ChatSOS:基于大语言模型的安全工程知识问答系统

doi:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2024.08.1901

摘要/Abstract

摘要：

为解决大语言模型在安全工程领域应用时面临的语料库规模、输入处理能力和隐私性限制等问题,以2013—2023年间共117篇爆炸事故调查报告为基础构建向量数据库,利用大语言模型的生成式能力,进行提示工程,提出一个基于大语言模型的安全工程知识问答(Q&A)系统——ChatSOS;与ChatGPT大语言模型相比,ChatSOS能够通过整合外部知识库,使大语言模型根据用户的输入信息,从数据库中检索相关语料,并深入分析。结果表明:ChatSOS具备深入分析问题、自主分配任务的能力,能够详尽总结事故报告并提出建议;通过结合外部知识库解决基础大模型在安全工程领域语料不足和语料实时性不高的问题,避免了使用新数据集微调模型可能导致的模型性能下降等问题,提升了大语言模型在安全工程领域的应用能力。

关键词: ChatSOS, 大语言模型, 安全工程, 知识问答(Q&A)系统, 事故调查, 向量数据库

Abstract:

To address the limitations of large language models in safety engineering, such as the corpus size, input processing capabilities and privacy concerns, ChatSOS, a Q&A system based on large language models, was developed. Based on 117 explosion incident reports from 2013 to 2023, a vector database to enhance the system's capability was constructed. ChatSOS integrated prompt engineering and external knowledge base to retrieve and analyze relevant data from the database. Compared to ChatGPT, ChatSOS integrated the external knowledge base, so that the big language model could retrieve the relevant corpus from the database according to the user's input information and make in-depth analysis. The results show that ChatSOS excels in in-depth professional problem analysis, autonomous task allocation, and providing detailed summaries and recommendations based on incident reports. By combining with the external knowledge database, the limitations of the large language model's professional corpus in safety engineering are overcome, which prevents performance degradation associated with fine-tuning on new datasets, broadens the application of large language models in this field, and paves the way for future advancements in automation and intelligent systems.

Key words: chat safety oracles (ChatSOS), large language model, safety engineering, knowledge question answering (Q&A) system, accident investigation, vector database

中图分类号:

X913.2安全信息论

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图/表 10

图1

表1

图2

图3

表2

表3

表4

通识性问答测试

用户查询	ChatSOS	GPT 3.5-Turbo
为什么会发生燃气泄漏,有什么预防办法吗?	根据给定的信息,可以得知以下情况可能导致燃气泄漏: 1.燃气管道老化腐蚀:老旧燃气管道设施腐蚀造成的事故比例增加,这类事故隐蔽性强、不易及时发现,易酿成严重后果 2.管道破损:管道的老化破损、脱落或动物咬噬等情况可能导致燃气泄漏 3.第三方施工破坏:燃气管网中,第三方施工破坏事故数量占比较高,可能施工不慎损坏燃气管道 4.车辆撞击:地上燃气管道防护措施不到位,车辆撞击导致燃气管道泄漏针对燃气泄漏的预防措施包括: 1.管道维护与更新:加强老旧燃气管道的更新改造,及时检修更换老化腐蚀的管道,减少泄漏风险 2.定期检查:定期对燃气管道进行检查和维护,确保管道的完整性和安全性 3.连接软管和燃气灶具的检查:用户端连接软管问题仍然是引发户内事故的主要原因,应定期检查连接软管和燃气灶具的安全性,及时更换老化损坏的软管和灶具 4.燃气阀门的正确使用:用户在使用燃气时,应正确关闭燃气阀门,避免瓶阀未关闭引发事故 5.燃气灶具的正确使用:用户在使用燃气灶具时,应避免无人看管和干烧,加强对用户安全使用燃气知识的宣传教育,推广使用有防干烧功能的灶具 6.加强安全宣传教育:对用户和相关从业人员进行燃气安全宣传教育,提高他们的安全意识和使用燃气的技能综上所述,通过管道维护与更新、定期检查、正确使用燃气阀门和灶具、加强安全宣传教育等措施,可以预防燃气泄漏事故的发生	燃气泄漏可能由多种原因引起,包括设备故障、人为错误、管道损坏、不当使用或安装等以下是一些常见的燃气泄漏原因和预防措施: 燃气泄漏原因: 1.设备故障或老化:燃气设备、管道或阀门因长时间使用或制造缺陷可能出现故障,导致泄漏 2.人为错误:错误的操作、不当维修、不规范的安装和施工可能导致管道破裂或连接处松动,引发泄漏 3.管道损坏:管道遭受外部压力、物理损坏、地震或自然灾害可能导致管道破裂 4.不当使用:例如,在不通风的空间使用燃气器具可能导致积聚的燃气泄漏燃气泄漏的预防和安全措施: 1.定期检查和维护:定期检查家庭用具、管道和燃气设备,确保其状态良好,没有泄漏 2.合格安装:由专业人员合格安装和维护燃气设备,确保安装符合相关安全标准 3.使用燃气报警器:在可能泄漏的区域安装燃气报警器,能够及时检测到燃气泄漏并发出警报 4.通风:确保室内通风良好,特别是在使用燃气设备的封闭空间内 5.安全使用:使用燃气器具时遵循使用说明,避免长时间不间断使用,确保炉具在使用后关闭 6.防止损坏:避免在地下或易受损害的地方铺设燃气管道,以减少外部压力引起的破裂风险 7.应急处理:如果怀疑有燃气泄漏,立即打开门窗通风,离开泄漏现场,不要使用手机或电器设备,以免引发火源,然后拨打紧急救援电话请注意,如果你怀疑家中有燃气泄漏,绝对不能使用明火、电器开关,或者手机等可能引发火源的设备,应立即采取安全措施并呼叫紧急救援电话

