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交通流理论用于描述道路上车辆（或非机动车/行人）与道路设施及环境的交互规律，也是交通工程学的基石。自1935年Greenshields等在其开创性论文《通行能力研究》中提出流量—速度关系模型以来，该理论已发展近90年。
交通流理论在发展初期主要运用物理和概率论等数学工具描述交通特性。1933年，Kerzer首次提出交通流理论，并论证了泊松（Poisson）分布应用于交通的可能性，Greenshields于1935年的交叉口交通分析中运用了Poisson分布。随着汽车工业的发展，交通流理论研究日益丰富，如Pipes对交通动力学的研究、Lighthill与Whitham提出的交通波理论及应用等。交通流动力学模型产生于汽车保有量激增引起的城市交通问题，Payne于1971年提出了FREFLO动力学模型应用程序，有学者将应用数学、力学等领域的方法和思想运用于交通学科研究，形成了不可压缩流体交通流Papageorgiou模型、原细胞传输（cell transmission）模型、元胞自动机（celluar automata）模型等。Kerzer将交通流模式划分为自有流、同步流、宽幅运动阻塞流三种形态，提出了三项交通流理论，并研究了不同交通流之间的相变过程。
行人和车辆在道路上整体表现出类似流体的特质，称为交通流，它反映了车辆群体在道路上的行驶状态，并随时间和道路环境而变化。交通流是宏观概念，通过分析观测数据，发现其具有特征性倾向，称为交通流特性。这些特性通过交通流参数来定量和定性描述。
交通流理论研究交通运输系统中车辆、行人和货物的流动行为与特性，描述其形成、发展和变化规律，为交通管理和规划提供理论基础。微观上，关注行人、非机动车等混合异质交通流；宏观上，研究多方式复合网络的状态演变，建立相关动力学理论和模型。
与交通流理论相关的重要概念和模型如下：
①流量—密度—速度关系模型：交通流理论研究了流量、密度和速度之间的关系。一般认为，流量—密度曲线呈现反向“U”形，即密度低时流量上升，达到某一临界点后流量下降，而速度—密度曲线呈现“U”形，即密度低时速度较快，密度增加后速度逐渐减慢。
②瓶颈理论：瓶颈理论是交通流理论中的重要概念之一，研究了交通流在道路瓶颈处的形成、变化和影响。涉及瓶颈区域的流量、密度和速度，以及通过交通管理措施缓解瓶颈效应。
③交通流模拟：交通流模拟是一种通过数学模型和计算机仿真模拟和预测交通流动态变化的方法。可以帮助交通规划者和管理者评估不同交通策略和措施对交通系统的影响，以优化交通流效率和减少拥堵。
④微观模型和宏观模型：微观模型关注个体车辆或行人的行为和交互，通过对个体行动的建模来分析交通流动态。宏观模型则关注整体交通流的特征和规律，通过统计分析和聚集效应来描述交通流动态。
交通流是解释交通现象、分析交通问题和提高交通系统效率的基础。通过研究交通参与者行为，建立时空变化模型，拟合真实交通流，以分析交通流的演化特征和拥堵形成机理、传播规律及疏解方法，从而实现交通流理论在交通工程中的具体应用。该理论在交通规划、管理和控制等领域具有重要价值，助力优化交通系统，提升效率和安全性。
交通需求管理的理念起源于20世纪70年代，并在新加坡和欧洲获得了很好的实践经验。
交通需求管理（Transportation Demand Management，TDM），也称出行管理（mobility management），是为了提高交通运输系统效率、实现特定目标（如减少交通拥堵、改善交通安全、节约能源、减少污染和改善非驾驶员出行等）所采取的影响出行行为的各种政策、技术和管理措施的总称。
实现交通需求管理的目的是在适度的交通建设规模下，通过建立经济杠杆调控，行政管理、科技指引等多种手段并用的交通需求管理体系，控制交通需求总量，减少或分散交通需求，使供需平衡，保证交通系统有效运行。
交通需求管理理论旨在探索交通需求管理的思路和方法，优化交通系统运行和环境，通过引导、调控和管理交通需求，以应对交通供需矛盾，实现高效和可持续发展。TDM理论研究涉及土地利用规划、道路使用效率、车辆拥有与使用、出行方式替代与优化、拥挤价格政策以及供需平衡等方面。
与交通需求管理理论相关的重要概念和理论如下：
①交通需求管理原则：涵盖公平、高效和可持续。公平原则确保交通资源平等分配，满足各方需求；高效原则注重提升交通系统运行效率和流动性；可持续原则在满足当前需求时，兼顾环境与资源的长期影响。
