Datengetriebene Resilienzanalyse des globalen Container-Schifffahrtsnetzwerks gegen zwei kaskadierende Ausfälle

• Entwicklung eines neuen Resilienzrahmens zur Bewertung des GCSN gegenüber kaskadierenden Störungen. • Einführung neuer BFRR- und DFRR-Regeln für das Fehlermodellieren und Hafenentscheidungen. • Integration der Hafen-Topologie und -Strömung für eine ausgewogene Lastenverteilung. • Übernahme der attributbasierten Kennzahlen zur Quantifizierung der Resilienzdynamik des GCSN. Als fundamental verknüpftes Glied in der globalen Lieferkette und im Logistiksystem ist das globale Container-Schifffahrtsnetzwerk (GCSN) hochgradig miteinander verbunden, was die Herausforderungen der Netzwerkresilienz durch die kaskadierenden Ausfälle verstärkt, die durch extreme Ereignisse (z.B. COVID-19 und regionale Konflikte) ausgelöst werden. In diesem dynamischen Prozess ist das Verhalten der Lastenverteilung die zentrale Gegenmaßnahme zur Ausbreitung kaskadierender Ausfälle, jedoch wurde der diversifizierte Mechanismus nicht systematisch untersucht. Um diese Lücken zu schließen, zielt diese Studie darauf ab, einen wegweisenden Resilienzanalysenrahmen gegen kaskadierende Ausfälle zu entwickeln, um die Auswirkungen von Hafenstörungen auf die Resilienz des Schifffahrtsnetzwerks umfassend zu erforschen. Durch die Pionierarbeit in der Einflussanalyse der Hafenbetweenness, Gewichtung und Konnektivität auf die Lastenbestimmung und Zielauswahl wird eine Methode zur Bewertung der Hafenbedeutung als Grundlage für die Entscheidungen zur Lastenverteilung angewendet. Basierend auf den globalen Servicerouten-Daten von 2020 bis 2023 wird die Resilienz des GCSN gegenüber den sequenziellen kaskadierenden Ausfällen von 686 Häfen weltweit durch drei Kennzahlen quantifiziert. Eine Szenarioanalyse wird durchgeführt, um die Auswirkungen kaskadierender Ausfälle, die durch 5 historische Hafenstörungsereignisse (z.B. die COVID-19-Hafenabschaltungen und die Brücken-Kollision 2024 im Hafen von Baltimore) auf die Resilienz des Netzwerks ausgelöst wurden, zu simulieren. Die Bestimmung des identifizierten kritischen Kapazitätsgrenzwertes ist entscheidend für die effektive Verbesserung der Resilienz des Systems und die Vermeidung der Wahrscheinlichkeit kaskadierender Ausfälle. Darüber hinaus bietet diese Studie aktuelle Perspektiven für die Akteure der globalen Schifffahrtsindustrie. Sie präsentiert unterschiedliche Strategien und Präferenzen und bietet umsetzbare Ratschläge für Hafenbehörden in ihren Risikoreaktionsentscheidungen. Darüber hinaus liefert diese Studie eine wirtschaftliche Begründung und kritische Bewertungen, die für die strategische Instandhaltung, Planung und Erweiterung der Hafeninfrastrukturen zur Vermeidung unvorhergesehener Risiken von entscheidender Bedeutung sind.