Permanent instability in global container logistics: evolution from supply chains to digital ecosystems

Abstract

Global container logistics operates under conditions of permanent systemic instability manifested in extreme freight rate volatility, chronic port congestion, geopolitical disruptions, and nonlinear demand fluctuations. The aim of this paper is to develop a conceptual and methodological framework for assessing the resilience of container transportation under exogenous turbulence based on an ecosystem approach and multi-criteria route optimization.

The study clarifies the basic concepts of «permanent instability», «container transport stability triangle» (cost – time/reliability – CO₂ emissions), «delay risk», and «digital route transparency index». A generalized model of multi-criteria optimization of container transport route selection is proposed, taking into account stochastic tariff volatility, port infrastructure reliability, and environmental constraints. A three-level analytical architecture of a digital ecosystem for container flow management (Data Layer – Analytics Layer – Decision Layer) has been developed, which integrates heterogeneous data sources and supports the construction of Pareto-efficient alternatives for management decision-making.

The scientific novelty lies in the operationalization of the concept of container transport sustainability through a formalized multi-criteria approach at the level of an individual container as an autonomous optimization unit and in the justification of the role of digital transparency as a key resource of the logistics ecosystem. The practical significance of the results lies in the possibility of using the proposed model as a basis for developing digital platforms to support the decisions of carriers, cargo owners, and port operators in conditions of permanent market instability.

Keywords

container logistics, permanent instability, logistics ecosystem, multi-criteria optimization, transport resilience, freight rate volatility, digital transparency, decision support systems, maritime supply chains

Анотація

Глобальна контейнерна логістика функціонує в умовах перманентної системної нестабільності, що проявляється у високій волатильності фрахтових ставок, хронічних портових заторах, геополітичних ризиках та нелінійних коливаннях попиту. Метою статті є формування концептуально-методологічної рамки аналізу стійкості контейнерних перевезень в умовах екзогенної турбулентності на основі екосистемного підходу та багатокритеріальної оптимізації маршрутів.

У дослідженні уточнено базові поняття «перманентна нестабільність», «трикутник стійкості контейнерних перевезень» (вартість – час/надійність – викиди CO₂), «ризик затримки» та «індекс цифрової прозорості маршруту». Запропоновано узагальнену модель багатокритеріальної оптимізації вибору маршрутів контейнерних перевезень з урахуванням стохастичної волатильності тарифів, надійності портової інфраструктури та екологічних обмежень. Розроблено трирівневу аналітичну архітектуру цифрової екосистеми управління контейнерними потоками (Data Layer – Analytics Layer – Decision Layer), що інтегрує гетерогенні джерела даних і підтримує побудову Парето-ефективних альтернатив для прийняття управлінських рішень.

Наукова новизна полягає в операціоналізації поняття стійкості контейнерних перевезень через формалізований багатокритеріальний підхід на рівні окремого контейнера як автономної одиниці оптимізації та в обґрунтуванні ролі цифрової прозорості як ключового ресурсу логістичної екосистеми. Практична значущість результатів полягає у можливості використання запропонованої моделі як основи для розробки цифрових платформ підтримки рішень перевізників, вантажовласників і портових операторів в умовах перманентної ринкової нестабільності.

Ключові слова

контейнерна логістика, перманентна нестабільність, логістична екосистема, багатокритеріальна оптимізація, транспортна стійкість, волатильність фрахтових ставок, цифрова прозорість, системи підтримки прийняття рішень, морські ланцюги постачання

Back to Table of Contents No 35 (2026)

Hryhorak M.Yu. Doctor of Economics, Associate Professor, Professor of the Department of International Business and Logistics, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» (Ukraine)

• ORCID – 0000-0002-5023-8602
• Researcher ID –  AAK-2963-2021
• Scopus author id: – 57208222758
• E-Mail:  hryhorak.mariia@lll.kpi.ua

Molchanova K.M. PhD (Economics), Senior Lecturer of the Department of International Business and Logistics, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» (Ukraine)

• ORCID – 0000-0003-1846-2492
• Researcher ID –  S-7289-2018
• Scopus author id: –  58149305600
• E-Mail:   molchanova.katerina@edu.kpi.ua

Sinaiko M.D.  Student of the Department of International Business and Logistics, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» (Ukraine)

• ORCID – 0009-0002-2081-4717
• Researcher ID  –
• Scopus author id: –
• E-Mail:   margosinaiko@gmail.com

Cherneha K.I. Student of the Department of International Business and Logistics, National Technical University of Ukraine «Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute» (Ukraine)

