PENGARUH SEGMEN BOTTLENECK SISTEMATIK
TERHADAP KARAKTERISTIK LALU LINTAS
(STUDI KASUS: JL. JAMIN GINTING KM 14.5)
Kristian NapitupuluMahasiswa
Program Sarjana Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera
Utara
Jln. Perpustakaan No. 2 Kampus USU,Sumatera Utara, 20155 Telp: (061) 803371 [email protected] Dr. Medis Surbakti, S.T, M.T Dosen
Program Sarjana Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas
Sumatera Utara Jln. Perpustakaan No. 2 Kampus
USU,Sumatera Utara, 20155 Telp: (061) 803371 [email protected]
Abstract
The transportation problem causing traffic jam in this study is bottleneck of the road, where downstream traffic capacity is smaller than the up stream, usually happen in the bridge enterance and where geometric changes such as 4 lane 2 line into 2 lane 2 line. This study aims to find a model that represents mathematical relationship of volume, velocity and density with manual count method in location Jamin Ginting km 14.5 with 4 types of models named Greenshield, Greenberg, Underwood and Bell and to determine shock wave value. The result of this research is Greenshield model (R2 = 0.946338) in the narrowed path which best describes the value of the independent variable (speed) to the dependent variable (density) at the location and the shock wave value at 13.00-13.15 (ω = -1.46), 13.15- 13.30-13.45 (ω = -1.75), 13.45-14.00 (ω = -0.90), the observed maximum queue length is 1.2 km while the most closely approximated result is the Greenshield model with 0.9 km. So the model that best to represent the field conditions is the Greenshield model.
Keywords: Volume, Speed, Density, Shock Wave, Bottleneck Abstrak
Permasalahan transportasi yang menyebabkan kemacetan dalam penelitian ini adalah penyempitan jalan (Bottleneck), dimana suatu bagian jalan dengan kapasitas lalu lintas sesudahnya (down stream) lebih kecil dari bagian masuk (up stream), biasanya terjadi di jalur masuk jembatan dan perubahan geometrik seperti 4 lajur 2 jalur menjadi 2 lajur 2 jalur. Penelitian bertujuan mencari model yang merepresentasikan hubungan matematis volume, kecepatan dan kepadatan dengan metode pengambilan data manual count pada lokasi studi Jl. Jamin Ginting km 14,5 dengan 4 jenis model: Greenshield, Greenberg, Underwood dan Bell serta mencari nilai gelombang kejut. Hasil penelilitan ini model Greenshield(R2=0.946338) pada jalan menyempit yang paling menggambarkan nilai variabel independen(kecepatan) terhadap variabel dependen(kepadatan) pada lokasi penelitian dan nilai gelombang kejut jam 13.00-13.15( ), 13.15-13.30( ),
13.30-13.45( ), 13.45-14.00( ), hasil pengamatan panjang antrian maksimum adalah 1,2
km sedangkan hasil perhitungan yang paling mendekati hasil pengamatan adalah model Greenshield sebesar 0,9 km. Maka model yang sesuai dengan kondisi lapangan adalah model Greenshield.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Sistem transportasi yang menjamin pergerakan yang baik merupakan tujuan pembangunan dalam sektor transportasi. Permasalahan transportasi merupakan masalah yang dihadapi oleh negaramaju dan negara sedang berkembang seperti Indonesia. Salah satu permasalahan transportasi adalah kemacetan, menurut MKJI 1997 kemacetan lalu lintas adalah situasi dimana arus lalu lintas melebihi kapasitas jalan sehingga mengakibatkan antrian kendaraan. Kemacetan untuk jaringan jalan perkotaan sering terjadi di persimpangan terutama simpang sebidang dan lokasi yang memiliki potensi penyempitan jalan (bottleneck). Penelitian ini membahas tentang permasalahan transportasi penyempitan jalan. Penyempitan jalan adalah suatu bagian jalan dengan kondisi kapasitas lalu lintas sesudahnya (down stream) lebih kecil dari bagian masuk (up stream). Penyempitan jalan menyebabkan terjadinya perubahan perjalanan kendaraan arus bebas(Uninterrupted Flow) menjadi terganggu (Interrupted Flow) sehingga terjadinya penurunan kecepatan dan bertambahnya kepadatan antar kendaraan. Lokasi penelitian dilakukan di Jalan Let. Jend. Jamin Ginting Km.14.5 dengan tipe penyempitan jalan (bottleneck) sistematik. Secara geometrik, pada bagian hulu (upstream) jalan terdiri dari 2 jalur, 4 lajur (dengan median) kemudian menyempit di hilir (downstrean) menjadi 2 jalur, 2 lajur (tanpa median).Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan model yang dapat menggambarkan lokasi studi kasus serta memperoleh data berupa panjang antrian kendarran dan waktu penormalan yang dibutuhkan untuk menghilangkan antrian dari model yang terpilih.
