为优化高速公路服务区能源结构、提升能源利用效率，助力“双碳”目标实现，本文针对服务区能源管理存在的高能耗设备能源浪费、电动汽车普及引发供电压力、人工统计导致数据滞后、多类型设备造成数据采集复杂，以及传统能源占比高、清洁能源利用率不足等痛点问题，研究构建了8层架构综合能源智慧管理系统，涵盖感知层、网络层、物联采集层、数据治理层、数据存储层、数据分析层、应用层、展示层，实现能源“采集—传输—存储—利用”全周期精细化管控；设计了融合供能方式、耗能场景、环境因素的多维度能源管理模型，及涵盖负荷预测、异常预警、智能调度的主动管控策略，可适配节假日车流高峰、极端天气等动态场景。系统运行后，该服务区日均用电量、用水量、柴油消耗分别下降11.3%、12.9%、12.5%，能源管理成本降低12.9%，同时清洁能源利用率提升7个百分点、清洁能源电量增加25.9%。本文方案能有效推动服务区节能降耗与能源结构优化。