人群仿真是基于计算机图形学和寻路算法,结合物理学、心理学和社会学等学科,通过在计算机生成的虚拟环境中展现人群运动的过程,从而研究人群在期望环境和特定情节中的行为特征和运动规律。现实中,研究人群在紧急情况下的行为模式是一个具有重要意义的课题,通过人群仿真这一手段,不仅能在危急关头减少甚至避免人群的伤亡,排除现有的安全隐患,而且能够在未来的建筑设计中完善安全设施,做好危险预防工作,对于维护社会稳定,稳固社会发展具有重要的意义。目前在基于元胞自动机的人员疏散模型研究方面,建立模型涉及的变量通常比较单一,仿真的对象通常只考虑到二维地形和个体的寻路模拟。而在紧急的状况下,人员疏散是一个非常复杂的过程,涉及到环境状况、心理因素和生理因素等多方面的影响。随着建筑行业和科学技术的不断发展,场景的内部构造越发复杂化,传统的疏散模型已经不能满足于现实的需要。本文引入了一个带有烟雾的多层建筑环境,并且在设计疏散模型时加入了群体从众的心理特征,使得仿真结果更具有现实意义。本文首先采用不可压缩的纳维斯托克斯方程作为烟雾绘制的基本物理模型,保证了烟雾物理运动的真实性,使得场景效果更为逼真,人群疏散仿真出的过程更加真实。然后本文构造了一个基于摩尔结构的三维元胞自动机,用于模拟场景中的人群疏散,元胞代表个体,用元胞转移规则来表示个体的移动。它不仅包含网格属性的基本定义,而且添加了构造的烟雾模型中,烟雾浓度和传播速度的参数影响,以及场景中人员从众效应和出口拥挤效应来确定元胞的变化规则。接下来,在对人群疏散的模拟过程中,量化和改进了人群的从众吸引力算法,在原有的领导者模型的基础上,引入了个人对领导者的信任值。新的算法会加入个人在疏散的过程中离开群体的决策,更加真实地还原了人群在疏散过程中解散和重组的过程。最后本文通过各种对比实验,通过实验中展示的不同疏散决策对结果的影响,对于如何提升疏散效率给出了一些建设性的意见。本文基于上述的算法和模型,构建了一个动态的人群疏散仿真系统。该系统展现了了在烟雾环境下人群的行为模式,并可以对一系列相关参数进行设置进行动态模拟。