随着经济的发展和城市化的步伐不断加快，私家车的保有量逐年增加，城市交通拥堵的问题日趋凸显，同时在节能减排、发展低碳经济的要求下，各国政府都开始思考如何才能在切实满足居民出行需求的前提下，尽可能地做到节能减排，保护环境，走可持续发展的道路。而天津市作为环渤海地区经济中心，又作为国家发改委指定的“八省五市”中的低碳试点城市，不仅要发展经济、提升城市交通运输水平，还要承担起建设低碳示范城市的责任。　　 本文通过分析国内外对交通能源消耗和排放、交通结构的研究发现，城市交通能源消耗占城市总能源消耗的比例较高，因而在这样的背景下，根据天津市十二五交通规划“增加公交车数量，到十二五末使其数量达到18000辆，公共交通出行分担率达到30％-40％”的要求，来研究十二五期间天津市公共交通发展、私家车数量增长以及能源消耗和排放问题。本文采用系统动力学方法和Vensim软件，基于2000年-2009年的天津市公交车、出租车、地铁和私家车的数量以及各自出行量，构建模型来模拟车辆数量和出行量以及交通能源消耗和碳排放，通过量纲检验、运行检验、历史检验和灵敏度检验，验证了模型的有效性。然后结合十二五交通规划要求，设计了不执行十二五规划和执行十二五规划的两种情景和在这两种情境下的针对公交车油耗、私家车油耗和私家车增速进行控制的八种方案，在Vensim软件中对两种情景下的八种方案进行模拟预测。　　 最后，通过比较分析和评价各种情境下的结果，得出降低公交车和私家车的能耗系数，加大对公交车的投入，增加公交车的数量，同时控制每年私家车的增长的情境下，不仅可以实现规划目标，而且可以实现最低的能源消耗和碳排放。并提出具有针对性的建议：鼓励居民利用公共交通出行，同时提高公交系统的运营能力和运营效率，控制私家车的迅猛增长并逐步淘汰高耗能汽车，鼓励新能源汽车和混合动力汽车的研发。