②交通需求管理措施：分为限制和引导两类。限制措施采用行政手段，如交通限制和道路收费，减少交通流量和拥堵，降低排放。引导措施则通过优化交通规划和设施，调整交通流向和出行方式，如完善公共交通和优化非机动车道路。
③出行行为理论：探究交通需求的形成与变化规律，关注人们的出行决策过程、出行方式选择和出行行为对交通需求的影响，为交通需求管理提供决策依据。常见的出行行为理论包括交通出行链理论、出行交叉理论等。
④系统优化理论：旨在通过整体优化交通需求和系统，实现交通系统的最佳状态。常见的方法包括交通模型建立和仿真分析，通过模拟不同交通需求管理措施的效果，确定最佳方案。
⑤交通行为与需求分析理论：行为模型强调交通需求派生于活动，构建基于个体行为（决策）关系的预测方法。
⑥交通供需均衡理论：关注人为创造和优化交通条件以增加交通供给，包括交通制度设计与完善、交通线路、网络安排和秩序管理。供给侧主要问题体现为基础设施薄弱、设施完善滞后、布局结构不合理和管理手段落后。城市交通供给侧改革旨在优化资源配置，解决当前供给模式的问题，如决策缺乏科学依据、策略失当、理念错位、服务供给与市场需求脱节、交通供给过分依赖资源驱动等问题，提出城市交通供给侧结构性改革应调整交通供给模式、重组交通体系结构、优化交通供给策略。
交通需求管理通过实行系列政策措施，管理、控制和引导改变人们的出行行为与出行观念，是解决城市拥堵、推进城市交通治理的有效途径之一。交通需求管理也在协调机制、信息科技、经济措施方面不断创新。
①协调机制创新。城市综合交通规划协调土地利用与部门分工，包括空间规划与交通规划的协调、各部门权责分工的协调。
②信息科技创新。出行辅助系统、路线规划和交通预测工具的可靠性进一步提升。一方面，部分社会实践活动已经被网络取代（如线上会议、远程协作办公等），减少了部分交通需求；另一方面，导航系统、地理信息等技术的发展，使交通可达性大大提升，信息获取与传导效率极大提高。
③经济措施创新。以公共交通价格、机动车交通收费等为代表的调节措施更多地考虑区域自身特点，引导公交优先、低碳绿色出行，兼顾效率与公平。
以上是常见的交通需求管理理论，这些理论帮助研究者了解和分析交通需求，评价既有交通政策效果，引导设施建设，为交通决策和政策制定提供了理论支持和方法指导，以实现交通系统的高效运行和可持续发展。
交通行为（Traffic Behavior，TB）理论主要研究交通环境中的行为决策与模式，涉及人类参与交通的动机、决策、选择及与其他参与者互动。
与交通行为相关的理论如下：
①交通行为决策理论：关注个体在交通环境中的决策过程，涉及交通方式选择、路径选择和出行时间选择等。理论强调，这些交通决策是基于个体的偏好、交通条件、经济因素等多种因素综合考虑的结果。
②交通行为模式理论：着重研究交通环境中人类行为的典型模式和规律，如驾驶时的加减速模式和车道选择模式等。该理论通过对交通参与者的行为模式进行分析，可以预测和优化交通系统的运行。
③交通心理学理论：聚焦于人类交通行为的心理和情感因素，探究人们在交通环境中的感知、态度和行为动机。该理论深入研究这些心理因素如何影响驾驶和乘坐的选择，进而优化交通体验和安全性。
④交通社会学理论：探讨社会因素对交通行为的影响，着重研究社会文化、社会关系和社会规范在塑造交通行为中的作用。例如，社会对交通规则的遵从度以及对共享交通的态度等都会影响个体的交通决策和习惯。
这些交通行为理论有助于理解并预测人类交通行为，为交通治理中的交通规划、管理和政策制定提供科学依据，并用来优化交通系统运行、提升交通安全、减少交通拥堵，为改善交通环境提供理论支持。
交通镇静化（traffic calming），派生于德语词汇“verkehrsberuhigung”，是“woonerf”在德国本土化演变的产物，代表控制速度的手段，交通镇静是交通需求管理的一部分。
交通镇静是指降低机动车使用的负面影响、改善机动车及行人出行环境的各种物理措施的综合。交通镇静通过交通技术手段来提高公众交通安全意识、优化驾驶员行为。
随着交通镇静化不断发展，其定义也分化为广义和狭义两个范畴，前者是交通规划和管理的政策性概念，后者是降低车速的具体设计措施。例如，根据美国规划协会《美国交通静化手册》，交通镇静化的定义为：“交通镇静化包含改变街道路线、设置路障等改造手段，以实现街道安全、宜居和其他公共目标。”交通工程师协会（ITE）和美国联邦公路局（FHWA）则认为交通镇静化的核心理念是“通过构建多种出行方式平等共享的交通空间，发展多方式的城市交通体系，从而降低小汽车过度增长对城市环境造成的损害”。
