图2 交通设计基本体系
交通设计理论是由系统工程学、工业设计原理、城市设计原理、交通工程学、资源与环境工程、交通土木工程（道路、桥隧、机场、港口工程）等多学科交叉融合而形成，如图3所示。
图3 交通设计理论体系
交通设计的具体内容取决于设计对象、设计目标及要求。图4列举了道路交通设计的基本目标与工作内容之间的关系。为了实现某项设计目标或解决某个具*通问题，常需开展多项交通设计，通过若干要素的系统性整合设计才能达到预期效果，“头痛医头，脚痛医脚”式的设计往往收效甚微，甚至导致新的交通问题。
图4 道路交通设计的基本目标与工作内容之间的关系
2 交通设计技术发展历程和最新进展
交通设计的概念萌芽于20世纪50年代，基本体系和理论与方法形成于21世纪初，由中国正式系统性地提出，不仅完善了交通工程学科体系，而且逐步成为被国内外高度认同的交通系统构筑与优化改善方法和技术。世界上关于城市道路交通设计理论与方法相关内容研究较早的国家和地区还包括美国、欧洲、日本以及澳大利亚等，其发展历程如图5所示。
图5 交通设计相关研究发展历程
2.1 国外相关研究进展
交通设计的概念萌芽于1955年，在Matson等所著的Traffic Engineering一书中提到“交通设计是一个设计阶段，交通设施的几何形状与交通需求和性能有关。交通设计师应在合理的经济限制下，努力确定好尺寸或几何布局，使得交通效率达到最佳。交通设计不仅包括创建新设施，还包括对现有设施的重新设计，适用于码头及街道、公路。它不直接涉及结构设计和施工方面”，然而其内涵和外延是相对直观且朴素的，仅局限于考虑交通需求和性能而进行交通设施的几何尺寸与布局设计。
随着对道路通行能力研究的深入，特别是美国Highway Capacity Manual的出版，人们开始发现，交通流的构成与特征、设施的条件与行驶环境、交通管理与控制等因素决定着道路的通行能力与效率，特别是关于交通瓶颈点和交叉口等的处理理论与方法和技术，成为交通工程学的重要研究内容。例如，日本自1960年开始将道路交叉口规划设计理论应用于实际工程，为城市交通的改善发挥了巨大作用。
20世纪七八十年代，随着交通机动化的加快，以及第一次能源危机的出现，公共交通的发展开始受到高度重视。以提高公交服务水平、降低运行成本等为目标的交通设计技术（如公交专用道、公交站和公交优先技术等）得到了发展与应用。同时，随着交通事故日益严重，人们开始研究交通事故的产生原因和机制，不断认识到道路的通行视距、环境、车速及其分布直接影响着交通流的安全性。于是，预防和降低交通事故为目的的交通安全设计概念逐步形成。与此同时，交通安宁化在工业化国家得到广泛地重视和实践。
从20世纪90年代中后期开始，随着工业化国家一些城市开始“都市再造”，城市交通问题对策进入了“以人为本”“环境友好”的精细化技术时代，为人类的高品质移动发挥了重要作用。特别是2005年，美国退休人员协会、美国规划协会和美国景观设计师协会联合成立“全国完整街道联盟”，完整街道的概念得到逐步推广，交通设计的内涵与外延又得到进一步发展。
2.2 国内相关研究进展
在中国，长期以来交通设施的建设更多被视为“土木工程”，人们更关注其几何特征、力学和材料性能等。20世纪七八十年代，大规模交通基础设施建设在中国大中型城市如火如荼地进行，由于当时中国城市交通以非机动化方式为主，通过新建交通设施基本可应对当时的交通问题。交通设施建设主要考虑如何基于交通流与交通设施间的运动学特征，确定设施的几何形状（如道路的转弯半径、坡度和车道宽度等），而对道路的通行能力、车道数、交通拥堵与安全等问题和致因缺乏深度且系统性考虑。
中国对于交通设计的认识始于20世纪80年代中期。随着改革开放进程的加快，中国国民经济蓬勃发展，自行车和汽车保有量逐年增加，城市交通机动与非机动混行特征明显，交通拥堵、交通环境等问题开始显现，直至20世纪90年代中国汽车保有量迅猛增加，单纯地依靠增加交通供给已不能满足交通需求的无限增长，加之城市空间和土地利用制约，大规模道路建设已无可能，因此开始认识到交通设施建设与改善中全面考虑交通“安全、通畅、环保、便捷与高效”的必要性和重要性。
