随着社会的发展、经济的繁荣,人们生活的社会化程度持续增加,并且汇合大量人群的集会的举办也愈加频繁。在这些公共集会中,由于聚集了成千上万的人,很容易出现拥挤踩踏事件。因此,研究建筑环境中重要元素(如出口、障碍物等)的布局,以使得当突发事件发生时,大量人员能在最短时间内从各个紧急出口疏散,是在建筑设计时需要认真考虑的重要内容。为了得到具有最佳人群疏散效果的障碍物布局,需要设计并实现针对建筑环境中的重要元素布局的优化方法,以促进建筑物紧急疏散过程中的人群流动,保障公共集会中大规模人群的安全。本研究对建筑环境中障碍物布局的研究现状展开了深入地调查和分析,为了得到具有最佳人群疏散效果的障碍物布局,本研究从面向障碍物优化的人群仿真系统构建和障碍物布局优化算法的设计两个方面展开了研究。面向障碍物优化的人群仿真系统构建主要是对疏散场景中的环境和行人运动行为进行建模以仿真其中的人群疏散过程,从而评估障碍物布局的安全疏散性能并反馈给布局优化算法以生成疏散性能更优的布局。障碍物布局优化算法的设计主要是设计一个能够综合考虑建筑环境中障碍物数量及属性对人群疏散影响的优化算法,以找到最有利于人群疏散的障碍物布局,同时还设计了一个搜索空间更新算法,以加快布局优化算法收敛。以下几点是本研究的主要贡献:(1)提出了基于网格索引的环境表示方法和由感知、决策、运动三个层次构成的行人运动行为仿真框架,从而构建一个面向障碍物优化的人群仿真系统,用于评估障碍物布局的安全疏散性能并反馈给布局优化算法以指导其寻找疏散性能更优的布局。(2)提出了基于MA-ES的障碍物布局优化方法,其中使用变长染色体对障碍物布局进行抽象表示,并通过MA-ES算法对变长染色体的优化实现环境中障碍物数量及属性的同时优化,得到具有最佳人群疏散效果的障碍物布局。(3)提出了搜索空间更新算法,用于在布局优化过程中动态地调整搜索空间,加快布局优化算法的收敛速度。(4)实现并测试了面向障碍物优化的人群仿真系统。通过与其他布局优化算法在不同场景下的对比实验,验证了本研究所提出的布局优化算法的有效性与优越性。另外,还探究了布局优化算法参数对其性能的影响以及布局优化算法对初始化的敏感度。最后,提供了不同场景下的障碍物布局经验。