大型公共场所的建立为体育、娱乐、宗教、文化、学习、商业等活动提供了便利条件。在重大活动开展时,公共场所内人群处于密集和拥挤状态,一旦发生威胁生命的危险事件,人群易产生恐慌心理,若公共场所布局不合理、疏散设施不完备、疏散管理不到位,则危险事件的发生极易造成生命与财产损失。研究危险事件发生时各危险源的动态扩散特征,以及行人在危险场景下的运动规律,制定科学合理的疏散策略,对场所内密集人群进行及时有效的疏导和控制,是减少危险事件下人员伤亡的关键。危险情况下人员快速、安全的疏散作为公共安全的重要研究领域和方向,受到了国内外学者和科研工作者的广泛关注。本文在传统行人疏散建模和仿真基础上,分别对火灾和烟雾、毒气（烟）、水灾、暴恐（刀斧）袭击等危险场景下的行人疏散进行了建模和仿真,将各类危险源动态扩散与行人紧急疏散相结合,对危险场景下行人疏散动力学特征进行了深入探讨和分析。本论文主要研究工作开展如下:1.建立了火灾和烟雾扩散与行人疏散相结合的FFCA-Fire模型。模型分析了火灾发生时火灾和烟雾动态扩散规律,火灾以一定速度向周围扩散,烟雾自火灾处产生,初始阶段沿火体向上蔓延,至房间顶部后向周围扩散直至充满整个房间。随着火灾和烟雾的动态变化,行人运动分为三个阶段:正常行走、弯腰行走和爬行。在此环境中行人表现出远离火灾和烟雾运动的特征,在模型中将其抽象为火灾场强和烟雾场强。本文以火灾和烟雾发生时房间内行人疏散为模拟场景,利用新建模型进行了仿真模拟和数值分析,分析了行人密度、出口宽度、火灾位置、火灾和烟雾扩散速度等因素对行人疏散效率的影响。模拟结果对建筑布局和火灾场景下行人疏散策略制定具有重要指导意义。2.建立了毒气（烟）三维扩散与行人疏散相结合的FFCA-Toxic Gas模型。利用Unity 3D软件的粒子系统建立了毒气（烟）粒子扩散模型,模拟毒气（烟）粒子在三维空间内的扩散过程。模型中行人具有初始生命值,随着毒气（烟）的不断扩散,行人吸入毒气（烟）粒子增多,当超过一定临界值时,行人生命值随之下降,当生命值下降至小于等于0时,行人失去运动能力,不能成功疏散。随着毒气（烟）粒子的不断扩散,行人的视野范围逐渐下降,行人倾向于向视野范围内多数人运动的方向运动。利用新建模型,以毒气（烟）扩散环境下房间内行人疏散场景为研究对象进行了仿真模拟和数值分析,展示了毒气（烟）粒子三维扩散场景中行人疏散过程,对毒气（烟）产生和扩散速度、从众场强、初始生命值及毒气（烟）危害健康的临界密度、引导员引导行为等因素对行人疏散的影响进行了详细分析,可为毒气（烟）扩散场景下公共场所内行人疏散策略制定提供科学依据和支撑。3.建立了地下空间浸水蔓延与行人疏散相结合的FFCA-Flood模型。模型分析了地下空间浸水动态蔓延过程,浸水水位随时间不断增高,行人的运动状态随之发生变化,共划分为四个阶段:正常行走、减速行走、向躲避物运动、停止运动等待救援。模型中考虑了行人在水灾蔓延场景下的运动特征,即行人倾向于向出口和地势高的位置运动、倾向于沿着支撑物和水流方向运动、倾向于向远离危险物的方向运动,模型中将行人运动特征分别刻画为静态场强、高度场强、支撑场强、水流场强和危险场强。利用新建模型,以浸水场景下的地铁站台及停靠地铁车辆上行人疏散为研究场景进行了仿真模拟和数值分析,分析了浸水水位增长速度、出口选择行为、支撑场强、引导行为等因素对行人疏散动力学特征的影响,给出了未能成功疏散人员的初始位置和走行路线,并研究了站台上设置躲避物对行人救援的有利影响。结果表明,水灾场景下,为保证疏散安全,行人应尽可能选择距离自己较近的出口进行疏散,并应尽量避免因恐慌向手扶支撑物处聚集,必要时可在公共场所内设置躲避物以争取更多救援时间。4.建立了暴恐（刀斧）袭击场景下行人疏散与警察控制暴恐分子的FFCA-Terrorist模型。模型分别描述了场景内行人、恐怖分子、警察、安保人员四类参与者的运动规律和特点,分析了其相互作用机理。恐怖分子对目标行人发起攻击,同时会受到行人的反击及警察、安保人员的制止行为。行人、警察和安保人员三类人员对恐怖分子制止行为存在不同特征,行人受到恐怖分子攻击时以一定的概率反击制止恐怖袭击,警察在与恐怖分子相隔一定范围或接触时均可制止恐怖袭击,安保人员与恐怖分子接触时发起攻击制止恐怖袭击,恐怖分子受到制止后则失去运动能力。模型以暴恐（刀斧）袭击事件发生时此四类人员的相互作用为切入点,研究暴恐（刀斧）袭击事件发生后四类人员运动的动力学特征,详细分析恐怖分子数量、分布,出口分布,警察及安保人员数量、分布及控制策略等因素对行人疏散的影响,为暴恐事件发生后行人安全疏散管理以及对恐怖分子的控制策略制定提供科学依据和支撑。