数据备份一体机，与核心业务服务器、AI算力节点、数据库服务器网络互联，满足等保三级数据备份与恢复要求，确保核心业务数据与AI模型在遭遇攻击、故障或灾害时可快速恢复，降低业务中断损失。

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安全管理中心建设（核心管控层）

以AI驱动的安全态势感知为核心，整合日志审计、策略管控、应急调度功能，实现智慧路段中心安全状态的可视化、可管控、可追溯，支撑“中心－边缘”协同防护决策，具体包括以下措施：

① 在路段中心安全管理中心区域部署网络安全态势感知系统，接入多源日志、安全事件数据，并通过探针引入全量网络流量告警数据，解决智慧路段中心多源数据融合带来的安全盲区，提前预警定向攻击，保障应急指挥调度、车路协同、路况研判等核心业务的连续性；

② 在路段中心安全管理中心区域部署日志审计系统，采用分布式架构接入全量日志源，实现智慧路段中心全业务流程日志管控，满足合规审计要求，防范内部人员违规操作与外部攻击后的痕迹销毁，为安全事件处置提供数据支撑；

③ 在路段中心安全管理中心区域部署运维安全网关，作为运维人员访问核心设备、AI算力节点、数据库的唯一入口。规范运维操作流程，防范内部运维人员违规操作与外部人员冒用运维账号入侵，保障AI算力节点、核心数据库与业务系统的安全。

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智慧收费站安全体系建设方案

智慧收费站作为智慧高速前端业务执行节点，核心业务聚焦于无感收费、AI识别、智慧终端管控等，具有终端数量多、接入场景杂、业务实时性要求高、运维资源有限等特点，需构建“轻量化、高适配、易运维、强联动”的安全防护体系，兼顾业务效率与安全合规。

01

通信网络安全（传输保障层）

收费站与路段中心互联链路两端、收费车道终端与本地服务器链路关键节点部署国密VPN安全网关，保障收费站多链路数据传输安全，适配前端业务低时延、链路不稳定的特点，避免因链路攻击或故障导致收费中断、数据泄露。

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区域边界安全（边界防护层）

管控智慧收费站与路段中心、收费站内部不同区域（收费车道终端区、本地服务器区、运维区）间的访问流量，适配前端智慧终端多、接入场景复杂的特点，构建“轻量化、精准化”的边界防护体系，兼顾安全防护与业务实时性，具体包括以下措施：

① 在收费站出口边界（与路段中心互联处）、收费站内部区域边界（收费车道区与本地服务器区、运维区之间）部署下一代防火墙，以轻量化设计实现收费站边界精准防护，兼顾安全与业务实时性，防范外部攻击与内部终端跨区风险，保障无感收费、AI识别等核心业务顺畅运行；

② 在收费站出口边界部署入侵防御系统，在关键节点对针对收费站的网络入侵行为进行有效防护；

③ 在收费站内部关键网络节点部署入侵检测系统，旁路接入网络流量，同时作为站级态势感知系统的流量探针为其提供异常包攻击检测、扫描攻击检测、DoS攻击检测、入侵攻击检测、病毒攻击检测等攻击流量数据；

④ 在收费站网络接入层（车道终端交换机端口、运维终端接入点、临时无线AP）部署网络安全准入系统，覆盖所有前端终端接入节点，规范收费站前端终端接入管理，防范非法终端接入、终端仿冒等风险，保障内部网络环境纯净，为边缘终端防护筑牢第一道准入防线。

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计算环境安全（主机防护层）

覆盖智慧收费站本地服务器、收费车道终端、AI识别设备、移动收费终端、运维终端等计算资源，重点防护本地缓存收费数据、AI识别结果、终端配置信息的安全，防范终端入侵、恶意代码攻击、数据泄露等风险，具体包括以下措施：

① 在收费站本地服务器、所有收费车道终端、AI识别设备、移动收费终端、运维终端部署EDR系统，筑牢收费站边缘终端安全防线，避免因车道终端、AI识别设备被入侵导致收费业务中断、数据泄露，保障车辆通行效率与智慧业务稳定性；

