APLIKASI SHOCK WAVE ANALYSIS DAN QUEUEING ANALYSIS UNTUK MENGHITUNG PANJANG ANTRIAN PADA PERLINTASAN SEBIDANG

(1)

APLIKASI SHOCK WAVE ANALYSIS DAN QUEUEING ANALYSIS UNTUK MENGHITUNG PANJANG ANTRIAN PADA

PERLINTASAN SEBIDANG

TUGAS AKHIR

Diajukan untuk Melengkapi Tugas-tugas dan Memenuhi Syarat untuk MenempuhUjian Sarjana Teknik Sipil

Disusun Oleh

RIKKI H MALAU 06 0404 081

BIDANG STUDI TRANSPORTASI DEPARTEMEN TEKNIK SIPIL

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

2013

(2)

ABSTRAK

Peningkatan jumlah penduduk menyebabkan terjadinya peningkatan mobilitas penduduk dalam rangka memenuhi kebutuhan hidup yang beraneka ragam.Tingginya mobilitas masyarakat baik itu di dalam kota maupun dari dan keluar kota yang tidak diimbangi dengan peningkatan prasarana transportasi yang memadai, sering menimbulkan kepadatan lalu lintas. Sedangkan pada persimpangan sebidang jalan dan jalan rel, selain terjadinya peningkatan tundaan, juga terjadi peningkatan kecelakaan dengan tingkat yang lebih serius, terutama pada persimpangan yang tidak memiliki pintu perlintasan atau sistem pengaturan pintu perlintasan yang kurang baik.Sehingga dengan memperhatikan pergerakannya, kereta api mendapat prioritas pada persimpangan sebidang.

Antrian yang terjadi pada perlintasan kereta terjadi karena adanya perbedaan kerapatan, perubahan kondisi geometrik ruas jalan yang disebabkan oleh adanya rumble stripsdan adanya ketidakrataan permukaan jalan. Perubahan kerapatan ini dihitung dengan menggunakan dua metode, yaitu dengan metode shock wave (gelombang kejut) dan queueing analysis.

Metode penelitian dilakukan dengan mengumpulkan serta menganalisa data primer dan data sekunder.Dari hasil analisa tersebut diperoleh model hubungan matematis antara volume, kecepatan dan kerapatan.Dari tiga model yang dianalisa, didapat bahwa model Greenshield adalah model terbaik dengan melihat nilai koefisien determinasi (R²) yang terbesar. Model matematis yang diperoleh untuk hubungan antara kecepatan-kerapatan adalah S = 42.41-0.26D, hubungan volume- kerapatan adalah V=42.41D-0.26D², dan hubungan volume-kecepatan adalah V=163.15 S – 3.85 S²

Analisis antrian dengan shock wave analysis menghasilkan nilai panjang antrian terbesar 468.75 meter yang terjadi pada waktu kereta melintas pukul 17.12.Sedangkan analisis antrian dengan queueing analysis menghasilkanpanjang antrian terbesar 64.04 meter yang terjadi pada waktu kereta melintas pukul 16.40.

Kata kunci: Tundaan, antrian, shockwave, queueing analysis.

(3)

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur yang kepada Tuhan Yang Maha Pengasih, yang senantiasa memberikan berkat dan kasih-Nya,sehingga penulis dapatmenyelesaikan penulisan tugas akhir ini dengan baik.Tugas akhir ini disusun untuk melengkapi tugas-tugas dan memenuhi syarat untuk menempuh ujian sarjana Teknik Sipil Universitas Sumatera Utara.Adapun judul tugas akhir ini adalah “Aplikasi Shock Wave Analysis dan Queueing Analysis untuk Menghitung Panjang Antrian pada Perlintasan Sebidang”.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa selama penyusunan Tugas Akhir ini tidak terlepas dari dukungan berbagai pihak. Untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis menyampaikan rasa hormat dan terimakasih serta penghargaan yang sebesar–besarnya kepada :

1. Bapak Medis S. Surbakti ST, MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah meluangkan waktu, mengarahkan dan memberikan saran dalam penyusunan Tugas Akhir ini hingga selesai.

2. Bapak Prof. Dr. Ing. Johannes Tarigan sebagai ketua Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

3. Bapak Ir. Syahrizal, MT sebagai seketaris Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

4. Bapak Ir. Zulkanain A.Muis,M.Eng.Sc, sebagai koordinator bidang studi transportasi Departemen Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara Medan.

(4)

5. Bapak Ir.Indra Jaya Pandia,MT dan Bapak Yusandy Aswad ST, MTsebagai dosen pembanding yang telah memberikan masukan dan waktu dalam penyelesaian Tugas Akhir ini.

6. Bapak dan Ibu staf pengajar Jurusan Teknik Sipil Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.

7. Untuk kedua orang tua tercinta, ayahanda H. Malau dan ibunda tercinta Mbr Silalahi yang senantiasa mencurahkan segenap kasih sayang dan dukungan baik dari segi moriil dan materiil, serta seluruh keluarga besar.

8. Untuk teman – teman seperjuangan angkatan 2006 dan untuk semua abang dan kakak stambuk 03, 04, 05, dan adek stambuk 09 yang tidak bisa disebutkan namanya satu persatu, terima kasih atas segala doa dan dukungannya.

