铁路实际施工现场中,为施工便捷需要修建大量施工便道,其根据施工要求变化迅速,从而造成施工现场道路变化快、路线多。出于安全因素考虑,在需要的地方还设置有救援门等设施。上述情况导致铁路施工现场道路复杂多变。且由于上述道路变化大多处于施工工地内部,使得主流地图软件无法将这些道路变化信息及时收录到地图中,即使采用主流导航软件的地图数据源对上述道路进行修改,也会由于时效性差、成本昂贵,造成在实际应用中很难实现。在此背景下,需要设计一种时效性强且成本低的铁路现场导航软件。基于此,本文提出了基于开源地图OpenStreetMap并面向铁路现场施工道路的导航软件,以便铁路施工人员能在纷杂的道路中方便地找到相应的工作地点,为现场工人的作业提供帮助,因此该导航软件具有很好的现实意义和社会效益。论文首先通过对导航地图数据的现状进行梳理,构建了导航地图数据结构,分析研究了面向移动智能终端的导航地图数据所需要具有的高精度、高覆盖、属性丰富的特点,为导航软件的开发提供了理论依据。在此基础上,对OpenStreetMap数据模型进行了深入分析,基于瓦片金字塔模型建立了使用移动终端且面向铁路现场导航软件的二进制地图数据格式,并设计了相应的导航数据逻辑结构。路径搜索算法是铁路现场导航软件的核心。论文通过对图的基本理论和DikKstra算法、A*算法、双向搜索、ALT算法和CH算法等路径搜索算法进行研究,结合路网分层的思想,提出了基于分层路网的CH算法,即HCHA*算法。该算法通过添加辅助边,解决了分层路网中存在连通性问题;采用CH算法收缩路网中的冗余节点,进一步简化了路网;采用双向搜索策略进行路径搜索,提高了移动智能终端中大规模路网中路径搜索性能。论文分别在三种不同规模路网下对Dijkstra算法、A*算法、A*双向算法、ALT算法、CH算法和HCHA*算法在搜索时间,搜索空间、搜索效率上进行测试,验证了改进算法在大规模路网下进行路径搜索的性能及铁路现场导航软件在铁路现场环境下搜索路径的可行性。论文结合铁路现场环境的特定需求,基于Android平台设计了铁路现场导航软件,并在铁路现场环境下对该软件进行了测试。测试结果表明:该软件实现了相关技术及功能,满足了地图修改速度快、成本低、导航准确的要求。