自“十三五”规划中指出加快高速公路网建设后,高速公路进入任务繁重且集中的建设时期,过程中不可避免地向山区发展。高速公路隧道的建成使用对改善周边地区的经济状况具有积极的作用,同时其运营维护管理难度也较大,且此阶段是隧道全生命周期内重要组成部分,加上穿越山区时地质条件复杂多变,施工中很容易出现与设计不相符的情况,进而为通车后的运营维护成本与安全管理留下隐患。解决这一问题需要借助于科学合理的管理方法及理论,才能在维护阶段及时发现问题并解决,实现在预期的维护成本基础上保证隧道的安全使用。本文将高速公路隧道工程作为研究对象,着眼于其运营维护阶段,首先从分析隧道工程运营维护成本安全的相关理论入手,查阅文献找出对其维护成本安全影响较大的工程特征及因素,并收集以往类似工程历史资料。分析整理后构建了隧道工程历史数据库,为隧道维护成本安全的预测提供支持。其次,构建高速公路隧道工程运营维护成本与安全的智能优化模型。以数据库为基础,运用PSO聚类分析筛选相似案例,接着利用BP神经网络模型预测研究对象运营维护成本与安全数据,进而有助于维护目标的制定。之后构建隧道运营维护成本安全问题原因对策库,通过海恩法则识别运营中存在的安全隐患,根据问题严重程度建立隧道工程运营维护及成本预警体系;结合PDCA原理优化管理目标及重点;并尝试将BIM技术作为辅助手段应用到运营维护的成本与安全管理中,并在大道梁隧道工程通车后实施上述模型,验证该模型的有效性。最后,利用BIM技术建立大道梁隧道运营维护辅助管理模型。创建的可视化模型使相关人员直观查看隧道所处的周边环境、细部构造及通车后的重点薄弱部位等。在BIM软件中通过模拟隧道维护成本安全的管理过程,当发现存在超出预期目标时,管理者对可采取的控制措施一目了然,进而提升隧道运营维护管理的能力与效果。