Traceability Towards Sustainability in Inland Waterway Transport : An Empirical Research with Causal Modelling
Considering the challenges posed by climate change, the attention to achieving sustainable transportation systems has been rekindled. Although inland waterways (IW) offer a more environmental-friendly transportation mode and favourable geographic conditions for cargo movement into urban areas, the modal split is gaining at a low pace. IW requires comprehensive connectivity to tackle this challenge to improve multimodal performance and increase services diversification. Nowadays, traceability on IW is assured until the vessel unit. This level of traceability is enough for bulk and liquid cargo. However, making the transportation mode more attractive for other kinds of cargo requires implementing new Information Sharing (IS) systems allowing gapless traceability up to small-scale freight such as pallets, bags, or boxes through enhanced Tracking and Tracing Systems (eT&T).
This thesis explores how eT&T systems could support more sustainable IW transport operations. The study is empirical qualitative research following a multi-stage methodology. In the first stage, expert interviews with leading practitioners from the Lower Rhine region in Germany were conducted. In the second stage, the study took an Action Research orientation with a participatory-creative workshop to increase research productivity.
Attempts to measure interdependencies between IS and sustainability are scary. Thus, an analytical model was developed to analyse the study's cause-effect relationships between variables. The model is a reference for future research to analyse interdependencies between IS technologies and sustainability. Through a qualitative content analysis, benefits and brakes from the introduction of eT&T perceived by different stakeholders in IW and potential system users were mapped and fully characterized. A value-adding approach to generalize findings was followed to formulate the ground theory to maximize these outcomes.
Finally, through a Systems Thinking approach, a causality model was developed that visualizes interdependencies between factors affecting the implementation of eT&T in IW in serval dimensions, such as economic, ecological, and social. The model arose that more complex constructs, besides supply chain visibility, arise from the implementation of eT&T in IW. The most relevant is the diversification of freight type with new urban distribution logistic concepts and new forms of cooperation between IW operators. This evolution will depend on developing the required infrastructure, vessel type, and technology and implementing harmonization of legal and technical instruments such as data protection and data exchange protocol. The model reveals the interdependencies between the implementation of eT&T and the better integration of IW in multimodal and even synchro modal chains leading to higher utilization of IW capacities with energy-efficient consumption effects.
The study confirms that eT&T IS systems have an effect over all dimensions of sustainability and discuss how can they turn into a core enabler to boost sustainability in IW networks.Angesichts der Herausforderungen durch den Klimawandel ist der Focus auf nachhaltige Verkehrssysteme stark gestiegen. Obwohl die Binnenschifffahrt einen umweltfreundlicheren Verkehrsträger und günstige geografische Bedingungen für den Frachtverkehr in städtischen Gebieten bietet, gewinnt sie nicht an Attraktivität im Modal Split. Das Binnenschifffahrtsnetz benötigt eine umfassende Konnektivität und Diversifizierung der dazugehörigen Dienste, um die multimodale Leistung zu verbessern. Heute ist die Rückverfolgbarkeit auf Wasserstraßen und Kanälen bis zur Schiffseinheit gewährleistet. Dieses Maß an Rückverfolgbarkeit reicht für Massen- und Flüssiggüter aus. Um die Binnenschifffahrt ebenfalls für andere Arten von Fracht attraktiver zu machen, ist jedoch die Implementierung neuer Systeme zum Informationsaustausch erforderlich, die eine lückenlose Rückverfolgbarkeit bis hin zu kleinen Frachten wie Paletten, Säcken oder Kartons durch verbesserte Sendungsverfolgung (eT&T) ermöglichen.
Das Ziel dieser Arbeit ist auf explorative Weise zu bewerten, wie eT&T-Systeme einen nachhaltigen Binnenschifffahrtsbetrieb unterstützen könnten. Die Studie ist eine empirische qualitative Forschung, die einer mehrstufigen Methodik folgt. Im ersten Schritt wurden Experteninterviews mit führenden Praktikern aus der Region Niederrhein in Deutschland geführt. Anschließend nahm die Studie eine Aktionsforschungsorientierung mit einem partizipativ-kreativen Workshop zur Steigerung der Forschungsproduktivität auf.
Gegenwärtige Ansätze für die Messung von Interdependenzen zwischen den Konstrukten Informationsaustausch und Nachhaltigkeit sind gering. Für ein besseres Verständnis der Kausalität zwischen dieser Untersuchungsvariablen wurde ein analytisches Modell entwickelt. Das Modell stellt eine Referenz für zukünftige Forschung zur Analyse der Wechselwirkungen zwischen Informationsaustausch-Technologien und Nachhaltigkeit dar. Von verschiedenen Stakeholdern in der Binnenschifffahrt und potenziellen Systemnutzern wahrgenommene Vorteile und Hindernisse für die Einführung von eT&T wurden auf Basis einer qualitativen Inhaltsanalyse abgebildet und vollständig charakterisiert. Um den Nutzwert zu steigern, wurde für die Formulierung der Grundtheorie ein wertschöpfender Ansatz zur Verallgemeinerung der Ergebnisse verfolgt.
Zur Visualisierung der Wechselwirkungen verschiedener Faktoren, welche die Implementierung von eT&T in der Binnenschifffahrt in ökonomischen, ökologischen und sozialen Dimensionen beeinflussen, wurde ein Kausalitätsmodell durch einen Systemdenk-Ansatz entwickelt. Das Modell führt zu der Schlussfolgerung, dass durch die Implementierung von eT&T in der Binnenschifffahrt neben der Sichtbarkeit der Lieferkette auch komplexere Konstrukte entstehen. Zu den relevantesten zählt die Diversifizierung der Frachtarten mit neuen Konzepten für die städtische Logistik-Verteilung und neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Binnenschifffahrt-Betreibern. Diese Entwicklung wird von dem Ausbau der erforderlichen Infrastruktur, des Schiffstyps und der Technologie abhängen. Ebenfalls die Umsetzung rechtlicher und technischer Instrumente wie dem Datenschutz und der Harmonisierung von Datenaustauschprotokollen spielen eine wichtige Rolle bei der Weiterentwicklung. Das Modell zeigt die Wechselwirkungen zwischen der Implementierung von eT&T und der besseren Integration von Binnenschifffahrt in multimodale und sogar synchromodale Lieferketten. Das führt zu höherer Auslastung von IW-Kapazitäten mit energieeffizienten Verbrauchseffekten.
Die Forschung bestätigt, dass Informationsaustausch-Systeme eT&T in allen Dimensionen der Nachhaltigkeit wirken und erörtert, wie dadurch ein Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet werden kann.