② 在收费站本地服务器、收费车道终端等关键主机部署主机防勒索系统，针对性防范勒索病毒对收费站核心业务数据与设备配置的攻击，避免因数据被加密、配置被篡改导致车道瘫痪、车辆拥堵，保障前端业务连续性；

③ 在收费站数据备份区部署数据备份一体机，与本地服务器、收费车道终端、AI识别设备互联；满足等保三级数据备份要求，确保收费站业务数据与设备配置在遭遇攻击、故障时可快速恢复，降低业务中断对车辆通行的影响。

04

安全管理中心建设（边缘管控层）

以站级态势感知系统为核心，整合本地日志审计、应急告警功能，实现智慧收费站本地安全事件的集中管控、快速响应，同时与路段中心安全管理中心联动，接受远程管控与策略下发，形成“边缘响应、中心统筹”的协同防护模式，具体包括以下措施：

① 在收费站网络安全中心部署站级态势感知系统，接入收费站内部网络流量、设备日志、安全事件数据及前端智慧终端状态数据，实现收费站安全态势的本地可视化与快速响应，支撑与路段中心的安全联动，保障无感收费、AI识别等前端智慧业务的连续性；

② 在收费站安全管理中心部署日志审计系统，采集收费站内全量设备与系统日志，满足等保三级日志审计合规要求，实现收费站本地安全事件的快速溯源，同时支撑路段中心的集中审计管理，降低基层运维复杂度；

③ 在收费站安全管理中心部署运维安全网关，作为站级运维人员访问本地设备、服务器、AI识别设备的唯一入口，规范收费站本地运维操作，防范内部违规操作与外部非法入侵，保障基层设备与系统的安全，降低运维风险。

智慧高速路段中心超融合平台设计方案

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路段中心业务需求分析

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核心业务场景（智慧化特性）

区别于传统路段中心以“监控上报、人工调度”为主的模式，智慧路段中心核心业务场景包括：

全域交通态势智能感知：整合路段内摄像头、雷达、传感器、ETC门架等多源设备数据，实现车流、车速、路况的实时分析与异常预判（如拥堵预警、事故识别）。

动态应急协同调度：针对事故、恶劣天气等突发情况，自动生成调度方案，联动交警、路政、救援等部门，实现指令快速下发、资源动态调配。

多维度数据融合分析：整合交通流量、收费数据、设备运行状态、气象数据等，构建数据分析模型，为路网优化、运营决策提供支撑。

设备远程智能运维：对路段内监控设备、通信设备、传感器等进行实时监控、故障预警与远程诊断，减少人工巡检成本。

技术需求痛点

传统路段中心存在多系统独立部署（监控系统、调度系统、运维系统等），数据无法互通；算力与存储资源固定分配，高峰时段资源不足、低谷时段资源闲置；对AI推理、实时数据处理的支撑能力薄弱；运维复杂度高，跨系统故障排查效率低等问题，需超融合平台提供资源池化、数据协同、智能算力调度能力。

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超融合平台架构设计

本平台采用“边缘协同+核心汇聚+智能管理”的三层架构，基于超融合基础设施（HCI）整合计算、存储、网络资源，叠加数据中台、AI中台能力，支撑智慧路段中心全业务场景。采用分布式架构，将CPU、GPU、存储介质、网络接口整合为标准化超融合节点，通过集群部署形成资源池，满足路段中心高算力、高存储、高可靠需求。

节点配置：每个超融合节点建议配置2路国产化CPU（48C/96T/2.4GHz），支持超线程技术；GPU服务器节点配置2块GPU算力卡（单卡算力≥90.5 TFLOPS FP32），满足AI视频分析、态势预判等推理需求；存储采用NVMe SSD+SATA HDD混合架构，单节点配置4块3.84TB NVMe SSD（缓存层）、8块8TB SATA HDD（容量层），支持分布式存储冗余（副本数≥3），保障数据可靠性；网络接口配置2个25GB双口SFP28光口，支持RDMA协议，降低数据传输延迟。

资源池化：通过KVM虚拟化技术将计算资源池化，支持虚拟机（VM）与容器混合部署；存储资源通过分布式存储系统整合，提供块存储、文件存储、对象存储服务，适配不同业务数据需求；网络资源通过SDN（软件定义网络）技术虚拟化，支持VLAN、VXLAN划分，实现业务网络隔离与灵活调度。