Rumusan Masalah
Rumusan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
1) Bagaimana hubungan antara volume, kecepatan (speed) dan kepadatan (density) lalu lintas akibat terjadinya penyempitan jalan pada lokasi studi?
2) Berapa nilai arus dan kerapatan maksimum baik pada jalan normal maupun pada jalan yang menyempit pada lokasi studi?
3) Berapa nilai dari Gelombang Kejut akibat terjadinya penyempitan jalan pada lokasi studi?
Tujuan Penelitian
Tujuan penulisan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
1) Untuk mengetahui hubungan antara volume, kecepatan (speed) dan kepadatan (density) lalu lintas akibat terjadinya penyempitan jalan pada lokasi studi.
2) Mengetahui nilai kerapatan maksimum pada ruas jalan normal dan ruas jalan yang mengalami penyempitan pada lokasi studi.
3) Untuk mengetahui nilai Gelombang Kejut akibat terjadinya penyempitan jalan pada lokasi studi.
TINJAUAN PUSTAKA
Hubungan Matematis antara Volume, Kecepatan dan Kepadatan V = S . D
Dimana : V = Volume S = Kecepatan D = Kepadatan 1) Volume (V) rate flow maximum jam 1 volume PHF
PHF = Peak Hour Factor 2) Kecepatan (S)
Space mean speed (SMS), yakni kecepatan rata-rata dari seluruh kendaraan
yangmenempati penggal jalan selamaperiode waktu tertentu 3) Kepadatan (D) L N D Dimana : D = Kepadatan N = Jumlah kendaraan L = Panjang lokasi survei
Gambar 1 Hubungan antara Volume, Kecepatan dan Kepadatan Empat jenis model hubungan matematis antara ketiga parameter tersebut, yaitu: 1. Model Greenshields
Tabel 1 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Greenshields Hubungan Persamaanyang Dihasilkan Hubungan Persamaan yangDihasilkan
S-D D D S S S j ff ff VM 4 S D VM j ff V-D 2 J ff ff D D S S D V S M 2 S S ff M V-S 2 ff j j S S D S D V DM 2 D DM j
Tabel 2 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Greenberg Hubungan Persamaanyang Dihasilkan Hubungan Persamaan yangDihasilkan
S-D D C Ln S S M V M be C VM V-D D C Ln DS V M S M b 1 SM V-S SM S C.e S V DM e C DM 3. Model Underwood
Tabel 3 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Underwood Hubungan Persamaanyang Dihasilkan Hubungan Persamaan yangDihasilkan
S-D DM -D ff e S S VM e . D VM M ff S V-D DM D e DS V ff SM e S S ff M V-S S S Ln SD V M ff DM DM 4) Model Bell
Tabel 4 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Bell Hubungan Persamaanyang Dihasilkan Hubungan Persamaan yangDihasilkan
S-D 2 M D D -5 , 0 ff e S S VM 0,5 M M e . D V Sff V-D 2 M D D -5 , 0 e DS V ff SM 0,5 ff M e S S V-S 5 , 0 ff M S S Ln SD 2 V DM DM Pengujian Statistik
Variabel yang diuji pada penelitian ini adalah nilai F dan t yang merupakan alat kontrol dari hasil analisis statistik., dalam hal ini regresi linier, dengan membandingkan antara nilai F dan t yang diperoleh dari hasil perhitungan dengan nilai F dan t dari tabel. Pengujian dikatakan benar jika nilai F dan t dari hasil perhitungan lebih besar daripada dari tabel, kemudian nilai R2 (0 sampai 1) yang merupakan koefisien determinasi yang menunjukkan seberapa besar pengaruh variabel independen (X) terhadap variabel
dependen (Y) .
