随着我国经济的持续快速发展，城市化速度不断加快，城市规模迅速扩大，城市机动化水平日益提高，这对城市交通系统提出了越来越高的要求。而城市有限的资源和环境容量，又使城市交通供需不平衡的矛盾日益严重。国内外学者在研究解决城市交通问题时，一方面强调从供给的角度入手，另一方面强调加强交通需求管理。但是，人们却普遍忽略了“城市交通运输效率”这个决定城市交通供给规模和交通供需关系的重要因素。 建设交通运输系统的核心目标是提高交通运输系统效率，即以最小的资源代价满足客货运输的需求，同时减少交通系统产生的社会负效应。因此，本文紧紧围绕交通效率，建立具有反馈机制，以交通运输效率最大化为目标，以城市土地资源、能源和城市环境承载为约束条件的城市交通规划理论。来实现城市交通系统的交通功能、环境保护和资源利用三大目标。 本文从城市交通效率的新视角出发，在研究交通效率的定义、内涵、影响因素，以及它与城市交通可持续发展的本质联系的基础上，创建“三层次”的基于交通效率的交通规划理论体系。在总结和阐述城市土地利用形态与城市交通系统循环反馈关系后，构筑一定土地利用形态和人口规模约束下的基于出行时间最小的城市土地利用优化、人口规模优化以及两者的综合优化模型。根据各交通方式的环境污染和能源消耗规律，构筑满足城市交通需求，一定环境和能源约束条件下的，“广义出行费用”最小的城市交通结构优化模型。用交通效率的概念将一定投入的城市交通系统对人们出行的影响，对城市环境的影响以及能源消耗联系起来，创建基于交通效率的城市道路网方案评价体系和方法，创建一定环境和能源约束条件下城市道路网优化双层次模型以及交通结构和城市道路网优化组合模型，应用遗传算法和模拟退火法混合策略求解基于交通效率的城市道路网优化模型。最后本论文研究了基于交通效率的交通规划理论的应用方法。为规划建设畅通、安全、高效、有序、舒适、低污染、低能耗的可持续发展的城市交通运输系统提供理论依据和方法。