本发明属于隧道监测技术领域，具体公开了一种基于激光跟踪自动监测隧道衬砌形变的方法及系统。本发明提出利用激光跟踪装置追踪激光反射单元的位置变化，从而根据位置变化判断隧道中衬砌形变的类型和程度等级，实现了对隧道衬砌形变的实时监测。在此基础上，本发明设计了一种改进后的人工神经网络，并通过模拟隧道衬砌形变来生成数据，解决了隧道衬砌形变数据难以采集和无法用于本发明中人工神经网络的训练的问题，利用改进后的人工神经网络对隧道衬砌形变的类型和对应程度等级进行预测，进一步地，提出通过对比预测的隧道衬砌形变程度等级是否超出阈值，进而判断是否触发报警装置的报警功能，实现了对隧道衬砌形变的自动化监测和主动响应。