Nilai Gelombang Kejut
2 1 2 1 D D V V
Dimana :
V1 = Arus Upstream D1 = kepadatan Upstream
V2 = arus maksimum jalan menyempit D2 = kepadatan jalan menyempit
Gambar 2 Klasifikasi Gelombang Kejut
METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dngan melalui beberapa tahapan proses. Adapun tahap-tahap di atas dapat dilihat pada bagan alir di bawah ini.
Gambar 3 Bagan Alir Penelitian
Survei Counting
Penelitian dilakukan di Jalan Jamin Ginting Km 14,5 tepatnya penyempitan jalan depan Hairos. Survey dilakukan dengan metode manual count terhadap aktivitas lalu lintas di
Menetukan tujan,judul
Kesimpulan dan saran Pengolahan dan Analisa Data
1. Mencari hubungan matematis antara volume, kecepatan, dan kerapatan menggunakan model linear greenshield, model logaritma greenberg, model eksponensial underwood, dan model logaritma bell
2. Uji statistik dengan regresi linear sederhana 3. Memilih model terbaik
4. Menghitung gelombang kejut dengan rumus dari model terpilih 5. Menetukan panjang antrian kendaraan dari model terpilih
Survei Pendahuluan Studi Literatur Pengumpulan Data 1. Data Primer a. Kecepatan b. Kerapatan c. Volume d. Data geometrik 2. Data Sekunder
berupa buku, jurnal penelitian terkait, dan skripsi mahasiswa Perumusan masalah
pada titik-titik yang diperlukan untuk melengkapi data yang dibutuhkan untuk alanisa data. Survei dilakukan pada hari Minggu, 30 april 2017. Waktu survey dilakukan selama 6 jam yaitu; pagi (09.00-11.00). siang (12.00-14.00), sore (16.00-1800). Hasil data-data yang diamati di lapangan adalah jumlah kendaraan, kecepatan kendaraan dan hambatan samping.
ANALISA DAN PEMBAHASAN
Hubungan variabel diatas disusun berdasarkan data volume lalu lintas dan kecepatan kendaraan yang diambil tiap periode 15 menitan yang disusun dalam suatu daftar secara berpasangan selanjutnya nilai kerapatan dapat dicari dengan persamaan dasar V = S . D. Hubungan antara kecepatan (S), kepadatan (D) dan volume (V), dimodelkan dengan menggunakan empat model yakni modelGreenshield, Greenberg, Underwooddan Bell. Penyelesaian statistik didekati dengan mencari hubungan antara kecepatan dan kerapatan melalui metode regresi.
Hubungan antara kecepatan dan kerapatan masing-masing dengan metode Greenshield,
Greenberg, Underwood dan Bell adalah sebagai berikut :
Tabel 5 Hubungan Kecepatan-Kepadatan Masing-masing Model
GREENSHIELDS S = 22,35863-0,04855D GREENBERG S =43,664 - 5,54064 Ln D UNDERWOOD S = 24,864 e(-0,003083D)
BELL S = 21,102*e(-0,5*(D/208,995)^2)
Penentuan Volume Maksimum Dan Model
Tabel 6 Rangkuman Analisa Regresi
Lokasi Resume Greenshields Greenberg Jenis Model Tinjauan Underwood Bell
Jalan Normal Intercept 22,75 41,88 3,19 3,04 X Variable -0,04 -5,13 -0,00289 -1,13541E-05 0,87 0,31 0,414014 0,44500 F 153,70 10,07 15,54 17,64 T 49,07 5,74 40,61 67,20 Jalan Menyempit Intercept 21,14 29,60 3,005927 2,98 X Variable -0,04 -2,77 -0,00229 -1,69356E-05 0,9463 0,89086 0,94600 0,94602 F 387,96 179,57 412.12 404.08 T 138,28 35,14 369.20 585.08 Jalan Pertemuan Intercept 18,55 32,75 2,94 2,80 X Variable -0,04 -4,16 -0,002 -1.6E-05 0,803350167 0,8729 0,801408 0,71 F 89,88 151,10 88,77 54,91 T 39,28 21,85 88,87 112,43
1. Nilai F (tabel) : 4,30 2. Nilai t(tabel) : 2,07
3. Uji dapat diterima jika nilai F dan t (hitungan) > dari nilai F dan t (tabel) Tabel 7 Rangkuman Volume Maksimum
Lajur
Model Normal Menyempit
Greenshield 2665,13 2527,80
Greenberg 6593,97 44303,82
Underwood 3115,70 3184,04
Bell 2680,10 2066,66 1786.794
Tabel 6 di atas menunjukkan bahwa nilai intercept terbesar ada pada nilai Greenberg karena sesuai dengan hubungan model bentuk logaritma. Dengan nilai uji F dan uji t pada setiap segmen atau lokasi penggal jalan menunjukkan bahwa setiap lokasi lebih besar dari nilai F tabel dan t tabel, Penentuan model terpilih untuk perhitungan gelombang kejut didasarkan pada kriteria nilai uji F, t dan R2 yang besar, disamping itu dilihat juga arus maksimum yang dicapai masing-masing model. Model Underwood dan Greenberg memiliki nilai supply yang besar dan dari hasil perhitungan tidak ada arus yang datang (demand) melebihi nilai arus maksimum (supply) maka dari kedua model ini sehingga tidak akan terjadi gelombang kejut.