Penulis menyadari bahwa penulisan tugas akhir ini masih terdapat kekurangan, baik penulisan maupun pembahasan oleh karena keterbatasan pengetahuan, pengalaman serta referensi yang penulis miliki.Untuk itu penulis mengharapkan saran-saran dan kritik demi perbaikan pada masa – masa mendatang.

Akhirnya semoga Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Medan, Mei 2013

(Rikki H Malau) 06 0404 081

(5)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ...

KATAPENGANTAR ...

DAFTAR ISI ...

DAFTAR TABEL ...

DAFTAR GAMBAR ...

BAB I PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang ...

I.2. Tujuan Penelitian ...

I.3. Pembatasan Masalah ...

I.4. Metodologi Penelitian ...

I.5. Sistematika Penulisan ...

I.6. Peta Lokasi Penelitian ...

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Perlintasan Sebidang Jalan dengan Jalan Rel ...

II.2. Ekivalen Mobil Penumpang ...

II.3. Karakteristik Arus Lalu Lintas ...

II.3.1.Arus dan Volume ...

II.3.2. Kecepatan ...

(6)

II.3.3. Kepadatan (Density) ...

II.4. Hubungan Kecepatan, Arus dan Kepadatan ...

II.4.1. Greenshield ...

II.4.2. Greenberg ...

II.4.3. Underwood ...

II.5. Kapasitas ...

II.6. Tundaan dan Antrian ...

II.7. Shock Wave (Gelombang Kejut) ...

II.7.1. Gelombang Kejut pada Perlintasan Sebidang ...

II.7.2. Nilai Gelombang Kejut ...

II.8. Queueing Analysis (Analisis Antrian) ...

II.9. Penelitian Terdahulu ...

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

III.1. Garis Besar Metodologi Penelitian ...

III.2. Pengumpulan Data Pengamatan ...

III.3. Lokasi Penelitian ...

III.4. Pengambilan Data ...

III.4.1. Alat yang Digunakan ...

III.4.2. Data Arus Lalu Lintas ...

III.4.3. Data Kecepatan Kendaraan ...

III.4.4. Data Durasi Penutupan Pintu Perlintasan ...

III.5. Reduksi Data ...

III.6. Analisa Data ...

(7)

BAB IV PENYAJIAN DAN ANALISIS DATA

IV.1. Data Geometrik ...

IV.2. Data Arus Lalu Lintas ...

IV.3. Data Kecepatan Rata-rata Ruang ...

IV.4. Perhitungan Kepadatan ...

IV.5. Data Waktu dan Lama Penutupan Pintu Perlintasan ...

IV.6. Hubungan Antara Volume, Kecepatan dan Kepadatan ...

IV.6.1. Metode Greenshield ...

IV.6.2. Metode Greenberg ...

IV.6.3. Metode Underwood ...

IV.7. Penentuan Model Terpilih ...

IV.8. Kapasitas Ruas Jalan ...

IV.9. Perhitungan Antrian dengan Metode Gelombang Kejut ...

IV.10. Perhitungan Antrian dengan Queueing Analysis ...

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

V.1. Kesimpulan ...

V.2. Saran ...

DAFTAR PUSTAKA ...

LAMPIRAN

(8)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 EmpUntukJalanPerkotaanTerbagidanSatuarah

Tabel 2.2 PanjangPenggalJalanuntukSurvei Kecepatan Setempat ...

Tabel 2.3 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Greenshields...

Tabel 2.4 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Greenberg...

Tabel 2.5 Rangkuman Persamaan yang Dihasilkan Model Underwood...

Tabel 2.6 Kapasitas Dasar (Co) ...

Tabel 2.7 Faktor Penyesuaian Kapasitas untuk Lebar Jalur Lalulintas (FC_W) ...

Tabel 2.8 Faktor Penyesuaian Kapasitasuntuk Ukuran Kota(FCCS) ...

Tabel 2.9 Faktor Penyesuaian Kapasitasuntuk Hambatan Sampingdan Jarak

Kereb Penghalang (FC_SF) ...

Tabel3.1Rekomendasi Panjang Jalan Untuk Studi Kecepatansetempat ...

Tabel 3.2JadwalKeretaApi yang Melintas ...

Tabel4.1 KondisiGeometrik ...

Tabel4.2 Data Volume LaluLintasHasil Survey Lapangan ...

(9)

Table 4.3PerhitunganKecepatan Rata-rata Ruang ...

Table 4.4HasilPerhitunganKerapatanLaluLintas ...

Table 4.5 Data Waktu Lama Penutupan Pintu Perlintasan KeretaApi...

Table 4.6Variabeldan Konstanta Regresi Linier untuk Tiap Model ...

Table 4.7HasilPerhitunganRegresi Linier HasilPengamatan ...

Table 4.8Resume PerhitunganRegresi Linier ...

Table 4.9PersamaanHubungan AntaraKecepatan (S), Volume (V) dan

Kerapatan(D)

Table 4.10HasilRegresi Linier UntukMasing-masing Model ...

Table 4.11Perhitungan Panjang Antriandengan Menggunakan Analisis

Gelombang Kejut (Shock Wave) ...

Table 4.12Perhitunganpanjangantriandengan Menggunakan Analisis

Antrian (Queueing Analysis) ...

(10)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1.Peta LokasiPenelitian ...

Gambar 2.1. Hubungan AntaraKecepatan, Volume danKerapatan ...

Gambar 2.2.Gelombang Kejut pada Perlintasan Kereta Api ...

Gambar 2.3.Nilaigelombangkejutpadaperlintasansebidangketika

pintuperlintasanditutup ...