表4

表5

格式规范类任务测试

用户查询	ChatSOS	GPT 3.5-Turbo
按照政府公文的写作规范,发布一份关于太阳岛洗浴中心事故的政府事故调查结果通知。	【政府事故调查结果通知】尊敬的各相关方: 根据《生产安全事故报告和调查处理条例》,经过对驻马店市开发区太阳岛洗浴休闲会馆事故进行全面调查,现将调查结果通知如下: 一、事故概况:2021年11月18日16时57分,太阳岛洗浴休闲会馆男浴区桑那房内的桑那炉发生爆炸,造成3人死亡,3人受伤,直接经济损失约500万元。二、事故调查经过:1.事故发生前,太阳岛会馆正处于翻新装修施工的尾声,计划于11月19日开业。2.事发当日,工作人员××^*调试设施设备时,打开了男浴区桑那炉控制开关,并调试温度在65~68 ℃之间自动控温。3.然而,由于未及时发现和消除桑拿炉存在的安全隐患,导致爆炸事故的发生。三、事故原因分析:1.太阳岛洗浴休闲会馆在装修施工期间未能严格按照安全生产规定进行管理,未落实安全生产主体责任,未督促指导沐浴场所落实安全管理规定。2.太阳岛洗浴休闲会馆未能加强沐浴行业安全日常检查,未及时消除事故隐患。3.太阳岛洗浴休闲会馆对桑拿炉存在的安全隐患未能及时发现和处理,导致爆炸事故的发生。四、责任追究:根据调查结果,对驻马店市开发区太阳岛洗浴休闲会馆的管理部门、相关责任人员存在管理不到位、监管不力等问题,将依法进行相应责任追究。五、安全隐患整改:驻马店市开发区将加强对沐浴行业的管理工作,督促沐浴场所落实安全生产主体责任和相关安全管理规定,加强日常检查,及时消除事故隐患,确保公众的安全和利益。六、救援和善后工作:事故发生后,市委市政府成立了事故抢险救援指挥部,组织了现场救援、调查和善后处置工作,全力排查安全隐患,防范发生次生事故,同时组织医疗救治工作,确保受伤人员得到及时救治。七、倡议:广大市民和相关单位加强安全意识,严格按照安全生产规定进行管理,共同维护社会的安全稳定。特此通知。驻马店市政府日期:××××年××月××日	太阳岛洗浴中心事故的政府事故调查结果通知 [日期] 尊敬的市民: 根据国家法律法规和《政府信息公开条例》,为向社会公众及时、公正、公开地通报太阳岛洗浴中心事故的调查结果,将事故详细调查情况通告如下: 一、事故基本情况 2022年月日,太阳岛洗浴中心发生火灾事故。事故发生后,市政府立即启动应急响应,组织消防、安监、公安等相关部门全力展开救援和调查工作。二、事故原因经过调查,事故的直接原因是洗浴中心内部设施设备存在安全隐患,加之管理不善,未能采取有效措施加以防范。具体原因包括(但不限于):设备老化、维护不善、员工培训不足、应急预案不健全等。三、事故处理措施 1.责任追究:对相关责任人进行严肃问责,追究其领导责任和监管责任。 2.安全整改:对全市范围内的洗浴、娱乐等场所进行全面排查,督促整改存在的安全隐患。 3.加强监管:加大对公共场所的日常监管力度,确保市民生活、娱乐场所的安全。 4.加强宣传教育:加强火灾、安全知识的宣传,提高市民的自防能力。五、结语政府将一如既往地高度重视人民群众的生命财产安全,对于类似事故将继续加大监管力度,切实保障市民的生命和财产安全。感谢广大市民对政府工作的理解和支持,也请大家加强自身安全意识,共同维护社会安定与和谐。特此通知。 [政府机关名称] [日期]

