行人动力学多以独立行人为研究对象,群组作为行人流的重要组成部分,有必要进行研究分析。双向行人流存在于日常生活的各个场景中,科学地量化双向行人流中群组的运动特性,能为行人交通设施的设置、疏散策略的制定提供理论基础,具有现实意义。目前,已有学者开始关注群组的运动特性及相关模型研究,然而,群组行人运动特性复杂,群组与群组之间相互作用下的运动特性研究仍旧匮乏,因此本文通过实验及模拟相结合的方法对此进行研究。为探究群组在双向行人流中的运动特性,本文在通道中开展了双向行人流运动实验,关注群组规模、密度对行人流的影响,分析群组行人在双向行人流中的微观特征。基于图像处理方法获得的轨迹及视频分析的结果表明:分层现象是双向行人协调作用下的结果,采取左右偏移措施能够避免正面冲突时,群组行人不会破坏其并列构型。无论构型如何改变,群组成员在空间上仍维持较近的距离,无形中形成了稳定的封闭空间,群组规模越小该空间封闭性越强,允许群组外的行人从群组中间穿插通过的概率越小。四人组避让过程中呈现出了菱形构型,该构型能有效地减少小组成员与组外行人之间的摩擦,避免群组结构被破坏。群组本身的规模、对向群组规模、对向行人的密度会影响群组运动特性,这些与行人的偏向角度、速度等并非严格的线性相关关系。合理的密度能够提高群组的速度。该实验丰富了群组在双向行人流运动中的经验数据,为行人模型的建立提供参考。基于前人研究及实验结果,本文建立了考虑群组行为的行人运动模型。该模型在场域模型的基础上,加入了群组场、预测场、右偏参数,将影响群组行人运动特征的参数进行量化。其中,群组场量化了群组成员之间维持较近距离的运动特性;预测场则量化了群组行人与组外行人之间的关系。模型考虑了群组本身的群组规模、对向行人的群组规模、密度、与对向行人的距离等对群组运动的影响,并将行人右行偏向用右偏参数表示。该模型中的每一个行人均受组内及组外行人的影响,更全面地考虑了群组的避让特性。模拟发现,随着预测场敏感性参数的增大,避让行为意识增强,时间损失增加,与反向行人的正面冲突减少。通过实验结果验证,说明本文提出的模型是可靠的。本文提出的改进模型丰富了群组运动理论研究,为模拟多样人群运动过程提供工具。