室内人群应急疏散模拟是室内地理信息系统、虚拟地理环境、计算机人群模拟等的研究前沿,是室内建筑规划、应急疏散演练、消防安全评估等领域的应用研究热点。针对灾害事件中人群疏散行为数据获取困难、经典社会力模型难以模拟复杂场景中群组感知疏散行为等问题,本文结合虚拟地理实验和人群疏散建模理论,提出虚拟人群疏散地理实验理论和方法。采用虚拟现实和眼动追踪等前沿技术,主要从标志感知和群组行为两个方面,开展复杂场景中群组感知行为建模和模拟研究。最后以北京市某地铁站为实验区,结合标志感知疏散模型、群组疏散模型和复杂场景疏散模型,开展地铁站内人群疏散过程模拟实验和分析。本文主要研究成果和创新点如下:（1）从虚拟地理实验的角度梳理虚拟人群地理实验的基本理论、基本原则和实验工具,构建了虚拟人群地理实验框架。面向人群应急疏散应用,提出虚拟人群疏散地理实验主要包括现实演练人群实验、物理还原人群实验、真人参与虚拟人群实验和数字模拟人群实验。（2）提出了局部信息感知和路径规划的改进社会力人群疏散模型。针对经典社会力模型难以模拟复杂场景（多出口、多通道、多路口等）的问题,本文首先以某一室内场景为研究区开展虚拟人群标志感知疏散实验,基于实验数据提取标志感知时间、距离、角度等重要参数,并对研究区内的应急疏散指示标志系统进行优化。然后结合标志搜索算法、路口搜索算法和期望速度更新算法,形成了支持场景局部信息感知和路径规划的人群疏散模型,并利用实验结果验证了该模型的有效性。最后利用模型模拟结果评估标志系统优化前后的疏散效率,两个初始位置的模拟结果表明,优化后标志系统分别可以提升37%和28%的疏散效率。（3）提出了考虑群组避让和次群组协调行为的改进社会力群组疏散模型。针对微观人群疏散模拟中缺乏考虑群组行为影响的问题,开展虚拟群组疏散实验。基于实验数据和人群视频数据,提出了考虑群组间的避让行为模型,包括群组间的同向和相向避让行为。同时提出了考虑次群组间协调行为模型,包括次群组内对齐和保持间距的行为。对比模拟结果与视频数据验证了群组疏散模型的有效性。利用该模型开展群组在单出口场景、双出口场景、狭窄通道等典型场景中不同出口大小、不同期望速度等参数下的疏散过程模拟实验。结果表现出了较强的群组避让行为和次群组协调行为,此外还出现了“出口拱形”、“快即是慢”等经典人群疏散现象。（4）针对现有人群疏散模型缺乏考虑复杂动态场景的问题,结合场景对象空间索引、群组随机算法,提出了适应复杂动态场景的人群疏散模型。以北京市某地铁站为例,构建场景内的静态元素和动态元素,通过模拟复杂地铁站内不同期望速度下的人群疏散过程,证明了疏散人群中群组的存在,增加了疏散时间,降低了疏散效率,且群组的影响作用随期望速度的增加而减小。