本发明公开一种面向实时信控的非线性决策映射多目标仿真优化方法、设备及介质，方法为：S1，随机抽样获取非线性决策映射的参数向量集；S2，若达到终止条件，将当前参数向量集作为最优参数向量集输出，否则继续S3，针对各参数向量执行仿真评价：在设定仿真时长内，每当触发实时信控，非线性决策映射根据采集的交通状态信息发布下一时段的信号控制方案；并将各个时段的路网性能评价向量加和，得到对应于该参数向量的多目标函数值；S4，根据参数向量集及目标函数值集进行离线多目标仿真优化，获得最优参数向量集并作为当前参数向量集，返回S2。本发明所提出的方法旨在于训练非线性决策映射，该决策映射可更快得到实时最优信号控制方案。