随着人类社会文明的进步,长距离多方式的出行以及各种群体活动日益频繁,交通枢纽、体育场馆等大型步行设施在社会生活中的作用不断凸显。出于对行人安全性、高效性和舒适性的关注,旨在对步行设施的建设与运营方案进行评估、优化的微观行人仿真研究,成为当前行人研究领域的热点。本文遵循“步行设施特征分析微观行人仿真框架建立行人路径规划算法设计微观行走仿真模型研究设施交互模型研究仿真程序开发与应用”的研究脉络,专门面向大型步行设施开展了微观行人行为仿真模型研究。论文梳理了行人行为微观仿真模型的研究现状,详细分析了基于力的模型、元胞自动机系列模型以及离散选择模型的基本原理和核心逻辑,重点指出了前者存在的局限性:基于线性加合的多因素作用合成机制。论文针对大型多层步行设施具有的空间复杂、行人行为多样的特征,提出了由基本行走区域和运送设施构成的连续空间描述机制,设计出用于模拟行人行为的总体逻辑流程,论证了其在正常行走和紧急疏散两种典型情景下的适用性,最终建立了专用于大型步行设施的微观仿真研究框架。论文通过对行人行走的决策过程和单步动作进行分析,提出了基于“转向+调速”的动作描述机制和基于邻域作用原理的邻域决策模型。在该模型中,行人将内在动机。外部障碍等所有影响因素的整体作为决策依据,用邻域分析算法评估每一个可行方位的效用和可行距离,基于主观效用最大化原则驱动行人进行决策。论文提出了最短路径算法、自然路径算法和基于离散势能场的路径规划算法等三种算法,详细介绍了其执行流程、优点和适用性。论文设计了基本行走区域和运送设施之间的衔接机制,并建立了最常见的楼梯和自动扶梯的设施交互模型。论文基于模型研究成果使用Visual C++ 2008开发了微观行人仿真软件原型RealWalker。该软件可以支持场景建模、仿真运行、参数配置、结果输出析构成的步行设施仿真分析的完整工作流程。最后,通过仿真算例验证了各个模型的有效性、模型间的协作能力以及模型在正常行走和紧急疏散情景下的适用性。