进入21世纪，中国汽车产量呈现快速增长态势，特别是从2009年开始中国成为世界第一的汽车产销大国，交通机动化也呈现快速增长态势。汽车保有量的大幅增加，一方面方便了人们出行，改善了人民生活，对国民经济的拉动作用也非常大;另外一方面也给我国社会带来诸多负面影响，如交通拥堵、交通安全、能源需求紧张和雾霾天气等，城镇化的快速发展也进一步加剧了这些交通机动化发展带来的负面影响。究其原因主要有:一方面，我国缺乏真正具有现实指导意义的汽车保有量预测模型，使相关部门严重低估了汽车保有量的增长速度;另外一方面，缺乏系统的从机动化角度出发，统筹考虑城市交通规划、交通安全问题、能源需求和环保等问题。困此，建立科学的汽车保有量预测模型，从机动化角度研究城市机动车承载能力，研究汽车保有量与交通安全、汽车保有量与能源环保等计量关系对指导我国合理控制汽车产能、科学进行城市和交通规划、改进交通安全措施以及保障能源安全都具有非常大的现实指导意义。　　本文系统研究了世界机动化的发展历史，利用大量搜集的数据反映美国、欧洲和日本机动化的发展历程和相关历史背景，从交通系统的能源、交通拥堵、交通安全的发展趋势和环境污染等剖析世界机动化发展所带来的问题，同时总结了国外发达国家应对各种挑战所采取的措施。在研究世界各国的机动化发展历史的过程中，发现大部分国家机动车保有量与国民经济的关系与Compertz生长函数曲线非常相似，并呈现四个发展阶段:汽车进入普通家庭以前的生长阶段、汽车进入普通家庭到基本普及的高速增长阶段、汽车基本普及到高度普及的减速增长阶段和汽车高度普及后的平稳发展阶段。因此，利用美国、日本、英国、法国、意大利、巴西和中国的1960-2010年的历史数据进行了基于Compertz生长函数的回归，回归结果良好，建立了人均GDP和汽车保有量的关系模型，并进行了中国汽车保有量发展阶段判断，发现2010年为中国汽车产业发展的拐点，由快速增长阶段向减速增长转变。利用该模型进行了中国汽车保有量预测，并将预测结果用于指导相关社会问题的研究。本文还使用投入产出模型对汽车工业对国民经济的拉动作用进行量化，发现汽车行业对国民经济的拉动作为位于所有行业第二位，如果限制汽车使用会对我国经济产生一定负面影响。　　本文通过搜集国外汽车保有量数据、道路通行里程数据和人均GDP数据发现，大部分国家道路通行里程与汽车保有量和人均GDP并没有太直接相关，归纳总结得出一般情况下道路拥堵一般发生城市道路而很少发生在国家路网上面，因此研究城市交通承载能力至为重要。在一定的城市路网条件下，路网对车辆的承载能力也是有限的，因此为了预测城市路网的机动车承载能力，首先剖析了路网承载能力的相关影响因素。本文借鉴公路网预测中的国土系数法对城市路网的机动车保有量进行预测。　　本文在研究汽车保有量与交通安全关系时，使用计量经济学的Panel Data模型探求道路交通安全事故影响因素。建立了10万人口死亡率与人均GDP、千人汽车保有量、人均道路长度之间的计量经济学模型。收集美国、中国、日本、法国、英国、意大利和巴西7个国家1963～2005年的历史数据进行面板数据回归，面板数据模型考虑到各国经济的不均衡的性，得到机动车保有量水平，人均GDP、万人道路通行里程、千人汽车保有量与交通事故死亡率之间的固定效应模型。　　目前，中国对车用能源（汽车用汽油和柴油）的统计缺失，在研究车用能源大多为估算，缺乏定量化测算。因此，本文利用汽车保有量分类标准，将汽车保有量分成不同的车型，利用不同车型燃油消耗值和不同车型的保有量建立了车用能源需求测算模型，并利用得出了汽车保有量预测结果，预测出了2015年和2020年车用能源需求量，对指导进行能源规划具有现实指导意义，同时也可以测算上一年度车用能源消耗。最后还测算出了2015年和2020年我国CO2的排放量。　　最后，从机动化可持续发展角度出发，提出了汽车工业与经济发展、城市交通系统的可持续发展，提高交通安全，保险石油能源安全和环境保护等方面的建议。