1. 项目概述
在大型语言模型(LLM)应用日益广泛的今天,如何提升模型回答的准确性和相关性成为关键挑战。检索增强生成(RAG)技术通过整合外部知识库为LLM提供额外背景信息,有效改善了模型幻觉和领域知识不足等问题。然而,传统RAG在处理复杂实体关系和多跳问题时表现欠佳。
我们提出了一种创新方法,将知识图谱(KG)结构信息融入向量数据库,构建了一个高效的多跳问答系统。这种方法仅需向量存储和少量LLM调用,就在多跳问答任务上超越了当前最先进的解决方案(如HippoRAG),同时保持了架构的简洁性。
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2. 核心设计思路
2.1 知识图谱与RAG的融合价值
知识图谱通过结构化方式呈现实体及其关系,能为RAG系统提供更精细的上下文信息。传统RAG仅依赖文档级别的相似性检索,而KG-RAG则能在检索过程中利用丰富的图结构关系,显著提升对复杂问题的处理能力。
我们的核心观察是:实际问答场景中的知识图谱查询通常只需要有限的跳数(一般不超过4跳)。这一"跳数有限性"假设基于两个关键发现:
- 查询复杂度有限性:用户提问通常只涉及少量实体和简单关系
- 局部密集结构:知识图谱中存在大量"捷径"连接,可以缩短实体间的逻辑距离
2.2 技术路线对比
当前KG-RAG领域存在多种技术路线,各有优劣:
| 方法 | 核心思路 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|---|
| MS GraphRAG | 使用LLM生成社区摘要 | 全局视角 | 消耗大量token,成本高 |
| HippoRAG | 基于PageRank更新节点权重 | 实体中心化 | 依赖NER准确性 |
| IRCoT | 多步LLM推理 | 精确 | 响应时间长 |
| 我们的方法 | 多路召回+重排序 | 高效简洁 | 依赖向量质量 |
3. 系统架构详解
3.1 整体流程设计
我们的系统采用经典的"检索-重排序"架构,但针对知识图谱特性进行了优化:
- 向量入库:将实体和关系分别嵌入向量空间
- 多路召回:并行执行实体和关系检索
- 子图扩展:从召回结果出发扩展局部图谱
- LLM重排序:利用大模型筛选关键关系
- 答案生成:基于筛