• ORCID – 0009-0000-0240-5181
• Researcher ID  –
• Scopus author id: –
• E-Mail:   cherneha.ki@gmail.com

1. Notteboom, T., Pallis, A. and Rodrigue, J. (2021). Port Economics, Management and Policy. Routledge. 690 p.
2. Notteboom, T., Pallis, T., Rodrigue, J. P. (2021). Disruptions and resilience in global container shipping and ports: the COVID 19 pandemic versus the 2008–2009 fnancial crisis. Maritime Economics & Logistics, 23, 179–210. https://doi.org/10.1057/s41278-020-00180-5.
3. Ducruet, C., Cocuzza, E., Ignaccolo, M. (2023). Analysis of the maritime networks: criticalities and resilience. Transportation Research Procedia, 69, 878-885.
4. Review Of Maritime Transport 2022. Navigating stormy waters. URL: https://unctad.org/rmt2022.
5. Yuen, K. F., Wang, X., Ma, F., Lee, G., & Li, X. (2019). Critical success factors of supply chain integration in container shipping: an application of resource-based view theory. Maritime Policy & Management, 46(6), 653–668. https://doi.org/10.1080/03088839.2019.1597289
6. Shih, W. (2020). Global Supply Chains in a Post-Pandemic World. Harvard Business Review, 98, 82-89. URL: http://ringmar.net/mycourses/wp-content/uploads/2021/07/Shih-2020-Global-Supply-Chains-in-a-Post-Pandemic-World.pdf.
7. Pan, S., Rickard, T., Bjork, R. (2021). Does spelling still matter – And if so, how should it be taught? Perspectives from Contemporary and Historical Research. Educational Psychology Review. DOI:10.31234/osf.io/4yckx.
8. Russell, D., Ruamsook, K. & Roso, V. (2022). Managing supply chain uncertainty by building flexibility in container port capacity: a logistics triad perspective and the COVID-19 case. Marit Econ Logist, 24, 92–113. https://doi.org/10.1057/s41278-020-00168-1.
9. Liu, H., Fu, Q., Du, L., Zhang, T., Yu, G., Han, S., et al. (2022). Learning Rate Perturbation. Proceedings of the 31st ACM International Conference on Information & Knowledge Management, Atlanta, 17-21 October 2022, 4234-4238. https://doi.org/10.1145/3511808.3557626.
10. Ouedraogo, C.A., Montarnal, A., Gourc, D. (2022). Multimodal Container Ttransportation Ttraceability and Supply Chain Risk Management: A Review of Methods and Solutions. International Journal of Supply and Operations Management, 9 (2), pp.212-234. https://doi.org/10.22034/IJSOM.2022.109139.2201.
11. Christopher, M., Matthias H. (2017). Supply chain 2.0 revisited: a framework for managing volatility: induced risk in the supply chain. International journal of physical distribution & logistics management, 47 (1), 2-17. https://doi.org/10.1108/IJPDLM-09-2016-0245.
12. Kim, J.-S., Su, M., Park, K.-S., & Roh, S.-Y. (2023). The Effect of Container Shipping Supply Chain Integration on Operational Performance: The Mediating Role of Information Sharing. Journal of Korea Trade, 27(1), 19-41. https://doi.org/10.35611/jkt.2023.27.1.19.
13. Wang, A., Melton, A.E., Soltis, D.E. and Soltis, P.S. (2022). Potential distributional shifts in North America of allelopathic invasive plant species under climate change models. Plant diversity, 44(1), 11-19. https://doi.org/10.1016/j.pld.2021.06.010.
14. Tseng, M.-L., Bui, T.-D., Lim, M.K., Lewi, S. A. (2021). A Cause and Effect Model for Digital Sustainable Supply Chain Competitiveness under Uncertainties: Enhancing Digital Platform. Sustainability, 13(18), 10150. https://doi.org/10.3390/ su131810150.
15. Sun, H., Geng, L., Gao, Y., Qu, C. (2025). Cooperation and coordination strategy of the online container supply chain considering service quality competition. Research in Transportation Business & Management, 59. https://doi.org/10.1016/j.rtbm.2025.101297.
16. Lyu, J., Zhou, F., He, Y. (2023). Digital Technique-Enabled Container Logistics Supply Chain Sustainability Achievement. Sustainability, 15, 16014. https://doi.org/10.3390/ su152216014.
17. International maritime trade. Review of maritime transport 2025. UNCTAD. URL: https://unctad.org/system/files/official-document/rmt2025ch1_en.pdf.
18. World Container Index. Drewry. URL: https://www.drewry.co.uk/supply-chain-advisors/supply-chain-expertise/world-container-index-assessed-by-drewry