地铁作为大运量轨道交通的一种常见形式,占据许多人口稠密的大城市公共交通结构体系的核心地位。我国地铁客流量日益增长;2018全年累计客运量210.7亿人次、累计客运周转量1760.8亿人公里。这给地铁站的客流组织与管理带来了重大挑战。地铁站内的瓶颈区域的存在降低了站内正常的行人流通行效率,在紧急情况下,甚至会威胁乘客出行安全。进站闸机作为检票设施,是地铁站客流通行的典型瓶颈设施。在对地铁站客流组织进行优化设计时,提高进站闸机处行人流通行效率、保障乘客出行安全是首要目标。此外,在研究过程中洞悉其设施内部行人的特性和运动规律是深入研究优化设计方案的基础,也是评价优化设计方案优劣的落脚点。然而,相比于车辆交通,行人更加复杂和多样的个体属性给行人运动研究带来了额外的困难。明确行人个体的异质性属性,提高对异质性行人流特征描述的准确性,是开展基于行人运动的研究的关键点。本文基于异质性行人流仿真,对地铁站进站闸机设施的布设方案进行了优化设计研究。针对性别、年龄、携带行李状况以及结伴状况四种行人异质性属性,分析研究区域内部行人的异质性属性构成比例及其对行人运动速度的影响,结果发现四种异质性属性均对行人运动速度有统计学角度的显著性影响。然后比较了闸机设施区域和其他典型行人运动场景中异质性行人运动特征的异同,结果发现对于异质性属性构成比例,与其他研究相比,性别和年龄状况构成状况基本相同,而携带大型行李以及结伴出行的行人则占比非常少。对于行人运动速度特征,研究区域内异质性行人流速度相比于其他情景则明显放缓。基于设施布设经济性、设施利用均衡性和行人感知舒适性构建进站闸机设施优化系统指标。使用遗传算法对进站闸机设施的布设数量、位置和形状进行了优化方案求解。得到的在不同行人流量条件和闸机设施布设数量条件下的优化布设方案为介于平行和垂直于客流流线之间并与客流流线形成一定夹角的斜列式布设形式,提升了研究区域内进站闸机设施利用的均衡性、减小了行人轨迹的偏移程度并增大了行人的可活动范围。使用行人密度、速度偏差、延误、排队时间及长度、行程时间及长度七个评价指标构建了闸机设施布设优化方案评价指标体系。定义针对异质性行人的微观指标处理方法,并对不同的优化布设方案定义评价指标体系单个指标优化效率以及方案总优化效率两个指标。然后使用VISSIM仿真软件进行行人运动仿真并提取构建的评价指标体系中的各项指标数据,对求解得到优化布设方案的优化效果进行验证。最终选取最优布设方案,其对评价指标体系中七个指标均有不同程度的提升。