Gambar 2.4.Diagram Antrian ...

Gambar 3.1.Diagram MetodologiPenelitian ...

Gambar 3.2.Sketsa survey kecepatansetempat ...

Gambar4.1. PenampangMelintangJalan ...

(11)

BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Peningkatan jumlah penduduk menyebabkan terjadinya peningkatan mobilitas penduduk dalam rangka memenuhi kebutuhan hidup yang beraneka ragam.Tingginya mobilitas masyarakat baik itu di dalam kota maupun dari dan keluar kota yang tidak diimbangi dengan peningkatan prasarana transportasi yang memadai, sering menimbulkan kepadatan lalu lintas. Pada persimpangan sebidang jalan dan jalan rel, selain tundaan juga dapat terjadi peningkatan kecelakaan dengan tingkat yang lebih serius, terutama pada persimpangan yang tidak memiliki pintu perlintasan atau sistem pengaturan pintu perlintasan yang kurang baik. Sehingga dengan memperhatikan pergerakannya, kereta api mendapat prioritas pada persimpangan yang diatur pada Peraturan Pemerintah Nomor 43 Tahun 1993 tentang Prasarana dan Lalu Lintas pasal 64, yang menetapkan bahwa pada persimpangan sebidang jalan dan rel, pengemudi harus mendahulukan kereta api.

Akibat adanya perlintasan sebidang ini, tidak hanya menimbulkan tundaan saat pintu perlintasan ditutup tetapi juga tundaan pada saat pintu dibuka.Tundaan ini terjadi karena perbedaan kerapatan pada daerah upstreams dan downstreamsdari ruas jalan dimana perlintasan berada. Perubahan kondisi geometrik ruas jalan yang disebabkan oleh adanya rumble strips dan ketidakrataan permukaan jalan karena adanya alur rel menyebabkan tundaan saat pintu perlintasan terbuka. Tundaan bukan saja menyebabkan bertambahnya waktu perjalanan, tetapi juga berakibat bagi bertambahnya biaya operasi kendaraan, kerugian waktu, juga menyebabkan polusi

(12)

bagi lingkungan dari emisi gas buang kendaraan.Saat perlintasan ditutup, maka untuk periode tertentu arus yang masuk tidak bisa dilayani sehingga menimbulkan antrian.Antrian juga terjadi apabila arus yang masuk pada downstreams lebih besar dari kapasitasnya (Setianingsih, 2007).

Oleh karena itu pada kenyataannya tingkat efisiensi jaringan jalan sangat ditentukan oleh kinerja simpang, di mana pada persimpangan terjadi konflik yang dapat berakibat kecelakaan, kemacetan, antrian kendaraan, penurunan kecepatan dan lain-lain. Sama hal nya pada persimpangan jalan dengan rel kereta api dimana dengan tinggi nya frekuensi kereta api yang melintas ditambah besar nya volume kendaraan yang akan melewati perlintasan, maka akan menimbulkan tundaan dan antrian yang tinggi. Hal ini lah yang akan memicu munculnya masalah transportasi lainnya.

Fenomena shock wave (gelombang kejut) didefinisikan sebagai batas perubahan kecepatan dalam ruang dan waktu yang mengakibatkan perubahan volume dan kerapatan kendaraan pada lengan persimpangan, baik pada saat lampu lintas menyala merah maupun pada saat berubah menjadi hijau kembali. Pendekatan teori gelombang kejut dipakai dalam meninjau waktu siklus dengan antrian yang ada (Kasan, 1999).

Sama halnya dengan studi kasus yang akan dibahas berikut, dimana gejala shock wave akan dipakai untuk menentukan panjang antrian dan lamanya tundaan pada persimpangan jalan dengan rel kereta api, yang kemudian akan dibandingkan dengan teori queueing analysis (analisis antrian) sehingga didapatkan teori mana yang lebih akurat yang dapat menggambarkan kondisi sebenarnya di lapangan.

(13)

I.2. Tujuan Penelitian

Penelitian ini mempunyai beberapa tujuan, yaitu :

1. Menganalisa karakteristik arus lalu lintas yang terdapat pada ruas jalan asrama akibat adanya perlintasan sebidang antara kereta api dengan jalan raya

2. Mengaplikasikan metode shock wave dan queueing analisis dalam penghitungan panjang antrian pada perlintasan sebidang

I.3. Pembatasan Masalah

Untuk menyederhanakan permasalahan yang muncul selama penelitain maka dibuat batasan lingkup pembahasan sebagai berikut :

1. Lokasi penelitian adalah pada perlintasan kereta api yang ada di ruas jalan Asrama km 06 + 410

2. Pengambilan data dilakukan selama 1 hari pada jam 07.00-18.00 dengan interval waktu 15 menit.

3. Parameter yang digunakan adalah durasi penutupan, tundaan, panjang antrian dan data arus lalu lintas.

4. Arus kendaraan dikonversiakan dalam satuan mobil penumpang berdasarkan Manual Kapasitas Jalan Indonesia.

5. Kecepatan kendaraan didasarkan pada kecepatan rata-rata ruang.

6. Pengaruh dari geometrik jalan, jenis dan kekasaran permukaan jalan, cuaca dan sebagainya tidak diperhitungkan.

7. Analisis hubungan antara arus, kecepatan dan kerapatan lalu lintas dengan menggunakan model pendekatan yaitu greenshields, Greenberg dan underwood.

