项目概述

本项目旨在构建一个基于知识图谱技术的煤矿事故智能问答系统，助力煤矿安全管理和事故预防。通过融合图数据库Neo4j与Django Web框架，实现煤矿事故相关知识的结构化存储、动态查询和智能问答服务，为用户提供高效、精准的煤矿安全知识检索和事故应对指导。

该系统解决了传统煤矿安全信息零散、查询不便、知识难以系统化的问题，利用知识图谱的关系网络优势，提升了知识的可视化和智能交互能力。系统面向煤矿管理人员、安全专家、应急响应团队及相关研究人员，帮助他们快速获取事故知识、分析事故原因和制定安全措施。

技术架构

整体架构设计

系统采用典型的前后端分离架构，后端基于Django框架实现业务逻辑与接口管理，前端采用Django模板引擎渲染动态页面，结合Bootstrap等UI框架提升用户体验。核心数据层使用Neo4j图数据库存储和管理知识图谱数据，利用py2neo库实现图数据库访问和操作。项目整体架构如下：

• 用户认证层（accounts模块）：负责用户注册、登录、权限控制，保障系统安全访问。
• 知识图谱管理与问答层（myneo4j模块）：实现图谱节点与关系的增删改查，提供基于图谱的智能问答功能。
• 前端展示层（templates目录）：构建系统页面，包括知识图谱查询、节点管理、实体识别、智能问答及用户认证界面。
• 静态资源层（static目录）：统一管理CSS、JS、字体及图片资源，支持响应式和交互式界面。
• 配置与运行层（xy_neo4j目录及管理脚本）：包含系统配置、路由及启动文件。

主要技术栈

• 后端框架：Python Django
• 图数据库：Neo4j，通过py2neo库操作
• 前端技术：Django模板引擎 + Bootstrap + jQuery
• 中文文本处理：jieba分词库
• 数据库：Django ORM管理非图数据库结构化数据
• 安全机制：Django用户认证系统，登录权限装饰器，CSRF防护

模块间的关系和交互

• accounts模块为系统提供用户身份认证和权限管理，保证问答和图谱管理功能的安全访问。
• myneo4j模块依托Neo4j图数据库，负责知识图谱数据的存储、查询和智能问答，依赖accounts模块提供的用户信息进行问答记录管理。
• templates模板文件与myneo4j和accounts模块视图紧密配合，实现前端页面动态渲染和用户交互。
• 各模块通过Django的URL路由系统进行请求映射，确保模块间的协调通信。

功能模块

1. 用户账户管理模块（accounts）

• 用户注册与登录：提供用户注册表单和登录验证功能，支持用户信息修改和登出操作。
• 权限控制：通过自定义用户模型扩展Django内置权限体系，保障系统安全。
• 后台管理支持：集成Django后台管理，支持用户数据展示和密码加密处理。
• 数据验证：利用Django表单机制进行输入校验，提升数据安全性。

2. 知识图谱管理与智能问答模块（myneo4j）

• 图谱数据管理：实现图节点（MyNode）和关系的增删改查，支持知识图谱的动态维护。
• 智能问答：基于Neo4j图数据库和jieba中文分词，构建语义匹配和关系推理的问答引擎。
• 图谱可视化：通过JSON格式传输节点及关系数据，支持前端动态展示知识图谱结构。
• 用户交互：提供问答记录管理和登录权限控制，保障问答过程安全可靠。

3. 前端展示与交互模块（templates）

• 页面模板：涵盖知识图谱查询、节点管理、节点和关系添加/修改、实体识别和智能问答等核心界面。
• 用户认证界面：支持登录与注册页面，配合后台用户认证逻辑。
• 统一布局：基于base.html实现页面风格统一和布局规范。
• 安全表单：集成CSRF保护，保证表单数据传输安全。
• 响应式设计：利用Bootstrap框架，实现多设备友好展示。

模块间协作关系

• accounts模块提供用户身份验证和权限支持，确保myneo4j模块的图谱管理和问答功能只能被授权用户访问。
• myneo4j模块处理业务逻辑，向前端模板传递数据，模板模块负责用户界面展示与数据交互。
• 前端页面通过AJAX或表单向myneo4j模块发送请求，实现图谱查询、问答交互和节点管理操作。
• 整个系统通过Django路由机制实现模块间请求分发和响应处理。

