随着社会经济水平的提高,各种大型商业建筑、交通枢纽等基础设施向着综合、高效、立体的目标发展。大型步行设施的建设使社会组织活动成本降低、人群聚集更加便捷,造成了生活中普遍的群聚现象。人群高度聚集场所对人员管理要求极高,一旦发生地震、火灾等意外事件,进行紧急、高效的人员疏散是保障人员安全的基本前提。紧急疏散过程中人员规模较大、行人恐慌以及管理不当等因素极易导致在疏散瓶颈附近发生拥挤踩踏事件。由于拥挤踩踏具有突发性、不可再现性和危险性等特征,很难收集踩踏事件现场数据,并且组织行人实验研究拥挤踩踏现象具有一定的危险性,因此,基于计算机仿真来研究拥挤踩踏是一个主要手段。但相关研究更多是围绕拥挤踩踏致因和预防措施等角度展开,有关拥挤踩踏内部机理的研究相对不足。本文通过建立空间细分的元胞自动机与作用力相结合的拥挤行人流仿真模型,探究步行设施内疏散行人流拥挤踩踏的生成机理。挖掘拥挤踩踏机理不仅有助于探究行人流的宏观现象与微观行为特征,还可以为步行设施设计和行人安全管理提供理论与技术支持。本文主要研究内容如下:（1）建立基础仿真模型。以空间细分的元胞自动机模型为基础,定义行人刚体部分与弹性部分,实现行人弹性化处理;融合力的作用机理和拥挤踩踏机理,构建基础仿真模型与演化规则。（2）分析拥挤踩踏中力的作用机理。基于拥挤行人流宏微观特征,探究拥挤力和摩擦力的启动条件与发生场景;引入恐慌系数描述行人的恐慌程度,并分析恐慌系数与拥挤力之间的相互关系;通过搭建拥挤力的吸收、分解、传递与致伤规则,分析拥挤疏散行人间作用力的相互关系。（3）挖掘拥挤踩踏触发和演化机理。基于拥挤人群中拥挤力、摩擦力的特征分析,构建概率选择机制解决行人移动冲突问题;以移动冲突为切入点,挖掘拥挤踩踏的触发条件、演化过程以及连续踩踏现象内部机理;基于踩踏机理的分析搭建仿真规则,模拟再现拥挤踩踏过程。（4）对比仿真与行人实验结果。分别从行人分布状态、疏散轨迹和疏散时间三方面,对比分析仿真模型与行人实验的同异特征,验证仿真模型的有效性。（5）提出拥挤踩踏预防措施。以拥挤踩踏内部机理为基础,结合拥挤踩踏致因因素的分析,从疏散空间设计的角度提出三种预防措施,并仿真验证预防措施的有效性。图58幅,表6个,参考文献57篇。