(14)

8. Penentuan nilai antrian dan tundaan dengan shock wave analysis dan queueing analysis didasarkan pada penentuan model pendekatan terpilih.

I.4. Metodologi Penelitian

Metodologi penelitian yang digunakan dalam studi ini dibagi menjadi dua bagian yaitu pengumpulan data dan analisa.

a. Metode Pengumpulan Data

Data yang dikumpulkan pada penelitian ini meliputi data primer dan data sekunder.Data primer diperoleh melalui pengamatan secara langsung di lokasi survey, sedangkan data sekunder diperoleh dari instansi terkait.

1. Data Primer

Data primer yang diperlukan untuk penelitian ini antara lain :

 Volume kendaraan (V)

Besarnya volume kendaraan diperoleh dengan mencatat jumlah kendaraan yang melewati suatu titik pengamatan tertentu di lokasi penelitian dengan menggunakan alat penghitung manual ( hand counter ). Jenis kendaraan yang dihitung dibedakan menjadi tiga bagian yaitu kendaraan ringan, kendaraan berat dan sepeda motor, selanjutnya data ini dikonversikan ke dalam satuan mobil penumpang.

 Kecepatan Setempat

Kecepatan setempat kendaraan diukur dengan mencatat waktu tempuh kendaraan untuk melalui suatu jarak tertentu yang telah ditetapkan.

 Lama dan waktu penutupan perlintasan

 Data geometrik jalan

(15)

 Waktu pengumpulan data, yaitu dilakukan selama 1 hari mulai pukul 07.00-

18.00 wib 2. Data Sekunder

Data sekunder yang diperlukan antara lain :

 Jadwal kedatangan dan nama kereta api yang melewati perlintasan selama jam penelitian

 Data peta lokasi dan ruas jalan

 Literatur yang berhubungan dengan penelitian.

b. Metode Analisis

Pada penelitian ini dilakukan beberapa metode analisis sebagai berikut

1. Untuk kecepatan rata-rata ruang di lokasi pengamatan dianalisis berdasarkan MKJI 1997

2. Untuk analisis hubungan volume, kecepatan dan kerapatan adalah dengan metode greenshield, Greenberg dan underwood.

3. Untuk analisis panjang antrian dan tundaan adalah dengan metode shock wave dan queueing analysis.

I.5. Sistematika Penulisan

Dalam skripsi ini dilakukan penulisan yang sistematik terangkum dalam beberapa bab sebagai berikut :

1. Bab 1 Pendahuluan

Pada bab ini menjelaskan tentang latar belakang, tujuan penelitian, pembatasan masalah, metodologi penelitian dan sistematika penulisan.

(16)

2. Bab 2 Tinjauan Pustaka

Pada bab ini menjelaskan mengenai gambaran secara umum tentang persimpangan, perlintasan sebidang, karakteristik lalu lintas, ekivalensi mobil penumpang, kapasitas, model hubungan karakteristik lalu lintas, shock wave analysis dan queueing analysis.

3. Bab 3 Metodologi Penelitian

Pada bab ini menjelaskan tentang pendekatan studi, pengumpulan data pengamatan, variable-variabel yang diukur, pemilihan lokasi, studi pendahuluan, pengambilan data lapangan.

4. Bab 4 Penyajian Data dan Analisis Data

Pada bab ini menjelaskan penyajian data yang diperoleh dari survei di lapangan yang terdiri dari data geometri jalan, arus lalu lintas,volume, kecepatan dan data lama waktu penutupan pintu perlintasan. Selanjutnya data-data yang diperoleh tersebut akan dianalisis berdasarkan metode- metode yang telah dipilih sebelumnya.

5. Bab 5 Kesimpulan dan Saran

Bab ini berisi tentang kesimpulan dan saran berdasarkan analisa data yang telah diolah sesuai dengan penyajian data yang telah dikelompokkan.

(17)

I.6. Peta lokasi penelitan

Gambar 1.1. Peta Lokasi Penelitian

LOKASI PENELITIAN

(18)

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1. Perlintasan Sebidang Jalan dengan Jalan Rel

Suatu simpang biasanya terbentuk dari pertemuan antara dua ruas jalan yang berbeda.Pertemuan antara dua jenis prasarana transportasi seperti jalan dengan jalan rel merupakan bentuk pertemuan yang menimbulkan masalah sehingga diperlukan peranan sistem kontrol pada pertemuan jalur prasarana transportasi tersebut sehingga dapat mengurangi masalah transportasi seperti panjang antrian dan tundaan.Pertemuan dua jenis jalur prasarana tersebut lah yang dinamakan dengan perlintasan (Amal, 2002).

Menurut Setianingsih (2007) perlintasan sebidang antara jalan dengan rel kereta api merupakan kasus khusus pada suatu ruas jalan raya dengan tanggung jawab untuk pengaturan dan pertimbangan keamanan terbagi pada kepentingan jalan dan jalan rel. Pengemudi kendaraan yang mendekat ke suatu perlintasan harus memiliki pandangan yang tidak terhalang ke jalur masuk yang cukup untuk memungkinkan kontrol terhadap kendaraan. Perlintasan sebidang jalan dengan jalan rel selain ditinjau dari segi keselamatan, juga yang tak kalah pentingnya adalah dampaknya terhadap tundaan kendaraan. Tundaan yang terjadi pada persimpangan sebidang antara jalan dan rel kereta api dipengaruhi oleh faktor-faktor :

a. Pengoperasian kereta yang meliputi kecepatan, panjang kereta, dan frekuensi kereta yang lewat dalam satu hari.

b. Pengoperasian jalan yang meliputi kecepatan kendaraan dan tingkat kepadatan arus.

