本项目 Graph RAG 思路与实现

1. 定位

本项目的 Graph RAG 负责从 Neo4j 中获取节点、关系和路径证据，适合回答：

某个任务包含哪些阶段；
实体之间是什么关系；
一个实体的上下游、依赖和关联对象是什么；
某条业务路径经过哪些节点。

当前实现属于 Text-to-Cypher 型 Graph RAG。它不使用 Neo4j 向量索引，也没有接入官方 VectorRetriever、VectorCypherRetriever 或 HybridCypherRetriever。

2. 当前实际运行方式

当前知识库绑定中配置了 defaultCypher，因此工作台实际使用的是显式 Cypher：

MATCH p=(m:Mission {name:'东海海上目标救援任务'})
        -[:HAS_STAGE]->(s:Stage)
RETURN p

虽然前端传入了：

{
  "allowTextToCypher": true
}

但后端的优先级是：

显式 cypher/defaultCypher
>
自动 Text-to-Cypher

因此只要 defaultCypher 存在，就不会调用大模型生成 Cypher。

3. 总体流程

flowchart TD
    Q["用户问题"] --> K["KnowledgeBaseRagRetriever"]
    K --> G["GraphRagRetriever"]
    G --> E{"是否存在显式 Cypher"}
    E -->|是| X["使用 cypher/defaultCypher"]
    E -->|否| A{"是否允许自动生成"}
    A -->|否| W["返回 warning"]
    A -->|是| T["Text-to-Cypher"]
    T --> S["Schema + 示例 + 业务规则"]
    S --> B["RAG AI Bridge"]
    B --> L["LLM 生成 Cypher"]
    X --> C["CypherGuardService"]
    L --> C
    C --> N["Neo4j 执行"]
    N --> R["nodes + edges"]
    R --> EVIDENCE["GRAPH_RESULT 证据"]
    EVIDENCE --> ANSWER["多源证据融合回答"]

4. 查询请求

图检索使用统一的 RagQuery：

{
  "query": "东海海上目标救援任务包括哪些阶段？",
  "sourceIds": ["1"],
  "topK": 5,
  "filters": {
    "allowTextToCypher": true,
    "maxDepth": 3
  }
}

主要字段：

字段	含义
`query`	用户自然语言问题
`sourceIds`	Neo4j 图数据源 ID
`topK`	结果规模控制
`allowTextToCypher`	是否允许自动生成 Cypher
`maxDepth`	自动生成查询时允许的最大路径深度

5. 显式 Cypher 模式

显式 Cypher 可以来自：

{
  "cypher": "MATCH ..."
}

或者知识库数据源绑定：

{
  "defaultCypher": "MATCH ..."
}

执行过程：

读取显式 Cypher
→ 跳过大模型
→ Java 安全校验
→ Neo4j 执行
→ 生成图证据

适合固定报表、固定演示、调试和确定性业务流程。缺点是无论用户如何变化问题，都可能执行同一条查询。

6. 自动 Text-to-Cypher 模式

删除 defaultCypher 后，如果满足以下任一条件：

allowTextToCypher = true
retrievalMode = AUTO_GENERATE

系统会调用 Neo4jGraphRagCypherGenerationService。

6.1 构造生成上下文

Java 读取 Neo4j Labels，并组合：

用户问题；
节点标签；
节点属性说明；
关系类型和方向；
允许的 Label；
允许的 Relationship；
最大路径深度；
Few-shot 问题/Cypher 示例；
业务语义规则。

当前关系 Schema 主要是手工配置：

(:Mission {name: STRING})
-[:HAS_STAGE]->
(:Stage {name: STRING, sequence: INTEGER})

6.2 Few-shot 示例

问题：东海海上目标救援任务包括哪些阶段？
Cypher：
MATCH p=(m:Mission {name:'东海海上目标救援任务'})
        -[:HAS_STAGE]->(s:Stage)
RETURN p

