随着国民经济的繁荣，建筑物的高度和密度越来越大。建筑物内人员安全疏散方案是保障建筑物内人员生命安全的重要依据，制定科学有效的人员疏散方案是近年来令人关注的研究课题之一，有着重大的现实意义。而教学楼作为公共建筑物的代表，由于其承载人数多、结构复杂，更是研究关注的焦点。本文以高校教学楼内人员疏散方案为研究对象，主要围绕蚁群优化算法和人工势能场在元胞自动机疏散模型中的应用展开了研究，主要工作如下：
　　（1）建立了基于元胞自动机的疏散模型。以教学楼室内的疏散问题为仿真对象，利用元胞自动机在微观仿真上的优势，同时增加人员避障和解决冲突规则，设计了教学楼室内疏散模型，该模型模拟了疏散过程中人与人、人与环境的相互作用，探讨行人在应急疏散中的心理行为状态并通过仿真实验模拟出来，并且以二维演示图形式展示了疏散过程。
　　（2）设计了一种改进的基于蚁群算法的元胞自动机疏散模型。在元胞自动机建模的基础上，利用蚁群优化算法优化教学楼内人员的疏散路径，获得教学楼内人员疏散的改进模型。从微观上比较了单个人员疏散路径的不同，总体上缩短了人员的疏散清空时间，路径得到了优化。
　　（3）设计了一种基于蚁群算法的势能场疏散模型。在蚁群算法的基础上加入了人工势能场，在宏观上为疏散仿真中人员拥挤程度做了更直观的呈现，通过疏散清空时间和人员疏散路径长度这两个疏散评价指标，做了对比分析，该模型显示出了比前两个模型更优的实验结果。
　　本文设计的人员疏散仿真模型以元胞自动机模型为基础，利用元胞自动机的演化规则模拟了真实场景下人员疏散过程；在建立的仿真模型基础上，利用蚁群优化算法和人工势能场法对人员的疏散路径进行模拟。基于以上的研究，对湖北工业大学第二教学楼的单层场景进行仿真试验，模拟了人员的疏散过程，并对疏散清空时间和人员疏散路径长度的优化结果进行实验分析对比，结果表明本文提出的基于蚁群算法的势能场疏散模型有更好的疏散效果。