本文依托“张家界峪园隧道安全监控系统升级改造”项目,结合相关国家标准,应用现代机电一体化技术对峪园隧道监控系统进行了系统的总体设计；针对隧道运营节能,对相关关键技术进行了研究探讨。本文根据峪园隧道的实际情况,结合国家相关标准,将其隧道监控系统划分为中心监控子系统、环境监测与通风控制子系统、照明控制子系统、交通诱导控制子系统、视频监视子系统以及火灾报警子系统等6个监控子系统,详细分析了各监控子系统的功能需求以及其它监控功能需求；从峪园隧道监控系统监控等级划分、现场设备配置、监控网络设计、系统控制策略设计等几个方面阐述了隧道监控系统的总体设计概况；最后,本文对隧道照明和通风节能控制等关键技术进行了研究,阐述了基于模糊控制技术分别建立照明模糊控制系统和通风模糊控制系统的过程,通过对控制过程的仿真和控制系统的输出结果的对比验证了模糊控制技术的有效性,并在PLC上实现了相关模糊控制算法且运用西门子组态软件WinCC设计了照明和通风控制界面。