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智慧收费站超融合平台设计方案

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智慧收费站业务需求分析

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核心业务场景（智慧化特性）

区别于传统收费站以“人工收费、车道独立管控”为主的模式，智慧收费站核心业务场景包括：

无人化收费服务：支持ETC、车牌识别、移动支付等多方式融合收费，实现车道无人值守，提升通行效率。

车道动态协同管控：根据车流变化自动调整收费车道类型（如ETC专用道、混合车道），优化车道资源配置，缓解拥堵。

收费异常智能处置：自动识别逃费、车牌模糊、设备故障等异常情况，触发预警并执行处置策略（如栏杆控制、远程人工介入、报警联动）。

现场设备一体化管控：对车道栏杆、收费机、摄像头、ETC读写器、信号灯等设备进行集中监控、远程管理与故障自愈。

技术需求痛点

传统收费站存在车道设备分散部署、控制逻辑独立，无法协同调度；收费数据实时上传延迟，异常处置依赖人工；边缘侧算力不足，无法支撑AI识别、实时分析；运维需逐车道排查，效率低下等问题，需超融合平台提供边缘算力支撑、设备协同管控、数据本地处理与云端联动能力。

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超融合平台架构设计

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本平台采用“边缘超融合+云端协同”架构，聚焦收费站现场业务需求，以轻量化、高可靠、易运维为核心，构建边缘侧一体化技术底座，同时与路段中心平台实现数据互通与指令联动。部署轻量化超融合节点，整合现场计算、存储、网络资源，支撑车道设备管控、收费业务处理、AI边缘推理等实时业务。

节点配置：每个收费站部署3个轻量化超融合节点（包含2个常规算力节点和1个AI算力节点，可根据车道数量调整），单节点配置2路国产化CPU（24C/48T/2.2GHz）；配置2块GPU算力卡（算力≥59.8 TFLOPS FP32），满足车道视频实时分析、车牌识别等AI任务；存储采用NVMe SSD+SATA HDD架构，单节点配置4块1.92TB NVMe SSD（缓存+实时数据）、4块8TB SATA HDD（历史数据归档）；网络接口配置2个10Gbps SFP+光口，支持与车道设备、路段中心的高速互联。

本地资源池化：通过轻量化虚拟化技术实现计算资源池化，部署虚拟机承载收费系统、设备管控系统、AI边缘推理服务；存储资源整合为分布式存储池，存储车道视频、收费数据、设备运行日志等，支持本地数据缓存与冗余备份（副本数=2）；网络资源通过SDN技术虚拟化，划分业务网（收费数据）、设备网（车道设备）、管理网，实现网络隔离与安全管控。

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方案总结

面向全国智慧高速规模化数字化升级浪潮，威努特凭借多年的网络安全与云基础设施技术积淀，打造“全域纵深防御+云边超融合” 一体化高速收费网数智化解决方案，一站式解决路网算力不足、安全合规、运维成本高、业务扩展难四大核心痛点。

算力侧依托自研超融合平台搭建两级协同算力体系，路段中心高算力集群承载全域态势分析、跨路段调度，收费站轻量化边缘节点支撑无人收费、车道AI识别，弹性算力调度大幅压缩硬件投入与运维人力，断网离线自愈、多副本存储保障通行业务永不中断，兼容自由流、车路协同等前沿业务迭代拓展。安全侧基于威努特完善的纵深防护体系分层部署边界防护、主机免疫、数据加密、安全审计、态势感知等全系列安全能力，形成从路侧感知、车道终端到中心数据库的全链路防护闭环，主动拦截各类网络攻击，实现数据全程可追溯、风险可管控。

依托全栈自主可控技术、完善全国服务体系与丰富交通落地案例，威努特为高速运营企业提供从前期规划、项目实施到长期安全运营的完整服务支撑，以算力底座赋能路网智慧运营，以全域安全守护交通关键基础设施，持续助力公路数字化转型升级，护航交通强国建设稳步推进。

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本文转载自：威努特安全网络 赵海涛 赵海涛《云边协同筑基 全域防御护航智慧高速建设》