(19)

c. Kondisi geometrik jalan yang meliputi lebar jalan, jumlah lajur, dan keberadaan pemisah arus, keberadaan rumble strips, dan alur jalan rel.

Permasalahan yang tampak saat ini adalah walaupun sistem kontrol telah dioperasikan dengan benar, tapi bila volume kendaraan pada pendekat lintasan sedemikian besar maka akan menimbulkan tundaan dan panjang antrian yang cukup berarti. Hal ini lah yang mungkin bisa menjadi pemicu terciptanya gangguan transportasi lainnya seperti kecelakaan, naiknya biaya operasi kendaraan dan penurunan kualitas lingkungan.

II.2. Ekivalensi Mobil Penumpang

Untuk mengukur suatu kapasitas jalan diperlukan arus lalu-lintas yang satuannya dinyatakan dalam satuan mobil penumpang (smp). Setiap jenis kendaraan memiliki angka penyetara yang berbeda-beda dengan mobil penumpang yang biasa disebut Ekivalensi Mobil Penumpang (emp). Ekivalensi mobil penumpang menyatakan tingkat gangguan yang ditimbulkan oleh mobil penumpang.

DalamMKJI (1997), defenisi satuan mobil penumpang dan ekivalensi mobil penumpang adalah sebagai berikut:

a. Satuan Mobil Penumpang, yaitu satuan arus lalu lintas, dimana arus dari berbagai tipe kendaraan telah diubah menjadi kendaraan ringan (termasuk mobil penumpang) dengan menggunakan emp.

b. Ekivalensi Mobil penumpang, yaitu faktor konversi berbagai jenis kendaraan dibandingkan dengan mobil penumpang atau kendaraan ringan lainnya sehubungan dengan dampaknya pada perilaku lalulintas (untuk mobil penumpang dan kendaraan ringan lainnya, emp = 1).

(20)

Menurut MKJI (1997), untuk jalan perkotaan, kendaraan pada aruslalulintas dibagi dalam 3 tipe yaitu:

a. Kendaraan ringan (LV) adalah kendaraan bermotor ber as dua dengan empat roda dan dengan jarak as 2,0 – 3,0 m (meliputi : mobil penumpang, oplet, mikro bis, pick-up dan truk kecil sesuai sistim klasifikasi Bina Marga).

b. Kendaraan berat (HV) adalah kendaraan bermotor dengan lebih dari empat roda (meliputi: bis, trus 2as, truk 3as dan truk kombinasi sesuai sistem klasifikasi Bina Marga).

c. Sepeda motor (MC) adalah kendaraan bermotor dengan dua atau tiga roda (meliputi: sepeda motor dan kendaraan roda tiga sesuai sistem klasifikasi Bina Marga).

Untuk tipe kendaraan ringan, faktor emp adalah 1 (satu) sedangkan tipe kendaraan berat serta sepeda motor dapat dilihat pada Tabel 2.1

Tabel 2.1. Emp Untuk Jalan Perkotaan Terbagi dan Satu Arah Tipe jalan:

Jalan Satu Arah dan Terbagi

Arus lalulintas per lajur (kend/jam)

EMP

HV MC

Dua Lajur Satu Arah (2/1) Empat Lajur Terbagi (4/2D)

0 1.3 0.40

≥1050 1.2 0.25

Tiga lajur 1 arah (3/1) Enam lajur dua arah (6/2D)

0 1.3 0.40

≥1100 1.2 0.25

Sumber: MKJI 1997

II.3. Karakteristik Arus Lalu Lintas

Menurut Direktorat Bina Sistem dan Angkutan Kota(1999), karakteristik lalu lintas menjelaskan ciri arus lalu lintas secara kualitatip maupun kuantitatip dalam

(21)

kaitannya dengan kecepatan, besarnya arus dan kepadatanlalu lintas serta hubungannya dengan waktu maupun jenis kendaraan yang menggunakan ruang jalan.

Lalu lintas terbentuk dari pergerakan individu pengendara dan kendaraan yang melakukan interaksi antara yang satu dengan yang lainnya pada suatu ruas jalan dan lingkungannya. Lalu lintas pada suatu ruas jalan karakteristiknya akan bervariasi baik berdasarkan lokasi maupun waktunya. Karakteristik ini lah yang akan dipakai untuk menjadi acuan dalam perecanaan lalu lintas.

Parameter Lalu lintas dapat dibedakan menjadi dua bagian utama yaitu parameter.makroskopik arus lalu lintas secara umum dan parameter mikroskopik yang menunjukkan tentang perilaku kendaraan individu dalam suatu arus lalu lintas yang terkait dengan antara yang satu dengan yang lainnya. Suatu arus lalu lintas secara makroskopik dapat digambarkan tiga parameter utama, yaitu: volume dan arus, kecepatan, dan kepadatan.

II.3.1. Arus dan Volume

Arus dan volume lalu lintas dapat dibedakan menurut definisi berikut. Arus merupakan nilai dalam ekuivalen jam-an dari jumlah kendaraan yang melewati suatu titik atau segmen jalan selama selang waktu tertentu yang lebih kecil dari satu jam.

