在我国城市道路交通条件下,交叉口处机动车、非机动车以及行人混合通行现象是一种比较普遍的交通特征。混合交通流之间相互干扰、相互作用导致交通秩序混乱、运行效率低下、延误时间过长和交通事故频发等许多问题,开展混合交通流环境下交叉口信号配时优化研究具有重要意义。首先,本文研究分析了信号交叉口混合交通流的交通特性和交通冲突及解决办法,介绍了交通信号控制的基础理论。在此基础上,分析了三种经典信号配时方法和改进的Webster法以及它们的优缺点。其次,采用整体优化的控制思想,同时考虑机动车、非机动车、行人三种交通方式之间的均衡协调关系,以机动车延误、非机动车延误、行人延误、机动车停车次数、交叉口通行能力这五项交通性能指标作为优化目标函数,以各相位有效绿灯时间和周期时长为决策参数,饱和度为约束条件,利用随交通量实时变化的优化目标权重系数,构建了多目标信号配时优化模型,并且设计了遗传算法对其求解。最终,选取北京市典型混合交通交叉口——四道口为实例进行分析,通过对该交叉口的实地调研,针对其存在的交通问题进行相应地渠化和信号相位方案优化后。将多目标优化方案与原方案、改进的Webster方案和VISSIM仿真方案对比,多目标优化模型使得交叉口各项性能指标得以不同程度的改善,交叉口整体效益获得较大提升,验证了多目标优化模型的有效性和遗传算法的可行性；本文还分析了非机动车不同过街模式对多目标优化模型的影响,得出对于几何条件许可、非机动车流量较大的交叉口,建议采用非机动车2次过街模式；同时研究了不同交通状态下多目标优化模型相对改进的Webster方法的变化情况。结果表明,多目标优化模型在高峰时段更加侧重于提升通行能力,平峰时段侧重于减小车辆延误与停车次数,说明该模型更能满足交通流量的实际需要,能够更好的进行信号控制优化。