伴随我国高速公路的快速发展，智慧高速成为下一代公路系统技术形态演变的必然趋势。对其功能描述与架构解析能够有效指导未来高速公路的规划与建设，为智慧交通体系提供有力支撑。针对智慧高速的基本服务功能，结合车路耦合发展脉络，首先提出了以服务能力升级为导向的新一代智慧高速技术特征与系统内涵。面向不同服务对象与功能，明确了智慧高速系统的核心组分与技术板块：广域全息感知、数字孪生刻画、车路协同应用与实时通讯媒介。面向自动驾驶的发展需求，介绍了不同条件下各核心板块间的业务交互与数据交互。借鉴现有国内外典型智慧高速发展案例，重点阐述了新一代智慧高速公路的物理架构与应用架构，从精度、维度、鲜度三个层面探析了不同应用系统的数据模式与数字化要求。在此基础上，讨论了新一代智慧高速车路强耦合的推进路径，界定了从R0到R5的高速公路智慧化等级特征，揭示了不同车辆自动化等级与高速公路智慧化等级间的耦合作用，并总结了现阶段工程建设的关键问题与发展方向，从系统兼容性、设计场景、规范标准、通讯安全等四个角度研判了亟待解决的关键问题。研究成果可以指导设计可迁移、可持续的新一代智慧高速公路发展路径，对智慧高速的技术研究与建造应用具有重要参考意义。