火灾发生后楼梯是建筑物内主要甚至是唯一的疏散路径,因此楼梯区域的高效疏散是紧急情况下人员生命安全的重要保障。楼梯疏散作为一种垂直疏散,不同于水平疏散,有其特殊性。因此开展楼梯区域人员疏散行为特性及运动规律的研究对减少人员伤亡,保障公共安全,优化建筑设计等具有重要意义。首先,本文通过开展观测实验,观测楼梯疏散中的典型特征,分析其形成原理及可能导致的危险。建立楼梯段控制体模型,对汇流积聚效应进行数学描述。提出人员指挥引导、控制不同楼层人员进入楼梯的时间、为残障人士开辟专门等候区、增设扶手等人员疏散管理措施。正常情况下楼梯区域人员疏散速度呈正态分布,最大速度1.07m/s,最小速度0.32m/s,均值0.63m/s±0.01m/s,大部分集中在0.5m/s-0.8m/s的范围内。其次,开展了多层楼梯疏散实验和汇流特性实验。多层楼梯疏散实验中共用时77s,人员通过相邻两楼层速度分布在0.55-1.37m/s范围内,且有S2-1>S4-3>S3-2的现象存在。密度与流量随时间变化趋势相反。汇流特性实验共用时96s,速度分布在0.7-0.9m/s范围内,低于特定楼层疏散实验值,说明汇流导致平均速度降低。汇流时,来自本楼层的疏散人员优先进入或者加速进入楼梯段,来自上一层的疏散人员被迫减速甚至排队等候。汇流特性实验中,密度、流量随时间呈现阶段性变化。然后,利用实验数据结合智能体理论和人员疏散动力学理论构建了基于智能体的楼梯疏散模型。引入边界层处理实体,提出楼梯区域出口化处理方法,建立考虑智能体与实体之间的挤压和摩擦的动力学模型,建立智能体感知、反应响应、视觉、速度模型。提出确保无重叠、空间划分以及平滑处理等优化措施。最后,利用C++开发了相关软件,并利用该软件对两次疏散实验进行了仿真。仿真再现了实验中的现象,模拟结果与实验值相符。