近年来,由行人拥堵造成的各种事故频繁发生,不仅给社会带来巨额的经济损失,而且对人们的生命构成严重威胁,其中小学生群体,因其自身特有的心理行为特征,成为各类踩踏事故的高发群体。如何建立小学生群体疏散动力学模型,进一步探索小学生紧急疏散行为的宏观特性及其各种复杂现象的生成机理,成为减少此类安全事故的关键。本文在行人流元胞自动机模型的基础上,针对突发情况下小学生应急疏散问题,考虑不同于一般人群特有的行为特征,如恐慌、挤压、从众等,分别建立了无障碍物房间、含障碍物房间、不同疏散策略及静态场三种情况下小学生应急疏散元胞自动机模型,通过建模及数值模拟,研究了三种情况下小学生的特殊行为特征等因素对疏散动力学机制的影响。此外,还从定性的角度为建筑物的设置及人群管理提出相关建议。本文的主要工作如下:一、针对小学生群体紧急疏散过程中相互挤压的行为,提出了含挤压行为特性的元胞自动机模型,研究挤压行为对行人流应急疏散的影响。在一般元胞自动机模型的基础上,引入推搡挤压概念描述小学生运动过程中特有的行为特征,建立了相应的元胞自动机应急疏散模型。数值模拟重点研究了不同密度下发生挤压的人数对疏散效率的影响,并对疏散过程中出现的典型时空动力学特性进行了讨论。结果表明:在低密度下,发生推搡挤压的人数对疏散效率影响甚微;随着密度的增加,疏散过程中出现局部的拥挤,推搡挤压的人数比例增大将导致疏散效率显著下降;当学生初始密度为0.7,挤压人数比例为80%时,疏散效率相对无挤压人数情况下下降了近70%。二、将上述提出的含挤压行为的元胞自动机模型扩展至含有障碍物的房间,研究挤压行为和障碍物的相互影响对学生群体运动的演化规律及疏散效率的影响,探讨合理的教室布局。在上述含挤压行为的小学生群体疏散元胞自动机模型的基础上,考虑教室不同的布局方式,建立了含障碍物的元胞自动机模型。数值模拟重点研究了不同教室布局方式对学生疏散效率的影响,结果表明:侧面开口的教室,设置靠出口侧墙壁的通道对提高疏散效率有积极作用,可减少人群中逆向运动。三、针对含有障碍物的报告厅,研究两种静态场下小学生群体的疏散效率,探讨相对较优的疏散策略。本节以单出口含障碍物的报告厅为背景,建立了包含不同静态场和疏散策略的小学生群体紧急疏散元胞自动机模型。数值模拟研究了行人数量与时间步的关系、移动行人比例与时间步的关系,出口流量与时间步的关系,结果表明:最大限度地利用桌椅之间的过道,尽可能避免行人在选择最短路径时产生拥挤,将显著地提高疏散效率。最后对全文进行了总结,并指出需要进一步研究的问题。