交通运输系统是关系到国民经济发展的重要因素,同时对于国家政治领域、文化领域、国防建设与发展都有着较大的影响。随着经济的发展,我国公路、铁路、地铁等交通系统迅猛发展,在建项目日益增加。在交通系统搭建的过程当中,隧道起了非常重要的作用。在隧道施工和隧道运营过程中,隧道安全成为了交通系统工程不可避免的问题。而在建隧道是工程事故高发项目之一,需要时刻检测其是否有拱顶下沉,洞壁变形,围岩失稳等问题。针对这些问题,只有提前发现,并且及时预警,才会避免隧道事故的发生。在传统隧道监测与维护中,通常需要人工操作,虽然检测精度不受影响,但这使得检测效率低下,在消耗大量的人力物力的同时,存在着隧道监测非实时、隧道安全预警不及时等缺点。针对传统隧道监测方式的不足,本文提出了基于激光测距的隧道断面监测系统。该系统能够实现对隧道断面及隧道中的瓦斯浓度24小时全天候实时监测,能够对隧道中断面异常以及瓦斯浓度异常进行快速反应与预警。并且快速、精准定位问题发生地点,并通知监控中心采取相应措施。相对于传统隧道监测系统,该系统具有高效、准确、低成本、高自动化等优点,对隧道安全事故及时预警,具有十分重要的意义。本文首先对隧道断面监测系统的总体需求进行了分析,并结合激光测距原理以及隧道中瓦斯气体对隧道安全的影响，设计出了隧道监测方案。其次,通过硬件、软件的实现,完成了系统的功能需求。其中,硬件方面包括电子元器件选择、电路原理图设计、PCB设计、焊接以及电路调试。软件方面采用C/C++完成了各个模块的驱动程序,将采集到的隧道断面数据、瓦斯数据传输到监控主机上的上位机。最后,在实验室环境下搭建了系统模拟测试平台,对系统功能进行了测试,验证了该系统的可行性和有效性,满足隧道断面监测需求。