Während wir hierzulande noch über eine etwas diffus als „eGovernance“ umschriebene „Digitalisierung der Verwaltung“ sinnieren, bei der wir auch im europäischen Vergleich gegenüber Ländern wie Estland deutlich hinterherhinken, wird andernorts bereits der Einsatz intelligenter Datenauswertungsverfahren und der Rückgriff auf Algorithmen bei der Findung und Exekutive staatlicher Entscheidungen erprobt. In der internationalen akademischen Diskussion hat sich inzwischen das Forschungsfeld der „Algorithmic Governance“ etabliert, welches sich vor allem mit dem Aspekt der Ergänzung oder des vollständigen Ersatzes menschlicher politischer Entscheidungen durch datenbasierte Technologie, wie vor allem auch KI, befasst.

Der Klimawandel ist in den vergangenen Jahren auch in Europa immer sichtbarer geworden. Die deutlichsten Auswirkungen zeigen sich für die Wasserwirtschaft in den beiden extremen Formen Starkregen und Trockenheit. Die Trockenperioden in den Jahren 2018 und 2019 sowie die schweren Überschwemmungsereignisse in 2021 an der Ahr, der Erft und anderswo haben auf Seiten der Fachwelt die Sensibilität für die Auswirkungen dieser Wetterextreme weiter gesteigert. Mehr und mehr werden Lösungen zur Vorbeugung und Anpassung an die erwartete Zunahme solcher Ereignisse entwickelt. Viele deutsche Bundesländer stellen beispielsweise für die Erstellung von Starkregengefahrenkarten umfangreiche Fördermittel zur Verfügung. Die erforderlichen Bemühungen beschränken sich aber nicht nur auf erforderliche Maßnahmen bei Extremwetterereignissen. Zunehmend müssen (ab-)wasserwirtschaftliche Einrichtungen effizienter gestaltet werden, da sie nach wie vor einen erheblichen Energieverbraucher insbesondere in kleinen und mittelgroßen Gemeinden darstellen. Hier leistet die Wasserwirtschaft seit vielen Jahren einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung von CO2 durch stetig zunehmende Effizienzsteigerungen in technischen Einrichtungen. Dabei nimmt die Digitalisierung wie in anderen Wirtschafts- und Gesellschaftssektoren eine besondere Stellung bei der Entwicklung passender und wirksamer Lösungen ein. Forscher der Hochschule Hof haben im Rahmen des Vorhabens „WaterExe4.0“ (gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung) eine erste Metastudie zur Digitalisierung in der deutschsprachigen Wasserwirtschaft erstellt. In dieser Studie stellte sich heraus, dass trotz erheblicher Entwicklungsschübe in den letzten Jahren und Zunahme der Lösungsangebote auf den ersten Blick noch eine große Lücke zwischen Angebot und Umsetzung besteht. Ein realer Anwendungsbezug konnte nur für 11 % der rund 700 identifizierten Produkte, Projekte und Studien identifiziert werden. Um die Gründe für dieses scheinbare Ungleichgewicht herauszufinden, erfolgte die ergänzende Befragung von Expert:innen der Wasserwirtschaft. Die Antworten zeigten diesbezüglich beispielsweise auf, dass alltägliche Probleme zu wenig oder kaum in neuen Lösungen berücksichtigt werden, was die Anwender:innen stark überfordert. Weiterhin wird der Mehrwert einer Digitalisierungslösung für die jeweilige individuelle Situation noch immer zu wenig sichtbar. Zudem fehlen systematische Analysetools, um wesentliche Hindernisse infolge neuer Ideen zu identifizieren und den besten Weg für den Start und die Umsetzung eines Digitalisierungsprojekts zu finden. Die Komplexität des Themas führte dazu, dass die Studie „WaterExe4.0“ mithilfe von vier methodisch unterschiedlichen Teilerhebungen (Literatur- und Marktrecherche, Befragung, Expert:inneninterview und Workshops) durchgeführt wurde. Die Ergebnisse geben damit einen umfangreichen Überblick über die aktuelle Situation in der deutschsprachigen Wasserwirtschaft und zeigen die Erwartungen der Branchenteilnehmer für die Zukunft auf.

