19世纪中期步行城市开始不能适应人口和工业发展的压力，火车和有轨电车(开始是马拉，然后是蒸汽和电力)的使用推动城市向外扩展，这些新的交通方式提高了运输速度，使人们平均半小时之内的速度可达范围扩展到20~30公里，这是公共交通城市的城市规模。在轨道交通车站的周围出现了一些城市次中心，这些次中心具有步行城市的特征；有轨电车导致了沿线土地开发活动的加强。这两者导致了轨道交通车站周围和有轨电车线路两侧的中密度开发，公共交通城市的人口密度下降到每公顷50~100人。
第二次世界大战以后，汽车的普遍使用使城市向任何方向的发展成为可能。美国及西方许多大城市的土地开发首先在不同轨道交通线路之间进行，城市规模进一步扩展到汽车半小时可达的50公里。这导致了汽车城市的出现，城市呈现出低密度、蔓延式、郊区化、汽车依赖型发展形态，城市的人口密度下降到每公顷10~20人，特别是在美国和澳大利亚，低密度分散的土地利用方式使依赖在固定线路上拥有大量乘客的公共交通难以生存，汽车城市取代了公共交通城市。欧洲的城市虽仍保留公共交通城市的形态，但近几十年汽车的普遍使用，使得在交通道路两侧也出现了分散开发的态势。
然而从20世纪80年代末期开始，汽车导致城市有过长通勤时间、交通拥堵、大量的石油消耗、汽车尾气污染等问题日益严重，在美国和欧洲又重新强调公共交通导向的城市开发模式(TOD)的重要性。
从西方城市的发展历程看，纽约、伦敦、巴黎等大城市的发展与交通技术的发展基本是同步的，都经历过上百年的公共交通城市的发展阶段。在这段时间内建设了比较完善的公共交通系统，特别是发达的地铁网络。而北京的城市发展在20世纪80年代以前是步行城市和公共交通城市的混合体，90年代中期以后就快速发展成公共交通城市与汽车城市的混合体。北京几乎没有经历过较长的公共交通城市的发展阶段，城市轨道交通一直没有得到较大的发展，导致了严重的城市交通发展与城市土地开发规模和强度的不协调。在近几年汽车大量进入家庭以后，交通拥堵就成为难以解决的城市顽症，实际上这是北京城市过快发展的必然结果。然而对该问题的深入分析需要从研究交通与土地利用的相互作用机制入手，才能解决城市交通与城市土地利用协调发展的问题。
三、城市交通与城市土地利用的相互作用机制
城市交通与城市形态关系研究，实际上是城市交通与城市土地利用的相互作用机制问题。国际学术界把对该问题已经进行了多方面的研究，欧盟1999年的研究项目TRANSLAND(城市交通与土地利用综合规划)对这方面的研究成果进行了全面的总结。欧盟的这项研究把城市土地利用与城市交通相互作用的机制简要概括为“土地利用与交通相互作用的反馈循环(Theland-usetransportfeedbackcycle)模型”，如图11所示。
目前主流的土地利用与交通相互作用模型都是建立在该理论框架之上。然而，该理论模型假设土地利用与交通的相互作用存在静态均衡，没有考虑时间因素，而土地开发利用对交通设施建设的反应是需要时间的。这种动态滞后现象没有体现在模型中，该模型只考虑了房地产开发建设对居住和出行活动的影响，而没有考虑交通建设投资导致的可达性的改变对土地开发强度的影响。因此该模型可以用来分析交通基础设施网络已基本处于稳定状态的城市，但不适应处于快速城市化进程中的我国城市的情况。
城市交通与土地利用存在着复杂的相互作用机制，这种相互作用是通过可达性的改变而发生作用的。从短期考虑，当城市的某个区域出现交通拥堵，最直接的解决办法是拓宽道路，或通过大规模拆迁，修建新的环路和放射性道路，使城市道路系统更加通达。这在短期确实可以缓解交通拥堵问题。
但从长期考察，城市交通设施建设可以改变某一区域的可达性，例如轨道交通车站附近和道路交通干线的沿线具有比其他地区更高的可达性优势。人们倾向于在具有可达性优势的区域进行生活和生产活动，这可以降低人们出行的时间成本，这类区域在城市中总是稀缺的，因此这些区位的土地不仅地价高而且有较大的升值空间。房地产商认识到人们的这种需求，房地产项目投资会在这类区域发生。由于该地区的地价高，开发商更倾向于进行高强度开发。即使城市规划对这类地区开发建设项目的容积率有严格的规定，但在经济利益的驱动下，开发商会通过各种寻租手段，对城市规划进行修正，政府也难以抵御高额土地出让金的诱惑。由交通可达性改变而导致的高强度土地开发，在城市快速发展时期表现得更为明显，这直接改变着城市的形态，而城市形态又引发出各种城市交通问题。