Sedangkan volume adalah jumlah kendaraan yang melewati suatu titik atau segmen jalan selama selang waktu tertentu yang dapat diekspresikan dalam tahunan, harian, jam-an atau sub jam (Kasan, 1999).

(22)

Menurut Setianingsih (2007) volume dibagi menjadi : 1. Volume harian (daily volumes)

Volume harian ini digunakan sebagai dasar untuk perencanaan jalan. Pengukuran volume harian dibedakan menjadi :

a. Average Annual Daily Traffic (AADT), dalam satuan vehicle per hour (vph) rata-rata yakni volume yang diukur selama 24 jam dalam kurun waktu 365 hari.

b. Average Annual Weekday Traffic (AAWT), dalam satuan vehicle per hour (vph) rata-rata yakni volume yang diukur selama 24 jam pada hari kerja selama satu bulan dalam kurun waktu 365 hari.

c. Average Daily Traffic (ADT), dalam satuan vehicle per hour (vph) rata-rata yakni volume yang diukur selama 24 jam penuh dalam periode waktu tertentu yang lebih kecil dari satu tahun, misal enam bulan, satu musim, seminggu.

d. Average Weekday Traffic (AWT), dalam satuan vehicle per hour (vph) rata- rata yakni volume yang diukur selama 24 jam pada hari kerja selama satu bulan dalam kurun waktu kurang dari satu tahun.

2. Volume jam-an (hourly volumes)

Yakni suatu pengamatan terhadap arus lalu lintas untuk menentukan jam puncak selama periode pagi dan sore yang biasanya terjadi kesibukan akibat orang pergi dan pulang kerja. Dari pengamatan tersebut dapat diketahui arus yang paling besar yang disebut sebagai jam puncak. Arus pada jam puncak ini dipakai sebagai dasar untuk desain jalan raya dan analisis operasi lainnya.

3. Volume per sub jam (subhourly volumes)

Yakni arus yang disurvei dalam periode waktu lebih kecil dari satu jam.

(23)

II.3.2. Kecepatan

Kecepatan didefinisikan sebagai laju dari suatu pergerakan kendaraan dihitung dalam jarak persatuan waktu.Dalam pergerakan arus lalu lintas, tiap kendaraan berjalan pada kecepatan yang berbeda. Dengan demikian, dalam arus lalu lintas tidak dikenal karakteristik kecepatan tinggal akan tetapi lebih dikenal sebagai distribusi dari kecepatan kendaraan tunggal. Dari distribusi kecepatan tersebut, jumlah rata-rata atau nilai tipikal dapat digunakan untuk mengetahui karakteristik lalu lintas (Kasan,1999). Persamaan mendasar untuk menghitung kecepatan adalah : 𝑆 =^d

t………(2.1)

dengan:

S = Kecepatan (km/jam), d = Jarak perjalanan (km) t = Waktu perjalanan (jam).

Variabel-variabel yang mempengaruhi kecepatan dikelompokkan berdasarkan pengendara, kendaraan, jalan, arus lalu lintas dan lingkungan. Kecepatan kendaraan merupakan sesuatu yang sangat penting dalam transportasi karena akan mempengaruhi perekonomian, keamanan, waktu dan pelayanan (Johannes, 2008).

Kecepatan kendaraan merupakan besarnya pergerakan arus lalu lintas atau suatu komponen lalu lintas tertentu yang umumnya dinyatakan dalam km/jam atau mil/jam. Ada 3 macam ukuran kecepatan, yaitu :

1. Kecepatan setempat (spot speed)

Kecepatan setempat adalah kecepatan kendaraan pada suatu saat diukur dari suatu tempat yang ditentukan.

2. Kecepatan bergerak (Running speed)

(24)

Kecepatan bergerak adalah kecepatan kendaraan rata-rata pada suatu jalur pada saat kendaraan bergerak (tanpa penundaan) dan didapat dengan membagi panjang jalur dengan lama waktu kendaraan bergerak menmpuh jalur tersebut.Waktu kendaraan bergerak dapat diperoleh dengan mengurangi waktu perjalanan dengan waktu tunda.

3. Kecepatan perjalanan (journey speed)

kecepatan perjalanan adalah kecepatan efektif kendaraan yang sedang dalam perjalanan antara dua tempat, dan merupakan jarak antara dua tempat dibagi dengan lama waktu bagi kendaraan untuk menyelesaikan perjalanan antara dua tempat tersebut, dengan waktu lama ini mencakup setiap waktu berhenti yang ditimbulkan oleh hambatan (penundaan) lalu lintas.

Pada penelitian ini kecepatan yang ditinjau adalah kecepatan rata-rata ruang atau Space Mean Speed (SMS), karena penggunaan waktu tempuh rata-rata memperhitungkan panjang waktu yang dipergunakan setiap kendaraan di dalam ruang. Jika waktu tempuh t1, t2, t3,…,tn, diamati untuk n kendaraan yang melalui suatu penggal jalan sepanjang L, maka kecepatan tempuh nya adalah :

𝑉

_𝑠

=

^𝐿 _𝑡𝑖

𝑛 𝑛𝑖=1

=

^𝑛𝐿

𝑡_𝑖 𝑛𝑖=1

……….. (2.2)

Dengan Vs = Kecepatan tempuh rata-rata (km/jam, m/dt) L = Panjang penggal jalan (km, m)

ti = Waktu tempuh dari kendaraan ke i untuk melalui penggal jalan yang telah ditentukan

n = Jumlah waktu tempuh yang diamati

(25)

Dalam pengukuran kecepatan setempat dengancara manual, panjang penggal jalan yang dipakai untuk mengukur waktu tempuhnya adalah berdasarkan perkiraan kecepatan rata-rata pada tabel berikut.