项目结构

xy25_neo4j_mine/
├── accounts/               # 用户账户管理模块
│   ├── models.py           # 用户模型定义
│   ├── forms.py            # 用户表单定义
│   ├── views.py            # 用户视图逻辑
│   ├── urls.py             # 用户模块路由配置
│   └── admin.py            # 用户后台管理注册
├── myneo4j/                # 知识图谱管理与问答模块
│   ├── models.py           # 图谱节点和问答记录模型
│   ├── pyneo_utils.py      # Neo4j数据库操作工具
│   ├── views.py            # 业务视图逻辑实现
│   ├── urls.py             # 图谱模块路由配置
│   └── admin.py            # 后台管理预留
├── templates/              # Django前端模板文件
│   ├── base.html           # 页面基础模板
│   ├── index.html          # 知识图谱查询首页
│   ├── node_manage.html    # 节点管理界面
│   ├── add_node.html       # 添加节点表单页
│   ├── add_relation.html   # 添加关系表单页
│   ├── modify_node.html    # 节点修改页
│   ├── shibie.html         # 实体识别界面
│   ├── wenda.html          # 智能问答界面
│   ├── login.html          # 用户登录页
│   └── register.html       # 用户注册页
├── static/                 # 静态资源目录（CSS、JS、图片等）
├── datas/                  # 词库、实体关系及问题模板数据
├── media/                  # 上传文件及模型文件目录
├── xy_neo4j/               # Django项目配置目录（settings、路由等）
├── manage.py               # Django项目管理脚本
└── README.md               # 项目说明文档

• accounts/：用户身份认证与权限管理核心代码。
• myneo4j/：知识图谱及智能问答核心业务逻辑。
• templates/：前端页面模板，负责用户交互界面。
• static/：前端样式与脚本资源，支持页面美化和动态效果。
• datas/：项目数据资源，包含分词词库、实体关系和问题模板。
• media/：存储用户上传文件及模型相关脚本。
• xy_neo4j/：项目配置文件，含Django设置和URL路由。
• manage.py：Django项目启动与管理入口。

部署和运行

环境要求

• 操作系统：支持Linux、Windows或macOS
• Python版本：3.8及以上
• Django版本：3.x或以上
• Neo4j图数据库：4.x或以上，确保图数据库服务已启动
• 依赖库：
• py2neo（Neo4j数据库操作）
• jieba（中文分词）
• Bootstrap等前端框架资源（已集成于static目录）
• 数据库配置：Django ORM可配置为SQLite或其他关系型数据库，用于存储用户及问答记录

安装与配置步骤

1. 克隆项目源代码

   git clone <项目仓库地址>
   cd xy25_neo4j_mine

2. 创建并激活Python虚拟环境

   python -m venv .venv
   source .venv/bin/activate  # Linux/macOS
   .venv\Scripts\activate     # Windows

3. 安装依赖包

   pip install -r requests.txt

4. 配置Neo4j数据库连接

• 修改myneo4j/pyneo_utils.py或settings.py中Neo4j连接参数，确保配置正确的数据库地址、端口、用户名和密码。

4. 数据库迁移

   python manage.py makemigrations
   python manage.py migrate

6. 创建超级管理员账号（可选）

   python manage.py createsuperuser

7. 准备词库及数据文件

• 确保datas/目录下的词库文件和问题模板完整。

启动方式

• 启动Django开发服务器：

  python manage.py runserver

• 访问系统入口：
  打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000/，进入知识图谱查询首页。
• 使用后台管理：
  访问 http://127.0.0.1:8000/admin/，使用超级管理员账号登录管理用户和数据。

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总结

基于知识图谱的煤矿事故问答系统，融合了Neo4j图数据库与Django Web框架，构建了一个结构化、智能化的煤矿事故知识管理与问答平台。系统通过完整的用户认证体系保障安全访问，利用图数据库的关系网络优势，实现知识的高效存储与挖掘。前端页面基于Django模板和Bootstrap框架，提供友好的用户交互体验。该平台有效提升了煤矿安全知识的查询效率和智能化水平，对煤矿事故预防和应急响应具有重要应用价值。

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如有问题请联系作者：https://qalangtao.com 。
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