在城市快速发展过程中，如果大量的高容积率开发项目在具有可达性优势的地区集聚，又会引发出更大的交通需求。如果没有强有力的交通需求管理，伴随着城市居民收入水平的快速增长导致了私人小汽车大量使用，交通拥堵的问题将更加严重。城市中可用于道路交通建设的土地是极为稀缺的，建设更宽的道路会诱发出更大的交通需求。城市交通与土地的这种相互作用的短期和长期的影响，如图12所示。
基于这种理论模型可以从新的视角分析北京的交通和城市发展问题。
随着我国经济的快速发展，20世纪80年代中期开始北京进入了城市快速发展期，北京决定建设环路加放射线的道路网，以解决城市交通问题。
1992年、1994年、1998年二环、三环、四环陆续建成通车，2003年五环路全线通车。环路的建设本来是解决城市交通问题的，但环路沿线交通的便利和可达性的提高，客观上诱导开发商沿环路进行了高密度土地开发，加上90年代末期开始北京进入房地产业高速发展时期，北京容积率最高的建筑群大都分布在环路周围或临近环路的地方，这又创造出巨大的交通需求，环路上的拥堵成为一种普遍现象。因此从长期的角度考察，为解决北京交通问题进行的一系列环路建设，大大提高了沿环路地区的可达性优势，这倾向于引发沿环路的高强度开发，促使北京形成“摊大饼”的城市发展形态。
1975年至2002年的卫星遥感资料表明，北京城区已从直径15公里的同心圆扩展到直径30公里、面积700平方公里左右的同心圆形态。北京已经形成了“摊大饼”的城市发展形态，并且北京的城区面积仍在不断扩展中。这种城市空间形态创造出更大的朝向核心区的交通需求，进一步加剧了北京日益严重的交通拥堵。城市中汽车行驶的平均速度逐年下降，已经出现了几乎不分时段的交通拥堵。
城市交通对城市土地使用有着明显的引导作用，强烈影响着土地的开发强度和使用方向，特别是城市轨道交通、大容量快速公交系统，以及主干道的布局等对城市形态的影响尤为突出。环路加放射线的道路交通布局容易导致“摊大饼”的城市发展形态，线型的交通系统布局将引导城市向线状形态发展。
例如，巴西库里蒂巴1965年的总体规划认识到传统城市发展形态的弊端：如果从市中心出发，沿城市所有的方向发展，就会形成“摊大饼”
的城市发展形态。这种城市形态势必要求建设放射性道路网把郊区与市中心连接起来，这又会导致单方向、潮汐式的通勤交通流，而且大量的日常出行要通过市中心，这样势必造成市中心的交通拥堵。库里蒂巴决定建设线性的城市形态，把老城区作为城市主干道的终点，让老城区私人汽车作为次要的交通工具，保持步行城市的主要特征，并且作为换乘中心。新的城市建设主要沿道路交通干线发展，形成高密度发展走廊，这就形成了与老城区相对应的沿交通干线的大量人口积聚，这种城市形态将导致更平衡的、双向的交通流，有助于在所有方向的公共汽车上有足够的客流。库里蒂巴建设了5条道路交通干线，城市建筑的容积率、人口密度沿着与城市道路交通干线垂直的方向递减，大部分人口聚集在道路交通干线的两侧，而且越靠近交通干线，建筑的容积率越高，离交通干线越远容积率越低，从而为公共交通的发展创造出客流基础。库里蒂巴在1990年被联合国环境与发展大会推荐为“人类居住环境最佳城市”和公共交通示范城市。
丹麦哥本哈根的城市规划被认为是世界上最成功的城市规划之一，哥本哈根1947年制定了城市沿5条放射型轨道交通通道发展的“指型规划”，虽然“手指”在不断地加粗加长，但这一规划本身已经持续了半个多世纪仍未改变。其根本原因在于丹麦人较早认识到城市交通与土地之间的相互作用关系，把轨道交通作为形成理想城市形态的工具，以及最有效地利用市场机制实现城市空间规划目标的手段。由于公共交通和新城镇建设的结合主要是通过轨道交通实现的，虽然丹麦是欧洲生活水平最高的国家之一，私人汽车的普及率很高，每天在哥本哈根市区上班的人有1/3仍然是乘公共交通上下班，居住在郊区并且每天到市区上班的人则70%是乘坐公共交通。
目前我国正处在快速城市化的进程中，北京仍处于快速发展时期。
