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把 AI Agent 拉上手术台:QPS、P99、RAG 召回率、幻觉率与任务成功率全拆解

hello 我是逆境

传统后端通常使用 QPS、P95/P99 延迟、错误率和可用性判断服务是否健康。AI Agent 引入了模型推理、知识检索、工具调用和多步规划,仅靠接口指标无法判断任务是否真正完成。

本文整理一套可以落地的 Agent 后端指标体系,覆盖系统性能、Agent 执行、RAG 检索、工具调用、回答质量、成本和安全。

1. 为什么 HTTP 200 不等于 Agent 任务成功

假设用户要求:“查询订单状态,并把结果发送到邮箱。”Agent 成功调用订单接口,也返回了一段文本,但没有执行邮件发送。

这次请求可能同时满足:

  • HTTP 状态码为 200;
  • LLM 调用成功;
  • 订单查询工具执行成功;
  • 用户任务失败。

因此需要区分三种口径:

口径判断内容
系统成功 接口是否正常响应,服务是否报错
调用成功 模型、检索和工具是否正常返回
任务成功 用户目标是否完整实现

Agent 可观测性需要覆盖完整执行轨迹,而不是只记录入口 API。

2. 流量、性能与稳定性指标

2.1 流量指标

指标含义
QPS 每秒接收或处理的请求数
峰值 QPS 流量高峰时的最大吞吐量
并发数 同时执行中的 Agent 任务数量
队列长度 等待执行的任务数量
限流率 被限流请求数 ÷ 总请求数

TPS 在 Agent 系统中容易产生歧义,可能表示每秒事务数,也可能表示每秒生成 Token 数。使用时必须明确口径。

2.2 延迟指标

至少记录 P50、P95 和 P99:

  • P50 反映多数请求的正常体验;
  • P95 用于发现慢请求;
  • P99 更容易暴露模型抖动、队列堆积和第三方依赖超时;
  • TTFT 表示从请求发出到返回首个 Token 的时间;
  • Token/s 表示模型每秒生成的 Token 数。

端到端延迟可以拆成:

Agent 总耗时 = 排队耗时
+ 模型推理耗时
+ 知识检索耗时
+ 工具调用耗时
+ Agent 编排耗时

总耗时适合观察用户体验,阶段耗时用于定位瓶颈。

2.3 稳定性指标

常用指标包括请求成功率、错误率、超时率、重试率、熔断次数、降级率、服务可用性、MTTR 和 MTBF。

错误建议按以下类型拆分:

model_error
retrieval_error
tool_error
parameter_error
timeout_error
permission_error
rate_limit_error
system_error

3. Agent 执行效果指标

3.1 任务成功率

任务成功率 = 成功完成用户目标的任务数 ÷ 总任务数

任务成功必须根据业务结果判定。例如:

  • 客服 Agent:工单是否真正解决;
  • 代码 Agent:代码是否通过编译和测试;
  • 数据 Agent:SQL 是否执行成功,结果是否满足约束;
  • 邮件 Agent:邮件是否实际发送到正确收件人。

3.2 首次成功率

首次成功率 = 无重试、无人工介入的成功任务数 ÷ 总任务数

两个 Agent 的任务成功率可能相同,但模型调用次数和重试次数差异很大。首次成功率能同时反映执行质量、延迟和成本。

3.3 过程指标

指标含义
平均执行步数 完成一个任务经历的推理和工具步骤数
平均模型调用次数 单任务调用 LLM 的次数
循环率 重复思考或重复调用相同工具的任务占比
最大步数触发率 因超过执行上限而终止的任务占比
人工接管率 需要人工继续处理的任务占比
澄清率 Agent 需要向用户补充提问的任务占比
状态恢复成功率 中断后从检查点继续执行的成功比例

执行步数不能孤立判断。步数增加并不一定是坏事,但如果步数上涨而任务成功率没有提高,通常意味着规划、状态管理或停止条件存在问题。

4. RAG 检索指标

4.1 Recall@K 与 Precision@K

Recall@K = 前 K 条中召回的相关文档数 ÷ 全部相关文档数

Precision@K = 前 K 条中的相关文档数 ÷ K

提高 K 值通常有利于召回率,但可能降低精确率、增加上下文噪声和 Token 成本。

4.2 Hit Rate、MRR 与 nDCG

指标作用
Hit Rate@K 前 K 条中是否至少命中一条相关文档
MRR 第一条相关结果的排名是否足够靠前
nDCG@K 同时衡量相关程度和排序位置
空结果率 没有返回任何检索结果的查询占比

项目初期可以优先建设 Hit Rate@K,因为它的标注成本低于完整 Recall@K。

4.3 回答阶段指标

文档召回正确,不代表最终回答正确。完整评估链路应该检查:

