本发明涉及一种隧道地段振动横向传播特性监测系统，包括轴线垂直于隧道纵向的横向振动监测光缆以及用于接收横向振动监测光缆发送的信息并解调成解调信号发送给后台处理器的数据解调仪；横向振动监测光缆为集成有多个光纤光栅振动传感器的光纤光栅阵列振动光缆，其自道床板顶面横向延伸，依次布设经过道床板侧面、轨道底座的表面、隧道回填层的表面和隧道侧壁。另外还涉及配置有该监测系统的轨道交通隧道以及该轨道交通隧道的运营安全监测方法。本发明可实现沿振动横向传播路径的全路径连续振动监测，能可靠地分析获得隧道地段振动横向传播和衰减特性，利于对隧道横断面的健康监控；能实时地掌握隧道内异常波动发生情况以便及时排除安全隐患。