随着公共安全问题的发生日益频繁，大规模人群疏散问题成为应急处理中不容忽视的重要环节。研究突发事件下人群疏散的行为特征及运动规律，对人群聚集场所的疏散能力进行风险评估，成为解决火灾、踩踏等公共安全问题的有效途径。突发事件下的人群疏散是一项极为复杂的工作，实际疏散演练是疏散方案的最佳测试方法，然而这种方式存在人员安全无法保障、实验代价高等多种问题。计算机仿真技术的出现为应急场景下人群疏散方案的测试与分析提供了新的思路。应急场景下的人群疏散仿真主要包括场景建模、路径寻优以及人群运动行为建模。针对上述三方面研究内容，本文提出了相应的建模方法与人群疏散运动模型。针对传统场景建模方法中存在的建模成本高，模型精度差等问题，本文提出了一种基于单幅图像的三维场景建模方法，该方法在控制成本的同时，提高了模型精度，实现了高逼真度的要求。此外，目前在针对突发事件人群疏散仿真的研究中，虽然已经存在很多从计算机仿真技术实现的角度建立的人群运动行为模型。但是，将人群心理因素引入到大规模人群疏散中并量化其对人群疏散的影响，建立反映人群疏散特征的模型的研究还比较少。本文采用多蜂群协同进化算法作为宏观模型指导宏观路径规划，采用改进的社会力模型和微粒群算法作为微观模型指导人群疏散过程中的个体行为，构建出综合了宏观和微观两种模型优势的人群疏散运动模型。本文主要的工作及创新点如下：(1)针对场景建模的特性，本文提出了一种基于单幅图像的交互式三维场景建模方法。该方法使用单幅图像作为输入，降低了对输入的要求；在图像处理的过程中加入了用户交互，并利用交互信息指导二维图像与三维模型之间的对应关系计算，从而大大缩短了图像处理的时间。基于单幅图像的交互式三维场景建模方法以三种基元为基础，通过基元构建、前景背景提取、模型贴图以及交互式操作，快速生成用户所需要的三维场景模型。实验表明，本文所提出的基于单幅图像的交互式3D场景建模方法能够有效降低建模成本，提高模型精度，快速生成与图像相对应的三维场景模型。(2)针对人群运动过程中的人群分组行为，本文提出一种考虑群组特性的微观人群疏散仿真模型，该模型主要包括三部分：基于群组吸引力的人群分组方法、考虑群组特性的社会力量模型以及基于微粒群算法的人群运动模型。该模型首先以家庭、同事、朋友等关系为依据形成分组，在分组结果的基础上将考虑群组特性的社会力量模型与基于微粒群算法的人群运动模型结合，共同指导人群的微观运动过程，从而更好地重现人群疏散过程中的分组现象以及出口处的拱形现象。(3)在原始人工蜂群的基础上引入了多种群协同进化的概念，提出了一种基于分层通讯模型的多蜂群协同进化算法，并采用种群自适应调整策略来降低算法复杂度。性能测试和可视化仿真实验表明该算法能够有效拓展解的多样性，提高求解精度，同时还具有收敛速度快的优势。本文将该算法应用于人群疏散过程中的宏观路径规划，为疏散过程中的个体提供路径选择功能。结合相应的科研项目，将上述研究成果应用于人群疏散建模与仿真系统的场景模型与人群疏散模型构建中。该系统实现了环境建模、语义提取、人群运动和数据导出四部分功能。通过在该系统中对应急场景下的人群疏散运动进行模拟仿真和分析研究，总结出人群规模、出口数目对人群疏散时间的影响。实验表明，本文提出的方法能够快速有效地实现人群疏散建模与仿真，具有较高的实用性。