随着社会经济的快速发展,人们出行需求量飞速上升,步行是其中最为基础也必不可少的一种方式。最近几十年来,各种不同领域的研究人员开始投入到行人交通流研究中,以便更详细准确地了解行人行为特征规律,从而提高行人的出行安全和舒适程度。行人交通作为一个非常复杂的非线性系统,其中出现的一些现象仍然没有被很好的解释,面临的很多问题也没能被解决。本文根据现有的行人交通流研究,对房间疏散逃生、单向行人流和双向行人流进行了更深入的调查分析,通过可控实验和仿真模型结合的手段,充实和丰富特定情况下的行人交通流理论。本文的主要工作有:进行单出口通道行人流实验,研究行人数量对疏散动态过程的影响。实验结果显示,疏散时间和行人数目呈倍数增长的关系:另外,连续行人之间的疏散时间间隔在整个实验过程前后保持稳定,意味着非恐慌条件下疏散效率和房间内的剩余人数没有直接关系。进行环形通道行人流实验,研究视野受限对单向和双向行人流的影响。实验要求行人在正常视野环境或者视野受限环境下,在环形通道内沿着顺时针或者逆时针行走。实验发现,无论单向行人流还是双向行人流,视野受限环境下的流量均低于正常视野环境下的流量。双向行人流中,正常视野环境下不同方向行人迅速分离成独立的稳定队列,由于右行偏好习惯,顺时针/逆时针行人总是靠近环形通道内侧/外侧边界前进。视野受限环境下的第一组双向行人流实验中,没有出现对向成行自组织现象,行人运动始终没有演化成稳定的成行状态,局部高密度拥堵不断出现和消散。但是在视野受限环境下的后续实验中,不同方向行人会较快地形成队列,这是因为行人获得右行偏好能够避免碰撞的经验,从而加速了队列的形成。进行环形通道行人流实验,研究打伞行为对单向和双向行人流的影响。实验要求行人在常规条件或者打伞条件下,在环形通道内沿着顺时针或者逆时针行走。实验发现,无论单向行人流还是双向行人流,打伞情况下的流量均低于常规条件下的流量。常规条件下双向行人流出现对向成行自组织现象,分离成两条靠右侧行走的队列。而在打伞条件下,不同方向行人也会形成队列,但是队列数量可能不止两条,而且行人没有呈现明显的左右行偏好。我们对上述行人流实验进行了模型模拟。我们发现利用基本的社会力模型无法成功再现上述实验中的现象,因此需要对原始的社会力模型进行改进。为了再现疏散动态过程,我们提出了一个改进的社会力模型。模型中假设当行人个体承受的物理斥力的矢量和超过某个临界值时,该行人将暂时性无法继续维持前进的驱动力。模拟结果显示,此改进模型仿真结果和实验结果一致程度较高。为了再现受限视野实验中的行人流动态特征,我们提出了一个改进的受力模型。模型中调整了行人驱动力方向和大小,加入了右行偏好机制,并考虑到行人在视野受限环境下无法准确判断前进方向。考虑了这些因素后,仿真结果和实验结果相吻合。为了再现打伞行人流的实验规律,我们在原始社会力模型中添加了雨伞之间的物理接触力,得到的仿真结果和实验结果一致。本文研究成果有助于改善行人交通基础公共设施的设计,同时优化大型活动和疏散逃生的引导方案。