File timestamps are used by forensics practitioners as a fundamental artifact. For example, the creation of user files can show traces of user activity, while system files, like configuration and log files, typically reveal when a program was run. Despite timestamps being ubiquitous, the understanding of their exact meaning is mostly overlooked in favor of fully-automated, correlation-based approaches. Existing work for practitioners aims at understanding Windows and is not directly applicable to Unix-like systems. In this paper, we review how each layer of the software stack (kernel, file system, libraries, application) influences MACB timestamps on Unix systems such as Linux, OpenBSD, FreeBSD and macOS. We examine how POSIX specifies the timestamp behavior and propose a framework for automatically profiling OS kernels, user mode libraries and applications, including compliance checks against POSIX. Our implementation covers four different operating systems, the GIO and Qt library, as well as several user mode applications and is released as open-source. Based on 187 compliance tests and automated profiling covering common file operations, we found multiple unexpected and non-compliant behaviors, both on common operations and in edge cases. Furthermore, we provide tables summarizing timestamp behavior aimed to be used by practitioners as a quick-reference.

Autoregressive TTS models are still widely used. Due to their stochastic nature, the output may vary from very good to completely unusable from one inference to another. In this publication, we propose to use the percentage of completely correct transcribed sentences (PCTS) of an ASR system as a new objective quality measure for TTS inferences. PCTS is easy to measure and represents the intelligibility dimension of a typical subjective evaluation with mean opinion score (MOS). We show that PCTS leads to similar results as subjective MOS evaluation. A more detailed, semi-automatic error analysis of the differences between ASR transcripts of TTS speech and the text used for generating the TTS speech can help identifying problems in the TTS training data, that are harder to find with other methods.

Im Zuge von Algorithmic Governance wird zunehmend auf den Einsatz von Algorithmen und KI für Entscheidungen und deren Ausführung in der praktischen Politik zurückgegriffen. Aber wie lassen sich diese Eingriffe demokratisch legitimieren und unter gesellschaftlichen Aspekten rechtfertigen?

Virtual reality (VR) is on the edge of getting a mainstream platform for gaming, education and product design. The feeling of being present in the virtual world is influenced by many factors and even more intriguing a single negative influence can destroy the illusion that was created with a lot of effort by other measures. Therefore, it is crucial to have a balance between the influencing factors, know the importance of the factors and have a good estimation of how much effort it takes to bring each factor to a certain level of fidelity. This paper collects influencing factors discussed in literature, analyses the immersion of current off-the-shelf VR-solutions and presents results from an empirical study on efforts and benefits from certain aspects influencing presence in VR experiences. It turns out, that sometimes delivering high fidelity is easier to achieve than medium fidelity and for other aspects it is worthwhile investing more effort to achieve higher fidelity to improve presence a lot.

Supported titanium dioxide-based photocatalysts were investigated for the degradation of pharmaceuticals under irradiation with UV−A LEDs. Focus of the presented research was placed on the degradation kinetics under different matrix influences and energy flux densities of UV−A radiation. The chemical parameters, pH, orthophosphate, nitrogen concentration and background organic concentration were investigated. The results were evaluated by time-resolved measurement of the concentrations and by calculating and plotting the first-order degradation rate. The results showed clear differences in the rates of degradation of each compound, with diclofenac being the most easily degraded and metoprolol the most resistant. When the influence of energy flux density was examined, a linear relationship between degradation rate and the square root of energy flux density was confirmed. The organic background matrix has a strong influence on the degradation kinetics of the compounds. Nitrogen and orthophosphate slow down the degradation much less than the organic background matrix. Investigating the pH influence, it could be shown that almost no degradation is detected in the basic pH range. The results were illustrated with the help of a radar diagram, which can show all dependencies at a glance.

