本发明公开了一种隧道监控多传感器数据融合火灾预警方法，对隧道火灾发生前后三个阶段的三种历史数据进行归一化处理，建立九个神经网络数据关系模型，采集当下隧道内温度、一氧化碳浓度和二氧化碳浓度，归一化处理后，每两种数据作为一组输入，分别输入到每个阶段的三个模型中，得到每个模型的输出值，将输出值与每组输入数据对应的第三种数据进行对比，若第三种数据大于模型的输出，则设定火灾事件进程概率为1/3，否则为0，统计每个阶段的火灾事件进程概率总和，若火灾发生报警阶段或火灾预警阶段事件概率总和大于1/3，进行火灾报警，否则不报警，如果安全阶段事件概率总和大于1/3，进行火灾预警，否则不进行火灾预警。