论文标题：Topological Resilience of Shipping Alliances in Maritime Transportation Networks

论文链接：https://www.mdpi.com/2305-6290/9/1/6

期刊名：Logistics

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/logistics

1. 引言

全球海运集装箱网络对全球贸易至关重要。班轮运输业通过固定航线和班期提供服务，自20世纪50年代集装箱化以来，全球集装箱吞吐量大幅增长。为应对扩张，承运人形成了多种合作协议，包括战略联盟和联合体。战略联盟覆盖更广的航线和服 务，使承运人能够共享运营数据、优化船舶利用率并提升服务水平，但也引发了市场集中度和价格操纵的担忧。目前行业由三大联盟主导：2M、海洋联盟和THE联盟。

理解GMCN（global maritime container network）的网络鲁棒性对于全球贸易稳定和供应链效率至关重要。海运承担约90%的全球贸易，其复杂性和相互关联性可能导致显著脆弱性。近期事件（新冠疫情、网络攻击、物理堵塞）凸显了研究网络结构及其对随机故障和针对性攻击韧性的必要性。本研究利用2019年前的集装箱船期数据，构建加权节点-边网络模型，分析联盟的拓扑鲁棒性，通过模拟RF（random failures）和TA（targeted attacks）评估网络响应，填补了现有研究空白。

2. 文献综述

战略联盟是横向运营合作形式，承运人共享运营数据但遵守反垄断法规，不交换定价或客户信息。联盟带来资源共享、成本降低和规模经济，但也可能减少市场竞争。自2016年韩进破产重组后，行业由三大联盟主导。

已有研究分析了GMCN的演化（如1969-1981年从单极向多极转变），以及亚洲区域内网络的结构变化。联盟研究多聚焦网络设计、运力规划、船舶调度和伙伴选择。关于韧性的研究涉及级联故障、合作机制等，但大多在港口层面或一般供应链网络，缺乏对联盟特定结构动态和韧性的深入探讨。本研究通过比较GMCN内不同联盟配置，分析其拓扑鲁棒性和对针对性攻击的脆弱性，填补了这一空白。

3. 方法

图1. 高层次方法论流程图

研究流程图包括：数据集收集（MDS Transmodal Ltd.的全球船期数据，含航线、运力、频率）；构建节点-边网络（节点为港口，边为船舶移动，权重基于运力和频率）；计算中心性指标（度中心性、介数中心性、接近中心性、特征向量中心性）；鲁棒性评估（模拟随机节点移除和基于度中心性的高中心性节点针对性移除）；分析特定联盟（2M、海洋联盟等）；结果可视化。研究使用1998-2019年五个时期数据，但联盟分析聚焦2019年（因2017年后市场变化重新定义了联盟结构）。网络权重计算考虑了服务频率和船舶运力。

4. 初步结果

图2. MDS数据容器端口基础设施全景

网络演化显示：服务路线数量在2012年达到4082条，之后增速放缓；平均船舶尺寸持续增长，2016年后超过服务路线增速；港口数量增长缓慢。2019年GMCN包含801个港口、4405条服务，平均船舶尺寸4790 TEU。

中心性分析表明：新加坡、上海、宁波、釜山、香港等港口具有最高的加权度中心性，是网络中的关键枢纽。网络可视化（图3-4）揭示了GMCN的无标度特性：少数枢纽港口高度连接，多数港口连接较少。这种结构使网络对随机故障具有韧性，但对针对性攻击脆弱。

鲁棒性模拟（图5-6）证实：在随机故障下，网络保持较高连通性，因为随机移除不太可能击中关键枢纽；但在针对性攻击下，移除高中心性节点（如新加坡、上海）导致网络迅速碎片化。图7显示新加坡、宁波、香港等港口的移除对最大连通分量尺寸影响最大。不同联盟韧性存在差异：2M和海洋联盟因网络覆盖广、港口选择策略优而表现出较高韧性，但其对核心枢纽的依赖也带来风险。

5. 政策建议与讨论

基于研究发现，提出以下政策建议：在高中心性枢纽港实施针对性基础设施增强，采用先进监测和协调系统；对韧性较低的联盟，鼓励创建基础设施冗余（如备用港口连接）；对关键港口进行强制性韧性审计，评估对网络攻击、自然灾害等风险的准备；鼓励联盟间合作，分享韧性规划最佳实践，开展联合研发和模拟演练。此外，应利用物联网传感器和AI驱动的分析工具进行实时监控和情景模拟，并结合地理信息系统进行空间可视化和脆弱性映射。

6. 结论

本研究系统分析了班轮运输业战略联盟的网络拓扑和韧性。GMCN的无标度拓扑赋予其抵御随机故障的鲁棒性，但对高中心性节点的针对性攻击存在显著脆弱性。海洋联盟和2M联盟表现出较高韧性，但其对新加坡、上海等枢纽的依赖凸显了投资基础设施冗余和替代航线的重要性。韧性较低的联盟应分散网络结构。研究强调将韧性作为联盟管理的核心原则，采用主动和适应性策略。未来研究可整合物联网实时数据、机器学习预测分析，并评估疫情期间及之后网络动态。

Decarbonization of Maritime Logistics and Global Supply Chains

投稿截止日期: 2026年11月30日

客座编辑：Prof. Dr. Amir Alizadeh-Masoodian and Prof. Dr. Jay Golden

https://www.mdpi.com/journal/logistics/special_issues/45NI81FZPL

期刊介绍

主编：Prof. Dr. Robert Handfield

Logistics（ISSN 2305-6290）是一个为物流和供应链管理领域的研究人员及具有学术倾向的从业者设立的原创性期刊。期刊主要发表与物流和供应链相关的原创文章和高质量综述。主题涵盖领域包括但不限于：人工智能、物流分析和自动化；可持续发展与逆向物流；人道主义和医疗保健物流；最后一公里，电子商务与销售物流；海运物流；供应商，政府和采购物流等。

2025 Impact Factor：4.4

2025 CiteScore：8.1

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