问题：如果东海发生人员落水事故，应按照什么流程开展救援？
Cypher：
MATCH p=(m:Mission)-[:HAS_STAGE]->(s:Stage)
WHERE m.name CONTAINS '东海'
RETURN p
ORDER BY s.sequence

6.3 调用生成服务

Java 向 RAG AI Bridge 发送：

POST http://127.0.0.1:18733/text2cypher

Bridge 要求模型只返回一条只读 Cypher，不输出解释、Markdown 或中间过程。

7. 两层安全控制

7.1 Python Bridge

Python 负责：

清除 <think> 内容；
提取 Markdown 代码块中的 Cypher；
去掉末尾分号；
检查只读开头；
禁止写操作和危险过程调用。

7.2 Java Guard

CypherGuardService 再次检查：

禁止分号和多语句；
禁止注释；
禁止 CREATE、MERGE、DELETE、SET、DROP 等；
禁止权限、索引、约束和批量事务操作。

最终还应使用 Neo4j 只读账号形成数据库级安全边界。

8. Neo4j 执行和结果转换

校验通过后，Java 根据 graphSourceId：

读取并解密 Neo4j 连接配置；
创建或复用 Driver；
在指定 database 中执行 Cypher；
限制查询时间、节点数和关系数；
将 Neo4j Path、Node、Relationship 转成 nodes 和 edges。

示例结果：

{
  "nodes": [
    {"labels": ["Mission"], "properties": {"name": "东海海上目标救援任务"}},
    {"labels": ["Stage"], "properties": {"name": "任务接收", "sequence": 0}}
  ],
  "edges": [
    {"source": "mission-id", "target": "stage-id", "type": "HAS_STAGE"}
  ]
}

9. Graph RAG 证据

查询结果封装为：

{
  "sourceType": "GRAPH",
  "evidenceType": "GRAPH_RESULT",
  "content": "图查询返回7个节点、6条关系",
  "score": 1.0,
  "payload": {
    "nodes": [],
    "edges": [],
    "paths": []
  },
  "metadata": {
    "cypher": "MATCH ...",
    "explicitCypher": "MATCH ...",
    "nodeCount": 7,
    "edgeCount": 6,
    "durationMs": 74
  }
}

判断查询来源：

explicitCypher：使用了固定 Cypher；
generatedCypher：使用了自动 Text-to-Cypher。

score=1.0 不是向量相似度，只表示这是数据库实际执行得到的结构化证据。

10. 当前未实现的能力

当前图节点和关系没有向量化，也没有：

Neo4j Vector Index；
Neo4j Full-text Index；
VectorRetriever；
VectorCypherRetriever；
HybridRetriever；
HybridCypherRetriever；
文档自动抽取实体和关系的 SimpleKGPipeline。

因此当前 Graph RAG 的准确定位是：

显式 Cypher 优先、支持自动 Text-to-Cypher、经过双层只读校验、将 Neo4j 节点和关系作为多源 RAG 证据。

11. 后续演进方向

动态读取完整图 Schema，包括属性、关系方向、约束和索引；
去除救援演示专用的硬编码关系与示例；
使用 EXPLAIN 预检生成的 Cypher；
对 Schema 错误最多自动修复一次；
统一 Python 与 Java 的安全规则；
对有长文本描述的节点增加 BGE-M3 embedding；
增加“向量/全文找种子节点 + 固定 Cypher 扩展”的混合 Graph RAG。

12. 关键代码

KnowledgeBaseRagRetriever：多源知识库调度；
GraphRagRetriever：图检索主入口；
ExplicitCypherGenerationService：显式 Cypher；
Neo4jGraphRagCypherGenerationService：自动生成 Cypher；
RagAiBridgeClient：调用 /text2cypher；
CypherGuardService：Java 只读安全校验；
GraphSourceServiceImpl：执行图查询；
Neo4jExecutorService：Neo4j Driver 和结果转换。

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