Engineering standards are challenging knowledge sources for large language models (LLMs) because they are hierarchical, multimodal, and densely connected through figures, tables, cross-references, and normative rules. Existing retrieval-augmented generation (RAG) methods often rely on unstructured text retrieval and struggle with questions requiring joint reasoning over textual provisions, visual specifications, and document structure. We propose GEMS-RAG (Graph-grounded Engineering Multimodal Standards Retrieval-Augmented Generation), a framework for grounded reasoning over engineering standards. GEMS-RAG combines hierarchical parsing, fine-grained visual entity extraction, multimodal knowledge graph construction, and graph-grounded hybrid retrieval. Instead of treating figures as monolithic images, it decomposes them into meaningful visual entities linked to textual provisions, engineering concepts, and regulatory rules. During inference, dense, sparse, and visual retrieval are combined with graph expansion to identify relevant evidence across text, figures, and document structure. We evaluate GEMS-RAG on the Manual on Uniform Traffic Control Devices (MUTCD), a large engineering standard containing egulations, technical drawings, and standardized traffic-control devices. Results show that graph-grounded multimodal retrieval improves retrieval effectiveness and question-answering performance over text-only, multimodal, and graph-based RAG baselines. Beyond MUTCD, GEMS-RAG offers a general framework for reasoning over engineering codes, technical manuals, regulatory documents, and scientific standards in safety-critical applications.


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《工程》是中国工程院(CAE)于2015年推出的国际开放存取期刊。其目的是提供一个高水平的平台,传播和分享工程研发的前沿进展、当前主要研究成果和关键成果;报告工程科学的进展,讨论工程发展的热点、兴趣领域、挑战和前景,在工程中考虑人与环境的福祉和伦理道德,鼓励具有深远经济和社会意义的工程突破和创新,使之达到国际先进水平,成为新的生产力,从而改变世界,造福人类,创造新的未来。 期刊链接:https://www.sciencedirect.com/journal/engineering
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