交通镇静化理论是一种交通治理理论，在欧洲交通机动化激增的背景下诞生，研究机动化带来的公共空间和资源受限、安全稳定、环保等问题。20世纪60年代初，Buchanan发布了城市交通报告，提出机动车是有效的交通手段，但需要通过限制机动车或者重建城市的途径避免原有城市环境受影响。到20世纪80年代，以Donald Appleyard发表的 Livable Streets 为开端，“交通镇静”理论迅速形成并发展，其内涵被概括为交通教育、交通法规和工程措施三个方面。荷兰推行“庭院式道路”以保障居民区免受干扰，就是典型的交通镇静化措施。
21世纪初，道路瘦身（road diet）和完整街道（complete street）等计划通过实施交通镇静化手段取得了良好成效。交通镇静化作为一种空间治理手段，在国外已纳入各城市街道设计导则，并强调城市生产活动、居民生活和生态环境的协同发展。发展至今，交通镇静化理论已广泛应用于规划和交通政策实践，包括居住区对外交通出入口规划、噪声控制、单行线设置、限速及慢行系统等方面。
20世纪80年代，美国为了遏制郊区化带来的低密度蔓延、高度社会隔离、严重依赖小汽车等种种问题，提出了公共交通导向开发（Transit-oriented Development，TOD）理念。
1989年，彼得·卡尔索尔普（Calthorpe）提出的“步行口袋模型”是一项综合土地利用策略，在约400米的步行半径范围内布置高密度建筑，并加强社区与公共交通之间的联系。
1993年，Calthorpe正式提出TOD理念，旨在缓解对小汽车的依赖，把郊区的无计划扩张转变为由公共交通引导的土地综合开发，营造“步行友好”的建成环境，注重站点综合效应的有效利用。1997年，赛维罗（Cervero）和Kockelman主张土地利用和城市公共交通系统相互结合，重点是公共交通站域的土地利用和空间组织，在理论与实践中提出了3D密度[密度（density）、多元化（diversity）、设计（design）]原则，推动了TOD发展，其要求是在公共交通周围有一定的人口/就业/建筑密度（density）、土地混合开发（diversity）、步行导向的空间设计（design）。TOD理念引入中国后与快速城市化、轨道交通大发展过程相伴随，经过近30年的理论研究与实践探索，TOD理论已经得到不断完善（见图2-1）。
图2-1 TOD理论发展重要节点
以公共交通为导向的TOD开发，是指规划一个居民或者商业区时，使公共交通的使用最大化的一种非汽车化的规划设计方式。TOD理论强调公共交通与土地利用紧密结合，倡导形成以公共交通走廊为纽带，以公共交通为导向，以综合用地组团为节点的城市布局方式。其中的公共交通主要是指火车、飞机、地铁、轻轨等轨道交通及巴士干线。
5D原则是TOD理论特征类型划分的另一种方式，即土地混合（diversity）开发、高密度（density）建设、宜人的空间设计（design）、交通换乘距离（distance）和目的地（destination）可达性。在交通站点所能够辐射到的直接影响区域内，人们可以通过步行、自行车等方式到达站点。综合来看，站点地区的空间范围通常为5~15分钟的步行路程，即400~800米距离。
TOD区域采用开发高密度住宅、商业、办公用地，同时开发服务业、娱乐、体育等公共设施的混合开发模式。混合开发的土地使用能够有效减少出行次数，缩短出行距离，并且促进非机动方式的出行。
高密度的开发，能够促进公共交通方式的选择。有研究表明，在距离轨道交通站点相同距离时，高密度住宅区的公交出行比例比低密度住宅区高出30%。
传统的邻里、狭窄的街道、宜人的公共空间、尺度的多样性、与公交站点之间舒适的步行空间，有利于提高公交出行的吸引力。
缩短人们出行的步行距离，合适的轨道交通密度能够提高人们日常出行的概率，同时加大人们选择公共交通出行的可能性。
基于公共交通走廊与区域功能发展，在交通站点所能够辐射到的直接影响区域内，人们可以通过步行、自行车等方式到达站点。
根据区域功能定位，TOD主要分为三种类型：公共中心型、居住社区型、交通枢纽型，各类型TOD模式的特点如表2-2所示。
表2-2 TOD模式类型和特征
TOD是城市公共设施和空间尽量靠近公共交通站点的布局和建设，使公共交通站点成为片区内转换核心，构建交通圈、商业圈、生活圈“三圈合一”的城市布局。TOD是交通和土地使用深度融合的开发模式，也是利用现有轨道交通推动城市更新换代的有效方式。
TOD理论为重构城市的交通结构、产业结构与空间结构，为系统性解决巨型城市的城市病与城市密集区再开发提供了新思路。TOD理论可指导实现土地节约集约、出行便捷高效、环境绿色友好、交通低碳节能的城市理想发展。