In the present work, a suitable experimental setup was developed to successfully apply advanced oxidation processes (AOP) to real groundwater matrices. This setup combines an O3-bubble column reactor with a carrier-bound TiO2/UV-system. The degradation of various chlorinated ethene and methane derivatives commonly found of chlorinated volatile organic compound polluted regional groundwater samples was investigated. Because of known issues within water remediation using AOP such as toxification by transformation products, this study aimed at complete mineralization of the contained organic micropollutants. Moreover, the influences of variable process parameters such as flow rate, ozone concentration, and radiation dose on process performance were statistically evaluated and discussed. Parameter optimization using a Box-Behnken experimental design resulted in very promising degradation rates. It was thus possible to achieve a degradation rate of at least 98% for cis-dichloroethene, trichloroethene and tetrachloroethene and 85% for trichloromethane without formation of transformation products. The results of this work open up the possibility of developing innovative technologies based on AOP, which can be universally applied even to challenging matrices such as groundwater.

Immobilized titanium dioxide catalysts were used within a photocatalytic immersion rotary body reactor, which was connected to a substream ozonation unit to remove micro-pollutants from wastewater. Within this work data on the behavior of cumulative parameters during treatment of wastewater by photocatalysis and photocatalytic ozonation are provided. The investigated parameters are spectral absorption coefficient at 254 nm (SAC254), total organic carbon (TOC) and chemical oxygen demand (COD). All experiments were carried out using secondary effluent from the same wastewater treatment plant. For the parameter SAC254, consistent concentration curves and dependencies to operational parameters of the experimental system could be measured. The measurements of the parameters TOC and COD showed greater uncertainties, although basic trends could nonetheless be observed. A good linear correlation (R2 < 0.85) between the reduction of SAC254 and 8 micro-pollutants for photocatalysis and photocatalytic ozonation was found. This confirms the suitability of the SAC254 as a control parameter for a large-scale application of a photocatalytic 4th treatment stage. A linear correlation between measured TOC and COD degradation rates was possible with a coefficient of determination of 0.58–0.86. The simultaneous decrease of TOC and COD is an indicator for a mineralization of the treated wastewater matrix.

Der Rückgriff auf Algorithmen und datenbasierte Entscheidungsmuster sowie zunehmend auch auf KI im Rahmen der „Algorithmic Governance“ verändert die praktische Politik grundlegend. Dabei unterscheiden sich die Einsatzfelder hinsichtlich ihres Autonomiegrades. Das Spektrum reicht von klassischen Analyseleistungen bis hin zu völlig autonomen politischen Entscheidungen durch KI.

Als vor drei Jahren die Idee zur Technologieinitiative KOMMUNAL 4.0 entstand, der nun zur Plattforum Kommunal 4.0 e. V. geführt hat, war das Thema Digitalisierung in der Wasserwirtschaft nur vereinzelt präsent. Ausgehend von dem Gedanken, die Grundidee von Industrie 4.0 auf die kommunale Wasserwirtschaft zu übertragen, stellten die Initiatoren von KOMMUNAL 4.0 fest, dass schon seit Jahren unzählige Daten in zahlreichen wasserwirtschaftlichen Anlagen und Objekten erfasst und archiviert wurden. Zumeist beschränkte sich die Datennutzung auf die aktuelle Prozessbeobachtung oder die Nachweisführung der Regel- und Gesetzeskonformität gegenüber den zuständigen Behörden.

Überall in Wirtschaft und Gesellschaft wird von Digitalisierung und dem Internet der Dinge gesprochen, zunehmend auch in der kommunalen Wasserwirtschaft. Impulsgeber ist die Digitalisierungsoffensive der Industrie, zusammengefasst unter dem Begriff Industrie 4.0. Diese basiert auf intelligenten, digital vernetzten Systemen, die eine sich selbst organisierte Produk­tion ermöglichen sollen.