交通设计真正意义上的普及始于2000年，伴随着公安部、住房和城乡建设部（原建设部）在全国范围内“畅通工程”计划的实施，以交通系统功能、性能和系统最优为目标的交通设计理论和方法被创造性地提出并实践，且受到国际认可。交通设计的概念及其作用和价值也开始被广大的交通规划、建设与管理部门接受并引入。国家自然科学基金委员会还特别设立了“演变中的交通系统集成设计理论与方法”项目资助交通设计理论的深入研究。
进入21世纪后，全球范围内的交通拥堵和环境污染问题日益严重，国内外的研究开始并轨。这一时期，随着物联网、计算机、移动互联、自动驾驶、人工智能、智慧出行等新型技术和服务手段的发展，智能交通系统日趋成熟并广泛应用，在提升城市交通与运输系统功能和性能方面发挥了重要作用。交通设计的对象、形式与内容也进一步丰富，开始关注交通的绿色化、数字化和智能化转型，交通系统及其基础设施、信息化设施与智慧出行服务趋于融合发展。在此背景下，国内外的交通规划与设计越来越关注绿色低碳交通、交通系统韧性、交通设施设备数字化与服务智能化，大数据分析、复杂网络及数字孪生等新的理论方法逐渐被应用在交通设计中。
2.3 代表性成果及最新进展
“畅通工程”计划实施20余年来，中国的交通设计学科及工程技术和方法体系不断完善，被广大的交通规划、建设与管理部门接受并引入，且得到了广泛的应用。北京、上海、天津、广州、深圳、南京、成都、济南、厦门、合肥、贵阳、乌鲁木齐、长沙、中山、淄博、柳州、马鞍山、珠海、常州、无锡、宜昌、吉林、张家港、太仓、南充、眉山、宿迁、淮南等不同规模的城市已高度重视交通设计工作，将其纳入交通基础设施的建设程序中，特别是多个省市，如江苏省和江西省等有关主管部门还组织编写了《交通设计导则》，国家与地方还编制了《城市道路交叉口规划与设计》《城市道路车道宽度》《城市道路交通组织设计》等标准、规程和手册。交通设计在中国交通高度机动化及品质化发展过程中体现了巨大的作用与价值。更值得高兴的是，中国高校开设的交通工程专业皆已将交通设计列为核心专业课，而且杨晓光等著的《交通设计》教材已引起国际上的关注和重视，2014年被翻译为英文出版物在国际上出版发行，奠定了中国交通设计大国的地位。
其中，城市道路交通设计代表性成果可按照“点、线、网、枢纽”的空间范围分类，如图6所示。“点”的设计指的是节点设计，理论研究多侧重于讨论不同设计方法对交通事故的影响，包括左转车道设计、右转车道设计、交叉口渠化、交叉口进口车道数、交叉口交角、交叉口缘石半径、交叉口视距、进口道宽度等。在理论研究基础上，不少国家制定相应的交叉口设计规范，其内容一般涵盖设计流程、平面设计、进出口道设计、公共交通相关设计、交通行人与自行车骑行者通行空间设计，以及交通渠化岛、信号灯、标志、标线等交通管理设施设计。“线”的设计指通道连线设计，包括通行能力匹配条件下连续节点之间的最优设计、基于信号控制绿波带进行通道时空资源优化分配设计，以及交叉口间距、车道数、断面形式和几何尺寸的最佳确定等。“网”的设计则是以强关联信号控制交叉口群为基本单元，综合考虑交通流路径关联和网络拓扑关联，关注设施-交通流耦合分析及混合交通流的相互影响，系统分析网络交通行为与局部交通设计方案相互作用，形成适用于交通需求较大的密集信号控制道路网络的交叉口群设计方法，包括适应于公共汽车、社会车辆、自行车和行人在路段/交叉口/公交专用道和停靠站等一体化协调设计等。“枢纽”的交通设计包含“点”上交通衔接功能以及“网”上客流集散功能设计，前者是将交通枢纽从整体上作为一个衔接点，根据出行需求将不同线路、不同交通方式的出行与运输连接成为整体；后者是利用枢纽站场系统及其连接的综合交通网络（包括飞机、火车、地铁、常规公交、出租车等），实现由“点”到“网”的功能扩张。面向综合立*通网建设，枢纽设计应体现交通系统中需求网、运输网、设施网、能源网、服务网、互联网、感知网、管控网、通信网、治理网等“十网合一”，集约化利用土地资源，最佳化地提供出行方式转换与组合、客流集散，乃至促进商业活力。