Perhitungan Gelombang Kejut
Perhitungan gelombang kejut pada penyempitan jalan ini dimulai dengan mengeplot antara arus yang masuk (demand) dari upstream yaitu : gabungan arus pada lajur tengah dan tepi pada penggal jalan normal dan kapasitas penyempitan jalan (supply) yang didasarkan pada arus maksimum terpilih terhadap waktu.Analisis dimulai bilamana demand melebihi Kapasitas.
Model Greenshield terdapat empat periode saat demand melebihi kapasitas,yaitu : jam 13.00-13.15, 13.15-13.30, 13.30-13.45, 13.45-14.00 dan pada model Bell terdapat delapan periode saat demand melebihi kapasitas, yaitu: 09.00-09.15, 09.15-09.30, 09.30-09.45, 09.45-10.00, 10.45-11.00, 13.00-13.15, 13.15-13.30, 13.30-13.45, 13.45-14.00. Berdasarkan pengamatan dilapangan panjang antrian maksimum yang terjadi yaitu sepanjang: 900 m atau sama dengan 0,9 km.
Gambar 5 Gelombang Kejut Mundur Bentukan Model Greenshield
Gambar 5 menunjukandimana volume B lebih besar dari volume A sedangkan kepadatan B lebih kecil dari kerapatan A maka dari rumus gelombang kejut besar adalah negatif. Hal ini ditunjukkan pula pada gambar 5 bahwa garis yang menghubungkan titik B dan A adalah kearah kanan bawah (turun) kondisi ini disebut gelombang kejut mundur bentukan (backward moving shock wave).
Gambar 6 Gelombang Kejut Maju Pemulihan Model Greenshield
Gambar 6 menunjukkan dimana volume A lebih besar dari volume B dan kepadatan A lebih besar dari kepadatan B maka nilai gelombang kejut ini adalah positif. Kemiringan gelombang kejut naik ke kanan atas adalah menunjukan nilai gelombang kejut bernilai positif yang bergerak searah gerakan lalu lintas. Gelombang kejut yang mengarah sesuai
gerakan lalu lintas ini disebut gelombang kejut maju pemulihan (forward moving shock wave ).
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Dari seluruh proses pengamatan, perhitungan dan analisis pada arus lalu lintas yang terjadi pada kondisi penyempitan jalan pada Jalan Jamin Ginting Km 14,5 dari Medan menuju ke Pancur Batu ini dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Terdapat perbedaan kecepatan perjalanan yang cukup mendasar pada ketiga kondisi jalan tersebut, yang disebabkan perbedaan karakteristik geometrik jalan, seperti dari kondisi jalan 2 lajur menjadi 1 lajur, pada kondisi jalan normal kecepatannya lebih besar dibandingkan dengan kondisi jalan menyempit dan pertemuan jalan normal dan menyempit.
