伴随着信息化测绘时代的来临,以数字化信息为核心的传感网技术对工程领域中的设计、施工、监测和管理模式产生了深远影响。考虑到隧道工程的变形监测内容多、周期长、数据量大等特征,以前纯人工定时实地的监测方法难以满足实际需求,借助卫星定位、测量机器人、传感器、网络通讯等技术,传感网模式的现代化监测系统相继产生。新疆盐水沟隧道是西气东输的示范工程,由于地质复杂、环境恶劣,隧道内部出现多处不同程度的开裂,对内部管道有较大的安全隐患。为了确保管道运输线路的安全,本文基于传感器网络技术,引入传感器优化设计和组合预测模型,设计研发了集工程前期优化设计、数据采集、通讯、计算、预测为一体的变形监测传感网预警原型系统。本文共分五章：1.第一章介绍传感器、传感网和监测传感网的发展现状以及常见的传感网监测预警系统,并针对本文研究内容分析了国内外系统的优缺点和适用性。2.第二章研究了传感器的数目、定位和布线优化模型,并根据盐水沟隧道实际情况,运用动态规划原理,以线缆价格、长度和接线头个数为制约因子分析传感器布线方案中最优方案的选择。3.第三章详细阐述了传感网模式下隧道变形监测特点,在传感网技术架构基础上,系统总结了传感网的组成部分以及实施流程。4.第四章以实际工程为背景,建立了灰色理论、时间序列和BP神经网络三种单项预测模型,通过对实测及仿真数据的分析与研究,探讨建立组合预测模型的必要性,然后对比分析可变加权系数和最优加权系数2种组合预测模型预测精度,并给出了两种方法的适用条件。5.第五章设计并实现了隧道变形监测传感网预警系统的原型,并以盐水沟隧道监测项目为平台,对系统部分功能做了测试与应用。