近年来，随着经济的飞速发展，城市化水平的大幅提高，城市小汽车数量的迅猛增加，交通拥堵问题日益严重。拥挤收费作为交通需求管理的措施之一，其对于改变人们的出行方式，缓解交通拥堵具有重要作用，其可行性已被国外多个城市证实。本文首先从理论上分析出行方式选择影响因素，并定性分析拥挤收费对居民出行方式选择的影响，分类总结国外拥挤收费模式，提出我国城市实施拥挤收费存在的问题。其次对西安市居民出行方式选择意向进行调查研究，确定调查范围、样本量，并利用SP+RP方法进行调查，同时对调查数据进行单项分析和综合分析。本文通过对常用交通方式划分模型的基本特征描述，确定采用概率神经网络以及多项Logit对拥挤收费情况下西安市居民出行方式选择进行模型构建，利用MATLAB以及SPSS软件的功能特性完成网络构建、网络训练、模型验证、变量选取、参数估计等模型构建步骤，并根据调查结果与模型的预测值的命中率计算对比两种模型的精度及效果。最后依据西安市的交通现状论证西安市实施拥挤收费的必要性与可行性，并根据西安市居民出行方式选择意向调查数据、2008年西安市居民出行调查数据以及明城墙区域交通量及车速调查数据，同时参考国外拥挤收费城市的先进经验，从收费区域、收费时段、收费对象、收费模式、收费费率等方面入手，提出相应的拥挤收费方案。