本发明涉及隧道事故监测技术领域，具体涉及基于行车噪音提取的隧道交通事故感知系统及方法。系统包括：声音感知单元，用于采集隧道内的行车噪声信号；数据处理单元，用于从行车噪声信号中筛选疑似事故声音信号，提取疑似事故声音信号中的待检声音包络特征；模型匹配单元，用于将待检声音包络特征与预设的隧道内各种类型事故对应的声音包络特征对比模型进行匹配，进而根据匹配结果判断隧道内是否发生事故，并在隧道内发生事故时识别对应的事故类型。本发明还公开了一种隧道交通事故感知方法。本发明能够基于声音特征有效检测隧道内事故并准确识别事故类型，从而能够辅助提高隧道事故救援的针对性和有效性。