惨痛的海难事故一次次的提醒着航运界,可靠有效的安全疏散能力是在事故发生后保护乘客生命安全的最后屏障,这一点对于邮轮等大型水面船舶的安全运行来说尤为重要。在交通工具日趋大型化的当下,在控制成本消耗与可靠程度均可接受的前提下,场地试验法难以在经济成本与实验项目丰富、结果可信等方面取得良好的综合效果。因此,采用以行人交通理论为基础的大型船舶人员疏散仿真模型对疏散过程进行数值仿真分析就具有了一定的理论意义与工程实践应用价值。针对上述问题,本论文基于智能体理论与行人交通模型,建立了基于目标驱动智能体的疏散模型并参考国际海事组织（IMO）相关基准测试验证了模型的可靠性;进而考虑了实际海上事故应急疏散场景下常见的救生器材取用、乘客反向流动以及多层甲板撤离等情形,通过对行人交通模型的改进与行人行为的模拟扩展了所开发模型的适用范围,并通过与实验数据的对比验证了模型的有效性。在此基础上,开发了邮轮疏散仿真系统并对某邮轮的安全性进行了优化设计,进一步证明了所提出的模型与方法的合理性。首先,本论文通过对大型邮轮的疏散过程、IMO的相关规定、船舶安全疏散过程的影响因素的分析,结合行人个体生理特征和群体运动特征确定了人员疏散模型的基本初始参数。对于计算精度与复杂度两者之间的平衡问题,论文尝试以目标驱动的智能体为模型框架,通过将社会力模型与操作力模型的相互结合,提出一种考虑群组行为的基于目标驱动智能体的单向流船舶疏散仿真模型。该模型不仅可解决社会力模型不能模拟群组行为与计算效率低的问题,同时可实现对放置物跨越与绕行行为的有效模拟,使模型计算精度得到进一步提高。通过IMO所提供的基准测试项目、单向流基本图以及餐厅场景对模型进行的定性和定量检验充分地证明了模型的可靠与有效性。在单向流模型研究的基础上,论文基于IMO MSC.1/Circ.1533中提及的穿戴救生衣这一器材使用行为要素对疏散过程的影响,考虑到应急状态下乘客行为的不可预测性因素,在单向流船舶疏散仿真模型的基础上,通过增加逆流子模型以及修正决策子模型中的部分目标,提出了考虑穿戴救生衣行为的双向流船舶疏散仿真模型,并通过对邮轮单层甲板双向流测试场景的仿真验证了模型的可靠性。通过对现有商业船舶疏散软件的剖析,从全船疏散仿真的实际应用角度出发,提出了考虑多甲板人员流动的垂向流疏散仿真模型。论文率先考虑到个体的心理因素,构建了冒险型性格的乘客在等待过程中失去耐心后绕行前往其他楼梯的行为,并在双向流船舶疏散仿真模型的基础上,通过增加分层级路径规划子模型将仿真模型进一步扩展,使其可实际应用于大型邮轮多层甲板的疏散仿真。通过对楼梯场景、场地实验场景和多甲板场景的仿真验证了模型的可靠性。最后,论文基于多甲板模型,设计开发了大型邮轮疏散仿真系统AEvac。通过欧盟SAFEGUARD项目的验证数据集SGVDS2对AEvac进行了验证,发现该模型预测结果与试验数据的一致性优于常用的商业软件模型,模型具有相当的可信性与实用性。以疏散时间最短为目标,基于AEvac对海洋珠宝号邮轮进行了高级疏散仿真分析,所给出的增加垂直通道与改进救生器材布放位置等安全性设计建议,对船舶日常使用、规范限制与建造难度均无明显影响,但可在极端情况发生时有效的降低疏散时间,最大程度的保障搭载人员生命安全。