Tabel 2.2. Panjang penggal jalan untuk survey kecepatan setempat Perkiraan kecepatan rata-rata

arus lalulintas (km/jam)

Penggal jalan (m)

< 40 25

40 – 65 50

> 65 75

Sumber : Direktorat Jenderal Bina Marga, 1990

II.3.3 Kepadatan (Density)

Kepadatan didefinisikan sebagai jumlah kendaraan yang menempati suatu panjanag jalan atau lajur, secara umum dinyatakan dalam kendaraan per kilometer(kend/km) atau satuan mobil penumpang per kilo meter (smp/km). Jika panjang ruas jalan yang diamati adalah L, dan terdapat N kendaraan, maka kepadatan k dapat dihitung sebagai berikut :

𝑘 =^𝑁

𝐿……….(2.3)

Kepadatan sukar diukur secara langsung (karena diperlukan titik ketinggian tertentu yang dapat mengamati jumlah kendaraan dalam panjang ruas jalan tertentu), sehingga besarnya ditentukan dari dua parameter volume dan kecepatan, yang mempunyai hubungan sebagai berikut :

𝑘 = ^{𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒}

𝐾𝑒𝑐𝑒𝑝𝑎𝑡𝑎𝑛 𝑅𝑢𝑎𝑛𝑔 𝑅𝑎𝑡𝑎 −𝑟𝑎𝑡𝑎 ……….……(2.4)

(26)

Arus (smp/jam)

Vmax

Kecepatan (km/jam)

S_r S_O

0 D_O DJ Kerapatan

(smp/km)

0 Arus

(smp/jam) Vmax

Kecepatan (km/jam) Kerapatan

(smp/km)

D_O DJ

B S₀ = V_max / D_O

0

S_r S_O S_O

A

B

Kepadatan juga merupakan ukuran yang penting untuk mengetahui kualitas arus lalu lintas, dimana hal tersebut mengukur perkiraan kendaraan, faktor-faktor yang mempengaruhi kebebasan manuver dan kenyamanan psikologis dari pengendara.

II.4.Hubungan kecepatan, arus dan kepadatan

Kecepatan, arus dan kepadatan dari aliran lalulintas dihubungkan dengan persamaan dasar sebagai berikut :

Arus = Kecepatan x Kepadatan……….………(2.5)

Gambar 2.1. Hubungan antara Kecepatan, Volume dan Kerapatan

Hubungan antara ketiga variabel utama yaitu arus (V), kecepatan (S) dan kerapatan dapat dijelaskan pada gambar di atas.Arus di sini adalah nilai dari jumlah kendaraan yang melewati suatu titik atau segmen jalan tertentu selama periode waktu tertentu dalam suatu lajur yang diekspresikan dalam kend/jam/lajur.Sementara kecepatan adalah kecepatan rata-rata ruang yang diekspresikan dalam kend/kilometer/lajur (Kasan, 1999).

(27)

Dari gambar 2.1 di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Pada saat kerapatan mendekati nilai nol, nilai arus lalu lintas juga mendekati nol.

Pada kondisi ini, kecepatan mendekati nilai kecepatan arus bebas (free flow).

2. Apabila kepadatan meningkat dari nilai nol, ,maka arus juga meningkat. Jika kondisi peningkatan ini berlanjut, maka pada suatu kerapatan terrtentu akan tercapai suatu kondisi dimana jika kerapatan masih berubah, maka akan mengakibatkan nilai arus berkurang. Pada kondisi tersebut tercapai nilai arus maksimum (Vmax) dan ini disebut kapasitas. Nilai kerapatan yang mengakibatkan Vmax terjadi disebut nilai kerapatan optimum (Do) dan nilai kecepatan pada saat kondisi ini disebut kecepatan optimum (So).

3. Pertambahan kerapatan terus-menerus pada saat kondisi nilai arus maksimum, mengakibatkan penurunan nilai arus dan akhirnya terjadi kerapatan macet (jam density, Dj). Pada kondisi Dj ini, terjadi pula kecepatan yang mendekati nol, sehingga nilai arus ,endekati nilai nil juga.

Jika hubungan antara dua parameter dari arus, keceaptan atau kerapatan diketahui maka parameter lainnya dapat ditentukan.Untuk penyederhaan seringkali diasumsikan bahwa hubungan antara kecepatan dan kerapatan adalah linear, dengan kecepatan maksimum (Uf) pada kerapatan nol dan kecepatan nol pada saat kerapatan macet (Kj) (Soedirdjo, 2002).

Ada 3 metode yang dipakai untuk menjelaskan hubungan antara kecepatan, arus dan kerapatan, yaitu sebagai berikut :

(28)

II.4.1 Greenshield

Menurut Tamin (2003), Greenshield merumuskan bahwa hubungan matermatis kecepatan-kepadatan diasumsikan linear, yang dinyatakan dengan persamaan :

S = S_ff −^S^ff

D_j . D ..……… (2.6)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume – Kepadatan (V-D) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4), dan dengan memasukkan persamaan (2.7) kepersamaan (2.6), maka bisa diturunkan persamaan (2.8)-(2.9).