表5

表6

事故分析任务测试

用户查询	ChatSOS	GPT 3.5-Turbo
请简要分析一下山东四方安装工程公司较大爆燃事故	事故概括:山东四方安装工程公司在东营港经济开发区瑞林公司的碳钢系统污油罐改造施工过程中发生较大爆燃事故。事故发生于2022年7月26日上午9时30分,造成3人死亡,2人轻伤,直接经济损失约512.8万元。责任分析:事故中,山东四方安装工程公司未落实施工单位安全生产主体责任,对施工队管理不到位。东营港经济开发区管委会及其经济发展局、应急管理局也未认真履行安全生产监管职责。事故原因:直接原因是四方公司施工人员在污油罐存有污油、罐顶中心透气孔敞开的情况下,超出《特殊动火安全作业证》许可作业范围,违规在罐顶中心透气口附近进行焊接作业。间接原因包括四方公司安全管理混乱、安全生产责任制严重不落实、隐患排查治理不到位以及对外来施工队伍管理不到位等。事故影响:事故造成3人死亡,2人轻伤,直接经济损失约512.8万元。此外,事故还对周边环境造成了一定的影响。事故预防:为预防类似事故的发生,可采取以下措施:加强施工单位的安全生产责任制落实,完善安全管理制度和操作规程;加强隐患排查治理工作,确保施工现场的安全条件;加强对外来施工队伍的管理,确保其安全生产条件符合要求;加强安全风险分析,确保动火作业的风险辨识和管控措施到位。爆炸威力分析:根据事故描述,污油罐发生了爆燃,罐体撕裂。具体的爆炸威力需要进一步的详细分析和调查	很抱歉,根据本模型截至2021年9月的知识,无法提供有关山东四方安装工程公司较大爆燃事故的详细信息。请注意,由于模型无法获取实时信息,也无法提供截至目前的最新事件。如果这是最近发生的事件,模型建议查阅可靠的新闻源或官方声明以获取最新的信息和准确的分析

表6

图4

参考文献 12

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场景	需求		具体形式
政府部门	总结、报告、通知		政府公文
科研工作者	数据分析、研究成果分享		学术论文、研究报告、学术演讲
(本专业)企业从业者		安全风险评估、事故预案	安全风险评估报告、安规、安全培训资料
(跨专业)企业从业者		跨部门协作、了解紧急应对措施	跨部门协作指南、应急相应指南
公众		公共安全教育、灾害应对	科普文章、新闻稿件

评分标准	分数(0~5)
准确性	—
可靠性	—
适应性	—
简洁性	—
快速性	—
加权总分	—

场景预设& 知识注入	你是专业的人工智能助手,根据给定信息回答用户提问。回答时逐步思考,若依给定知识无法回答,只需说明给定信息不足,绝对禁止编造。已知信息,用户提问
事故分析	执行分析事故报告任务,从“事故概况、事故原因、责任分析、事故影响及预防、总结与建议”等多方面合理分析
问答模板	Q1:请分析2007年湘西凤凰塌桥事故
问答模板	A1:1.事故概括:时间—2007年8月13日;地点—湖南省湘西凤凰县;环境条件—堤溪沱江大桥建设中;事故等级—严重责任事故;伤亡—64人死亡,22人受伤;直接经济损失—3974.7万元 2.责任分析:调查认定施工、建设单位严重违规,监理单位、质量监督部门失职,湘西自治州和凤凰县两级政府及湖南省交通厅、公路局监管不力 3.事故原因:大桥主拱圈砌筑材料未满足规范和设计要求,施工工序不合理,主拱圈砌筑质量差,降低了结构整体性和强度,随着施工荷载增加导致坍塌 4.事故影响:人员伤亡及直接经济损失 5.事故预防:提升工程管理和现场监管,完善设计审查流程,强化责任意识等

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