步行作为城市居民出行的基础方式,始终是任何一次完整出行的源头和终结,在城市居民主要日常出行中的重要地位却未发生改变。我国行人过街闯红灯现象严重,行人的违法过街行为一方面严重威胁自身安全,另一方面也影响了机动车流的运行效率。目前在进行行人过街设施设计评价时,往往忽视了对行人违法过街行为的研究分析,因此在一定程度上可能导致设计的不合理或评价结果的不可靠。因此有必要对行人过街行为进行精细化研究,建立考虑违法行为的信号控制下行人过街模型,并利用该模型对行人设施进行评价和改善。基于此,本文以信号控制下路段行人过街设施为研究对象,通过问卷调查和视频调查相结合的方法进行了实地数据调查工作,深入解析行人过街行为和交通特性。结合调查结果和己有研究,将行人分为守法行人和机会主义行人两类,并通过数据分析得到行人平均过街速度、两类行人比例、机动车和行人到达率等基础数据。在此基础上,建立了信号控制下路段行人过街元胞自动机仿真模型。该模型充分考虑了行人过街过程中的违法行为以及与机动车的交互作用。首先将经典的NaSch模型改进为模拟机动车运动的多格子NaSch模型；将社会力嵌入到行人元胞自动机模型,将典型的行人元胞自动机模型改进为模拟行人运动的社会力元胞自动机模型,并对模型的演化规则进行了阐述。以行人与机动车的博弈关系为切入点,利用行人与机动车的交互作用关系建立了考虑行人违法过街的信号控制下路段行人过街模型。通过参数标定和结果分析,验证了模型的准确性和有效性,并得出：仿真模型中行人违法过街比例略高于实地调查数据；机会主义行人与守法行人相比,平均过街时间更短；行人违法过街行为会导致机动车延误。在工程应用方面,从服务水平评价、行人过街设施改善、行人过街行为管理三个方面说明了仿真模型的实践价值,并结合具体案例说明模型的工程应用价值。