近年来,我国国民经济和城市化建设快速发展,城市居民的文化娱乐生活随之日益丰富,越来越多的居民走出家门,参加各种类型的文化娱乐活动,在各种公共场所都出现了行人越来越密集的趋势。而在这些场所中,步行是最主要的交通方式。高度密集的人群,不仅仅会对各类基础设施造成一定的压力,更重要的是对行人的安全问题存在很大的隐患。基础设施结构、交通指示标志设置和交通规则的不合理等可能给行人带来安全隐患的外界因素,主要归咎于对行人自身的行走特性、行人流的演化规律等缺乏深入的认识和理解,从而使得设施的利用率不高。最终导致行人不愿意遵从这些交通规则,引发各种行人伤亡事故。因此需要在微观层面上对行人流的演化机理有较清楚的认识,才能以更科学的理论指导规范行人行为,制定更为合理有效和人性化的交通法规,从而行之有效地解决日益严重的行人交通安全问题。本文的主要研究工作如下：1、推广了Baek等人最近提出的一个双向行人流模型,提出了两种改进策略：一是当交通规则违反者由于前面行人的阻挡而无法前进时,会考虑左右两侧的行人数量,并选择相对人少的一侧行走；二是当行人由于其他行人或通道边界的影响无法前进和左右移动时,交通规则遵守者会选择停留一个时间步再后退,违反者会在此种情况发生时立刻选择后退。并从行人平均速度-密度关系、行人空间分布密度和位置分布等方面进行了数值分析。研究发现,引入的两个新策略不仅可以提高行人流的临界密度,而且可以提高道路系统(尤其是道路中央区域)利用率,减轻拥堵状况,有效避免严重堵塞的发生。最后,基于改进后的策略,我们分析了固定道路长度的情况下,不同的道路宽度对整个行人流系统的影响。通过分析发现,不同的道路宽度对整个道路系统的行人流临界密度、行人拥挤程度和道路利用率等均存在一定的影响。2、Takimoto等人在2002年首次提出了在道路中间引入一条分割线的研究思想,研究发现,引入分割线对于道路系统的整体流量等有一定的改进作用。然而其假设行人均为单一类型,实际中总是存在交通遵守者和违反者。所以,我们将其分割线的思想引入到Baek等人最近提出的双向行人流模型,同时考虑交通规则遵守者和违反者处于分割线区域外侧时的两种行走策略,并进行数值分析。研究发现,引入分割线有利于道路系统中行人流临界密度的提高；可以有效减轻遵守者在道路两侧边界的聚集程度,使遵守者的分布更加均匀；可以基本完成对向行走的违反者的相互分离,减少对向行人的相互干扰；可以提高道路系统的整体利用率。最后研究了不同的行人比例和道路宽度对行人流特性的影响。3、前面的分析研究都是基于两侧开放式环境(例如通道、道路等)的双向行人流进行的,对于四侧均开放的场景并没有考虑。为此,我们应用前面的思想,在四侧开放环境(例如广场)中建立四向行人流模型。在此基础上,我们主要分析了交通规则保持者在系统中所占的比例、广场尺寸大小和几何比例对行人流特性的影响和由此发生的一些宏观现象。模拟结果表明,在广场中加入引导标志后,行人的行走过程一直相对比较稳定,没有出现明显的行人局部堵塞情况：存在一定比例的交通规则保持者有利于广场系统中行人流临界密度和广场利用率的提高。