近年来,频繁发生的踩踏事故,给社会带来巨大经济损失的同时,也严重威胁着人们的生命安全。其中公共场所老年人、残疾人和孕妇等特殊行人,他们因活动能力差,往往成为事故中最大的受害者,并且在疏散过程中可能会对正常人群的疏散带来一定影响。因此,研究含有特殊行人时人群的疏散问题至关重要。本文在分析不同类型特殊行人与正常行人行为特征差异的基础上,分别建立了两类特殊行人疏散的元胞自动机模型,并进行相应的数值模拟,探讨含有特殊人群时行人流的宏观行为特征和拥堵的生成机理。此外,还具体研究了含有特殊人群时火车车站口的行人疏散策略优化。主要研究工作如下:一、行动不便行人影响下的人群疏散动力学特性研究:在一般元胞自动机模型基础上,考虑特殊行人(主要指行动不便的行人)的心理特性行为,建立了含有行动不便行人时人群疏散的元胞自动机模型。数值模拟研究了不同人群密度下,行动不便行人比例及其所在位置对大厅内行人疏散过程的影响,并对行人疏散过程中的时空动力学特性进行了讨论。研究表明,与正常人群的疏散相比,行动不便行人的加入对混合人群疏散效率的影响与人群总密度有关;低密度下,对人群疏散效率影响不明显,随着密度的增加,行动不便行人所占比例的增大则会导致混合人群的疏散效率显著下降;行动不便行人所在的位置会影响疏散效率,特别是高密度下,相对于行动不便行人的随机分布,将其置于一定范围内的特殊位置,与正常行人分开,会减少行人总体疏散时间。二、含有盲人的人群疏散建模与模拟:基于元胞自动机理论,将描述单一人群正常疏散的元胞自动机模型扩展至含有盲人时人群疏散的场景。针对盲人的心理特性和行为特征分析,建立了含有盲人时人群疏散的元胞自动机模型。数值模拟研究了不同人群密度下,盲人所占比例以及正常行人帮扶概率等因素对大厅内行人疏散过程的影响。研究表明,与正常人群疏散相比,混合人群中盲人所占比例越大,疏散效率越低;并且帮扶结伴有利于混合人群疏散。三、火车站出站口行人疏散优化方案设计分析:以客流量巨大的火车站出站口为研究对象,考虑行人的个体差异,将其分为:未携带行李的正常行人、携带行李的正常行人、特殊行人(如老人、孕妇、盲人、小孩等),运用Anylogic仿真软件,模拟了不同疏散方案对火车站出站口行人疏散效率的影响,并对疏散过程中的时空动力学特性进行了分析。仿真结果表明:提前将行人进行分类,让行人按类别进行疏散,可大幅度提高人群整体疏散效率;此外,合理分配不同类别行人的通道比例有助行人疏散。最后,对全文进行了总结,并指出需要进一步研究的问题。