2. Nilai volume dan kepadatan maksimum pada setiap penggal jalan dan setiap model : - Volume maksimum
a. Kondisi Jalan Normal :
1) Model Greenshield Vm = 2665,13 2) Model Greenberg Vm = 6593,97 3) Model Underwood Vm = 3115,70 4) Model Bell Vm = 2680,10 b. Kondisi Jalan Menyempit :
1) Model Greenshield Vm = 2527,80 2) Model Greenberg Vm = 44304,82 3) Model Underwood Vm = 3184,04 4) Model Bell Vm = 2066,66 - Kepadatan Maksimum
a. Kondisi Jalan Normal :
1) Model Greenshield Dm = 233,92 2) Model Greenberg Dm = 1284,35 3) Model Underwood Dm = 346,52 4) Model Bell Dm = 209,85 b. Kondisi Jalan Menyempit :
1) Model Greenshield Dm = 478,20 2) Model Greenberg Dm = 43445,79 3) Model Underwood Dm = 404,35 4) Model Bell Dm = 171,82
3. Nilai dari gelombang kejut akibat terjadinya penyempitan jalan pada lokasi studi adalah:Model Greenshield terdapat empat periode saat demand melebihi kapasitas,yaitu: jam 13.00-13.15( ), 13.15-13.30( ), 13.30-13.45( ), 13.45-14.00( ),dan pada model Bell terdapat tujuh periode saat demand melebihi kapasitas, yaitu: 09.00-09.15( ),
09.30-09.45( 10.45-11.00( ), 13.00-13.15( ),
13.15-13.30( ), 13.30-13.45( ), 13.45-14.00( ).
4. Pengujian statistik kedua model yaitu Model Greenshield dengan nilai F,t,R2 masing-masing adalah 3878,96;138,28;0,9463 dan model bell adalah 404,08;585,08;94602.
panjang antrian 1,2 km sedangkan model Bell diperoleh panjang antrian 6,9 km sementara hasil pengamatan dilapangan diperoleh panjang antrian maksimum : 900 m atau 0,9 km. Sehingga model yang sesuai dengan kondisi lapangan sebenarnya adalah model Greenshield.
Saran
1. Perlu dilakukan studi lebih lanjut terutama mengenai penentuan model yang paling cocok pada lokasi yang diamati sehingga diperoleh hubungan korelasi antara kecepatan-kerapatan yang lebih baik.
2. Perlu dilakukan studi terhadap pengaruh ada atau tidaknya pembatas jalan yang permanen (median) terhadap karakteritik lalu lintas yang terjadi pada kondisi jalan menyempit.
3. Perlu dilakukan studi tentang pengaruh ada atau tidaknya perilaku pengemudi dan kendaraan terhadap karakteristik lalu lintas khususnya pada kecepatan.
DAFTAR PUSTAKA
Adisasmita S. A. 2010. Pengaruh Penyempitan Jalan Terhadap Karakteristik Lalu Lintas Jalan. Universitas Hasanuddin. Makasar.
Amal A. S. 2011. Evaluasi Kinerja Jalan Tol Akibat Hambatan dengan Metode Shock Wave. Universitas Malang. Malang
Anonim. Manual Kapasitas Jalan Indonesia, Direktorat Bina Marga, Bina Jalan Kota, Jakarta.
Direktur Jenderal Bina Marga. 1990. Panduan Survei dan Perhitungan Waktu Perjalanan Lalu lintas, Jakarta.
Indrajaya, Y. Riyanto, B. dan Widodo, D. 2003. Pengaruh Penyempitan Jalan Terhadap Karakteristik Lalu Lintas. Jurnal Universitas Diponegoro. Semarang.
May, A.D. 1990. Traffic Flow Fundamentals, Prentice-Hall International Inc, New Jersey, USA.
Rudjanakanoknad, J. 2009. Analysis of effecting street bottleneck capacity through oblique cummulative plots. Proceeding of the Eastern Asia Society for Transportation Study,Vol 7.
Suteja, I. Wayan. 1998.Studi Hubungan Kecepatan, Volume dan Kerapatan Lalu Lintas Dengan Pendekatan Empat Model. ITB. Bandung.
Tamin, Ofyar Z. 2008. Perencanaan, Pemodelan, dan Rekayasa Transportasi. Bandung : Penerbit ITB.
TRB. 2000. Highway Capacity Manual 2000, Transportation Research Board, National Research Council, Washington D.C., 2000.
