The evolution of maritime transport in the Mediterranean : a network analysis

Abstract

Diese Arbeit führt eine Netzwerkanalyse durch, um die empirischen Eigenschaften des maritimen Seehandels im Mittelmeer, unter Einbeziehung einer großen Anzahl von Häfen und deren Handelspartner, sowie dessen Veränderung, zu studieren. Unter der Verwendung der europäischen Seehandelsstatistik Commission (2009) wird ein Netzwerk konstruiert. Jeder Knoten in dem MTN Netzwerk repräsentiert einen Hafen oder ein Land, während jede gerichtete Kante den Güterfluss zwischen Ländern und Häfen abbildet. Das Ergebnis der statistischen Netzwerkanalyse ist, dass das MTN nicht triviale Eigenschaften komplexer Netzwerke zeigt. Das MTN ist ein gewichtetes und gerichtetes Netzwerk mit bipartiter Eigenschaft. Ein Schnappschuss des MTN in einem Quartal enthält über 17.000 Links und 600 Knoten, welche sich in zwei Klassen, Häfen und Küstenabschnitte, einteilen lassen. Es kann gezeigt werden, dass Häfen mit wenigen Handelspartnern sich im Verhalten von Häfen mit vielen Handelspartnern unterscheiden. Die Knotenverteilung für Häfen mit einer hohen Anzahl an Handelspartnern folgt dem Potenzgesetz mit einem Exponent von 2.12. Die Knotengewichte sind extrem rechtsschief verteilt, wobei 20% der verkehrsreichsten Häfen 79% vom Gesamtwarenvolumen verursachen. Außerdem ist das "Kleine-Welt-Phänomen" in diesem Netzwerk vorhanden, da jeder Hafen von jedem anderen Hafen im Durchschnitt über 2.51 Schritte erreicht werden kann. Häfen mit hoher Anzahl an Handelspartnern sind im Schnitt mit Küstenabschnitten mit wenig Partnern verbunden, daher sind Knoten im MTN disassortative gepaart. Weiters besteht eine hohe Dichte in der Nachbarschaft von Knoten, der erhöhte Clusterkoeffizient zeigt eine nicht zufällige Anordnung von Knoten an.<br />

Globalization was driven by many factors, especially radical technological changes including new information and communication technologies, rapidly falling transportation and communication costs, the expansion in international trade and, last but not least, the integration of the transportation networks. The worldwide maritime transport network is therefore commonly seen as the backbone of the international trade.<br />This master thesis conducts a large-scale network analysis to study the empirical properties of the maritime transportation relationships among a large number of Mediterranean ports and their trading partners as well as their evolution. Cargo-specific networks were created, where each node is represented either by a port or a country and each link is weighted by the amount of transportation volume that it transfers. Due to the large amount of records and the complexity of the data sources a consistent data basis needed to be set up for the further analysis. The main purpose of this work is descriptive in the sense that the maritime transportation network will be quantitatively described and analyzed using global network measures and metrics. Furthermore, correlation patterns were studied not only between these topological statistics within cargo-specific networks but also across networks to identify hierarchical organization.<br />A network analysis of maritime transportation has the potential to depict the existing hetero- geneity of countries, their ports, their goods structure and trade partners in an economic model allowing a forecast of future development. The result of this work may be taken as a basis for a theoretical network model of the evolution of maritime transportation in order to understand the underlaying behavior of self-organization.