作为城市道路上不同交通聚集和消散的地方,城市道路交叉口是组织各类交通有序运行的控制点,是城市道路不可或缺的重要组成部分,也是城市道路的“瓶颈”和“咽喉”地带,在道路网中发挥着非常重要的作用。因此,对城市道路交叉口信号配时以及其模型进行研究,对解决交通拥堵问题、提高城市道路平面交叉口的通行能力、提高道路资源的利用效率都具有重要意义。本文首先提出一种基于延误、排队和通行能力的多目标优化模型。此模型将目标函数分为2层：第1层选择平均延误、平均排队和通行能力指标以优化城市道路平面交叉口的通行效率；第2层选择车辆延误标准差以提高信号控制的稳定性,并针对不同交通状态环境下的城市道路交叉口进行分析,建立目标权重与流量波动幅度的关系,然后采用遗传算法求解。其次,本文建立了城市道路交叉口仿真模型,使其能够再现城市道路交叉口运行情况,为交通控制的实施提供准确、科学的依据。最后,本文选取北京市北太平桥下平面交叉口作为实例,根据交通调查获取数据资料,基于Vissim仿真平台,建立北太平桥下微观仿真模型,模拟其交通运行状况,并运用本文提出的基于延误、排队和通行能力多目标信号优化模型对现状信号方案进行优化并对其进行评价。本文建立的交叉口信号配时优化模型考虑到延误、排队和通行能力在交叉口配时方面相互联系和制约,在鲁棒性能上相对于其他模型一定程度上的提高,加强了配时方案的稳定性。