随着国民经济的快速增长,人们的生活节奏加快,出行和参加各种集体活动的需求增加。行人的运动形式多种多样,交叉形式的行人运动造成拥堵的可能性最大。如何减少由于行人交叉形式运动造成的拥堵,保证行人安全出行和舒适的参加各类活动,成为学者研究的重点。本文基于元胞自动机模型构建交叉行人流模型,通过仿真模拟和理论解析研究交叉行人流的动态特性。本文的主要工作如下:(1)建立单向(行人只有一个运动方向)交叉行人流模型,系统中放入两类行人,其运动方向相互垂直,采用符合实际生活中行人走行特点的并行更新运动规则。周期边界条件下,模拟发现系统中有且仅有两种状态,自由流状态和阻塞状态。为了验证模型的准确性我们提出了两种不同的改进平均场方法对自由流态进行数学分析。接着,通过比较模拟仿真与数学解析分析得到的行人流参数之间的关系,发现这两种改进的平均场方法的解析结果比简单平均场方法的解析结果更接近仿真的结果,说明这两种改进的平均场方法适用于该模型。(2)实际生活中,行人在走行过程中遇到障碍时,通常选择向左或向右偏移,绕过障碍。在模型中对应,建立三向(行人具有三个运动方向)交叉行人流模型。在周期边界条件下,采用改进的平均场方法计算系统中行人运动速度与密度的关系,解析结果与模型仿真结果吻合,进一步说明了改进的平均场方法适用于并行更新的行人流模型。研究发现系统中行人密度较低时,系统处于自由流相;密度增加到某一区域时,系统处于中间态相,并且出现由两种行人聚集而成的“障碍”带。随着密度的增加,“障碍”带的数目也增加。当系统处于极度拥挤状态时(系统中只有一个空格),空格位置沿着“障碍”带“移动”。