路径选择相关问题是交通科学领域研究中的一项基础研究，以传统经济学“理性人”为假设前提进行相关研究。近年来随着有限理性的提出，前景理论已成为选择行为研究的新方法。本文以路径选择行为为研究对象，采用心理实验的方法对路径选择行为进行实证分析，主要分析研究了路径选择行为中的损失规避、风险偏好等行为特征。在提取路径选择行为特征的基础上，构建了路径选择模型并进行了仿真分析，研究了不同路径流量及流量高峰与出行者出行行为特征之间的关系。通过TBI(Travel Behavior Inventory，交通行为调查记录)对大都市出行群体的出行行为进行研究与探讨，同时对文中路径选择实验和仿真分析结果进行验证与检验。路径选择实验以概率当量法和前景理论为实验原理，通过计算机软件编程实现实验并采用启发式提问方法。　　研究结果表明本文设计的实验能够较好对路径选择行为进行分析，减少了调查员的工作量和实验误差，增强实验结果的稳定，该实验方法具有一定的可靠性和适用性。通过实验数据对出行者路径选择机理进行了分析，其中借助最小二乘法对损失规避系数进行估计，发现不同出行者损失规避水平变化较大，损失规避系数变化范围从小于1到7，表明出行者对出行过程中的行程时间价值感知的异质性不容忽视。　　借助统计学分析了出行者对不同路径选择的风险偏好，研究发现出行者的风险偏好与前景理论中关于风险偏好的描述一致，即获益区域以风险规避为主，损失区域以风险追求为主;利用线性判别分析发现出行者的个体属性对风险偏好的贡献差异明显:在路径选择过程中，出行者的风险规避主要和出行者社会属性相关，风险追求主要和路网系统运行指标相关。在此基础上建立了出行者在路径选择中风险偏好的预测模型，预测结果的准确率在80％以上。对预测模型进行敏感性分析发现，出行频率和出发时刻是出行者风险规避和风险追求最敏感的影响因素。　　对风险偏好和损失规避系数进行相关分析，发现风险偏好和损失规避系数强相关。在获益区域，风险偏好与损失规避正相关;而在损失区域，风险偏好与损失规避负相关，这从一定程度上说明了风险偏好的产生原因，损失规避水平的差异性会影响到出行者的风险偏好。随着损失规避水平的提高，出行者会发生风险偏好逆转的现象。在风险偏好逆转点，损失规避系数在1.4-1.6左右。　　上述基于实验的出行者路径选择行为特征分析，为仿真分析中出发时刻选择和路径选择模型的建立提供了理论基础和实证基础。在出行者路径选择仿真的研究中，首先根据损失规避水平把出行者划分为三类，三类出行者对应不同的风险偏好，根据前景理论建立出行者出发时刻和路径选择的双层规划模型。仿真结果表明三类出行群体出发时刻选择对出行率和路径流量峰值具有明显影响。　　最后基于宏观基本图理论，对美国双城地区出行者的群体出行行为进行统计分析。分析显示出行者的出发时刻及流量与仿真中得到的出发时刻和路径选择十分相似。对路网速度，行程时间和流量每隔15分钟取值，通过流量和路网速度、流量和行程时间的关系图发现了迟滞环，这种现象和出行者出发时刻和路径选择的调整密切相关，迟滞环以统计图的形式说明了路网发生拥堵和拥堵消散的过程。基于出发率和路网流量建立了回归模型，描述了随着路网流量的增加出行者选择出发时刻的行为。建立了路网速度模型，其变量是出行距离、路网流量和拥堵状况，据此可以准确的对路网速度进行预测。　　本文研究提出的路径选择实验对路径选择行为的实证分析具有十分重要的意义，基于此的统计分析发现出行者损失规避和风险偏好的特征及两者之间的关系，为相关研究提供了理论基础，最后大都市宏观基本图的研究首次采用了调查数据与统计分析的方法进行研究，验证了相关结论，对后续相关研究具有借鉴意义。