为缓解高速公路作业区因车道数量变少或路障设置而引起的交通运行效率急剧下降问题，降低车辆在高速公路作业区因频繁换道或加减速而带来的交通事故发生风险，以江苏省五峰山北向南四车道过江通道为研究环境，针对高速公路典型作业区开展了相关研究，构建了高速公路作业区效率、安全、油耗综合指标体系。基于Vissim仿真软件，考虑不同的流量、装配率和预警距离条件，构建了道路场景和预警模型。利用贝叶斯神经网络进行预测，研究了高速公路作业区不同条件下车辆的最佳预警距离。结果表明：该方法对高速公路作业区综合、安全、能耗指标的预测平均相对误差为0.4%,　0.4%,0.2%;通过对综合效率、安全和能耗指标的最佳预警距离分析得出，更高的装配率下3项指标结果更优，最佳预警距离更短；在自由流下，最佳预警距离为300～800　m,且最佳预警距离随着流量的增大而增加；在饱和交通流下，最佳预警距离为800～1　200　m,但此时流量的增加对预警距离的影响并不大；在流量过饱和后，最佳预警距离为1　200～1　800　m,且随着流量增大而继续增大。研究结果可以为高速公路作业区车辆的安全驾驶和交通管理部门发布道路预警提供一定参考，同时也提供了一种高速公路作业区车辆预警最佳距离的预测方法。