上述城市交通与土地使用相互作用机制模型提示我们要统筹考虑城市交通和城市发展问题。北京环路加放射线的道路建设在过去解决北京的交通问题中发挥了重要作用，但也引发了一些问题。如果继续按照环路加放射线的思路进行交通设施建设，可以预期，在未来十年期间，五环和六环之间的地区也会被高容积率的建筑群填满，届时虽然北京一些新的地铁线路会投入运营，但北京中心城区交通拥堵的状况将更加严重，更加难以治理。北京城市形态的发展有必要借鉴哥本哈根和库里蒂巴城市发展的思路，主要沿交通轴线发展，形成向东、向南发展的沿公共交通走廊的城市发展带，土地开发主要沿交通通道两侧进行，避免进一步“摊大饼”的发展趋势，而这势必涉及各方面利益关系的调整，规划思想的调整，还将涉及行政管理体制等多方面的问题。然而，如果我们不以积极的态度面对这些挑战，北京城市发展和城市交通问题将更加难以解决，建设国际化大都市和宜居城市的目标将难以实现。
基于动态的城市交通与城市土地相互作用机制模型，我们能较好地解释北京城市形态发展和交通拥堵之间的内在联系，并预期其发展趋势。
北京在未来几十年仍将处于快速发展时期，这就要求我们必须有远见地思考以下问题。
北京的城市形态在未来几十年将如何发展？而这种城市形态对北京的交通拥堵将产生缓解还是加剧的影响？北京的交通拥堵不能只看作城市交通问题，它涉及城市形态和城市规划等多方面的因素。城市形态、城市规划与城市交通问题是同一硬币的两面，两者是不能分开考虑的。
四、交通设施建设的时机和时序对城市形态的影响城市交通设施建设的时机和时序对城市形态具有重要影响。城市交通对城市形态影响的时机问题，是考虑交通建设与城市发展在整体上的关系，属于宏观层次。城市规模的发展不是线性变化的，城市形态的形成过程具有非线性，在某些时期城市进入快速扩张期，而在另一些时期，城市发展的速度则明显减慢，在城市发展的不同时期交通设施建设对城市形态的影响程度具有显着差异。在城市快速发展和土地开发项目大规模进行时，交通设施对城市形态具有较大的影响作用，能够发挥导向的功能；当城市发展趋缓时，交通设施对城市形态的形成和交通需求模式的改变只具有较小的作用。城市发展通常可以用图13的S形曲线表示。
在城市快速发展的初期，修建轨道交通，人们倾向于对轨道交通车站周围交通便利的物业有更大的偏好，而房地产商为了迎合这种需求，会对车站周边和轨道沿线的土地进行大规模开发，修建居住区或写字楼，这样，就引导了城市形态沿着轨道交通发展。加拿大多伦多TTC地铁投入运营的时间正好处在多伦多的快速发展时期，这样，轨道交通就能够发挥引导城市发展的功能。与多伦多地铁相比，旧金山湾区同样建设了轨道交通服务系统——BART系统。BART轨道交通系统在1973年投入运营，但在这一时期，旧金山已进入了相对平缓的发展时期，大多数的地区道路系统和城市建设已经完成，城市形态已经基本稳定。在这种情况下，BART地铁增加的地区可达性对城市形态几乎没有产生显着影响。
多伦多在城市快速发展时期建设地铁对城市形态的影响是明显的，而旧金山BART地铁对城市形态的影响却微乎其微。因此，地铁建设对城市形态的影响是“建设越晚，影响越小”。在城市规划中，与轨道交通相关的土地利用规划，只有在发展快的地区才有较大的潜在回报。
城市交通设施与城市土地使用的关系类似于人体的骨骼及血液循环系统与人体不同器官的关系。城市交通相当于人体的骨骼和血液循环系统，城市土地利用的不同主体，居民区、商店、办公楼、学校、医院、银行、饭店相当于人体的不同器官。人体的骨骼和血液循环系统支撑维系着所有器官的新陈代谢过程，同样，交通运输系统支撑着城市中所有社会经济活动的运行。正如人体的骨骼系统和血液循环系统要比其他器官适当超前，至少要同时发展，才能实现人体的协调发展，而不能先长肉再长骨头。城市交通也要与城市土地使用协调发展，这一规律已经被很多城市的发展历史所证明。
要实现交通与土地使用的协调发展不仅要考虑交通设施建设的时机问题，还要考虑时序问题，这主要是考虑具体的交通项目和相关的土地使用项目在建设时间上的先后关系，属于微观层次。在宏观上把握了时机问题并不意味着同时在微观也把握住了时序问题，只有同时把握好时机和时序问题，公共交通设施建设引导城市形态形成的经济效益才能体现出来。