我国山地面积约占国土面积的2/3,尤其是西部地区,有大量城镇位于山地。在地形起伏的山地城镇,步行约占出行比例的一半,是山地城镇重要的出行方式。在山地城镇,步行街巷可以经济有效地支持行人短距离出行,但是由于山地城镇步行街巷路网一般较密,使得起终点间往往有多条路径可供选择,且起终点间高差较大,行人出行过程中体能消耗大,因此基于体能消耗的山地城镇步行街巷最优路径选择的研究对于山地城镇来讲有着重要的意义。本文先从宏观和微观两方面对行人交通特性进行概述,然后通过对紫阳县城区的步行街巷的实地调研和数据收集,对山地城镇步道上行人交通特性和运动轨迹进行了分析研究,通过对调研得到的基础数据发掘,运用SPSS软件进行分析,得到了速度与坡度和长度之间的关系函数。利用国内外对行人体能消耗的相关文献的研究,分析了行人体能消耗的影响因素,根据步行街巷的特点,对现有的体能消耗预测模型进行了改进和整理,提出了步行街巷的体能消耗预测模型。在对路网信息进行分析和提取的基础上,对路径选择的传统算法和新兴算法进行总结,并对常用的路径算法进行了研究和分析,确定了适合山地城镇步行街巷的以体能消耗为目标的单目标最优路径选择算法即Floyd算法和以体能消耗、路灯密度和人流量为目标的多目标最优路径选择算法即人工蜂群算法和Pareto最优解。只考虑体能消耗的单目标最优路径选择可指导行人的路径选择,采用人工蜂群算法和Pareto最优解的多目标步行街巷最优路径选择,验证了多目标路径算法的良好稳定性,能实现多个目标间的均衡且人工蜂群算法控制参数少,鲁棒性强,稍加修改就能应用到选择其他目标的场景。本文提出的最优路径算法对于山地城镇步行街巷的交通规划和步行系统建设具有较好的指导意义,对自然灾害多发山区的韧性城市建设具有一定的指导意义也可指导行人的路径选择。最后基于行人体能消耗对城市的的立体过街方案进行比较,从新的角度来评价立体过街方案的优劣。