查询问题
-> 是否召回正确文档
-> 正确文档是否进入上下文
-> 模型是否使用相关内容
-> 最终回答是否正确
-> 引用是否支持对应结论

建议同时监控:

  • 引用正确率;
  • Groundedness;
  • 上下文相关率;
  • 幻觉率;
  • 无依据陈述比例。

Recall@K、Precision@K 等离线指标需要人工标注的标准数据集。没有 Ground Truth,就无法计算可信的召回率。

5. 工具调用指标

工具调用建议拆成三层:

  • 执行成功:工具是否正常返回;
  • 参数正确:输入参数是否符合任务要求;
  • 业务有效:工具结果是否推动任务完成。
  • 常用指标如下:

    指标含义
    工具选择准确率 Agent 是否选择了正确工具
    工具调用成功率 工具正常执行并返回结果的比例
    参数正确率 调用参数满足业务约束的比例
    工具调用延迟 单次工具调用耗时
    无效调用率 不必要或无法推动任务的调用占比
    重复调用率 使用相同参数重复调用同一工具的比例
    工具结果采用率 工具返回结果被后续步骤使用的比例

    重复调用率异常升高时,应检查 Agent 状态是否更新、模型是否理解工具返回值,以及停止条件是否可靠。

    6. 回答质量指标

    指标含义
    Correctness 回答是否正确
    Completeness 是否覆盖任务要求
    Relevance 回答是否与问题相关
    Instruction Following 是否遵守用户指令和格式约束
    Faithfulness 回答是否忠实于给定上下文
    Hallucination Rate 无依据或错误内容的比例
    格式正确率 JSON、SQL 等结构化结果能否解析
    代码通过率 生成代码能否编译、运行或通过测试
    用户重问率 用户因回答无效而重新表达需求的比例

    能确定性验证的结果,应优先使用程序验证。例如 JSON Schema、SQL 执行结果和自动化测试。开放式回答可以组合使用规则检查、LLM 评审和人工抽检。

    7. Token 与成本指标

    需要记录 Prompt Token、Completion Token、总 Token、单任务模型调用次数、上下文利用率、缓存命中率和高成本请求比例。

    相比单请求成本,更推荐使用单成功任务成本:

    单成功任务成本 =
    (模型成本 + 检索成本 + 工具成本 + 基础设施成本)
    ÷ 成功完成的任务数

    更换小模型后,如果任务成功率下降、重试率上升,单成功任务成本可能不降反升。因此成本指标需要和任务成功率、首次成功率一起观察。

    8. 安全与合规指标

    指标含义
    Prompt Injection 检测率 检测到提示词注入的请求占比
    注入防御成功率 成功阻止注入攻击的比例
    敏感信息泄露率 输出中出现凭证、隐私等信息的比例
    越权调用率 Agent 尝试执行无权限操作的比例
    高风险操作拦截率 删除、转账、发布等操作被正确拦截的比例
    人工审批触发率 高风险动作进入人工确认的比例
    审计完整率 模型和工具调用是否留下完整记录

    高风险操作的权限校验应该放在工具层,不能只依赖模型判断。

    9. 建议优先建设的核心指标

    如果项目刚开始建设 Agent 可观测性,可以先落地以下指标:

  • QPS 和并发数;
  • P50、P95、P99 总延迟;
  • TTFT;
  • 请求成功率和超时率;
  • 任务成功率;
  • 首次成功率;
  • 平均执行步数;
  • 循环率;
  • 工具调用成功率;
  • 工具参数正确率;
  • Hit Rate@K 或 Recall@K;
  • 引用正确率或 Groundedness;
  • 幻觉率;
  • 单成功任务成本;
  • 人工接管率。
  • 建议使用 agent_name、agent_version、model、tool_name、scenario、tenant 和 error_type 等维度进行切分。

    不要把完整 Prompt、用户 ID、会话 ID 等高基数字段直接作为 Prometheus 标签。详细上下文应进入经过脱敏的日志或 Trace 系统。

    10. 总结

    Agent 指标可以分成四层:

    系统层:QPS、延迟、错误率、可用性
    执行层:任务成功率、步骤数、循环率、工具正确率
    质量层:召回率、引用正确率、Groundedness、幻觉率
    经营层:单成功任务成本、人工接管率、业务转化率

    单个指标只能描述局部现象。任务成功率下降时,需要继续关联检索命中率、工具错误率和执行步数;成本上涨时,则要检查 Token、模型调用次数、重试次数和工具成本。

    只有把请求、模型、检索、工具和业务结果串成一条 Trace,监控系统才能从“看到异常”走向“解释异常”。
    在这里插入图片描述

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