S = ^V

D ………(2.7)

V

D = S_ff −^S^ff

D_j . D ………... (2.8)

V = D . S_ff −^S^ff

D_j . D² ……….. (2.9)

Persamaan (2.9) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume – Kepadatan (V-D).kondisi volume maksimum (V_M) bisa didapat pada saat kepadatan D=DM. Nilai D=DM bisa didapat melalui persamaan (2.10)- (2.11).

∂V

∂V = S_ff −^2S^ff

D_j . D_M = 0 ……… (2.10)

D_M = ^D^j

2 ……….. (2.11)

Dengan memasukkan persamaan (2.11) ke persamaan (2.9), maka nilai V_M bisa didapat seperti terlihat dalam persamaan (2.12)-(2.13).

V_M =^D^j^.S^ff

2 −^S^ff

D_j.^D^j

2

4 .………... (2.12)

V_M =^D^j^.S^ff

4 ………. (2.13)

(29)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume – Kecepatan (V-S) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4) dan dengan memasukkan persamaan (2.14) ke persamaan (2.6), maka bisa diturunkan melalui persamaan (2.15)-(2.17).

D =^V

S ……… (2.14)

S = S_ff−^S^ff

Dj .^V

S ………... (2.15)

S_ff D_j .^V

S = S_ff − S ………... (2.16)

V = D_j . S −^D^j

S_ff . S² .……….… (2.17)

Persamaan (2.17) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume – Kecepatan (V-S). Kondisi volume maksimum (VM) bisa didapat pada saat kecepatan S=SM bisa didapat melalui persamaan (2.18)-(2.19).

∂V

∂S = D_j −^{2 .D}^j

S_ff . S_M = 0 ………. (2.18) S_M = ^S^ff

2………..….. (2.19)

Tabel 2.3 Rangkuman persamaan yang dihasilkan model Greenshields

Hubungan

Persamaan yang dihasilkan

Hubungan

Persamaan yang dihasilkan S – D S = S_ff −S_ff

D_j . D V_M V_M = D_j . S_ff 4 V – D V = D . S_ff −S_ff

D_j . D² S_M S_M =S_ff

2 V – S V = D_j . S −D_j

S_ff . S² DM D_M = D_j

2 Sumber : Tamin (2003)

(30)

II.4.2 Greenberg

Menurut Tamin (2003) metode Greenberg mengasumsikan bahwa hubungan matematis antara kecepatan-kepadatan bukan merupakan fungsi linear meainkan fungsi eksponensial. Dinyatakan dengan persamaan :

D = C . e^−b.S ………... (2.20)

dimana : C dan b merupakan konstanta.

Jika persamaan (2.20) dinyatakan dalam bentuk logaritma natural, maka persamaan (2.20) dapat dinyatakan kembali sebagai persamaan (2.21), sehingga hubungan matematis antara Kecepatan-Kepadatan (S-D) selanjutnya dapat dinyatakan dalam persamaan (2.24) yang dinyatakan dalam bentuk logaritma natural.

Ln D = Ln C − b. S ……… (2.21) b. S = Ln C − Ln D ……… (2.22) S = ^{Ln C}

b −^{Ln D}

b ………... (2.23)

S = ¹

b Ln ^C

D ………. (2.24)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume-Kecepatan (V-S) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4), dan dengan memasukkan nilai (S =^V

D) ke persamaan (2.24), maka bisa diturunkan persamaan (2.25)-(2.26).

V D =¹

b Ln ^C

D……… (2.25)

V = ^D

b Ln ^C

D……… (2.26)

Persamaan (2.26) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume-Kepadatan (V-D). Kondisi volume maksimum (V_M) bisa didapat pada saat kepadatan D=DM. Nilai D=DM bisa didapat melalui persamaan (2.27)-(2.28).

(31)

∂V

∂V =¹

b . Ln ^C

D_M+^D^M

b . ⁻¹

D_M = 0 ………... (2.27)

1

b . Ln ^C

DM−¹

b = 0 ……….. (2.28)

Ln C − Ln D_M − 1 = 0 ………... (2.29)

Ln D_M = Ln C − 1 ……….. (2.30)

D_M = e^{Ln C−1} = ^C

e………... (2.31)

Dengan memasukkan persamaan (2.31) ke persamaan (2.26), maka nilai VM

bisa didapat seperti terlihat dalam persamaan (2.34).

V_M = ^C

eb Ln C − Ln C + 1 ………... (2.32) V_M = ^C

be ……….. (2.33)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume-Kecepatan (V-S) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4), dan selanjutnya dengan memasukkan persamaan nilai (D = ^V

S) ke persamaan (2.20), maka bisa diturunkan persamaan (2.34)-(2.35).

V

S = C . e^−bS……… (2.34)

V = S . C . e^−bS ………... (2.35) Persamaan (2.35) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume-Kecepatan (V-S).kondisi volume maksimum (VM) bisa didapat pada saat kecepatan S=S_M. Nilai S=S_M bisa didapat melalui persamaan (2.36)-(2.38).

∂V

∂S = C e^−bS^M − S_MC b e^{−b S}^M = 0 ………... (2.36) C e^−bS^M 1 − S_Mb = 0 ……….. (2.37) S_M = ¹

b ……… (2.38)

(32)

Dengan memasukkan persamaan (2.38) ke persamaan (2.35), maka nilai VM

V_M =¹

b . C . e⁻¹……….. (2.39)

V_M = ^C

b e ………. (2.40)

Sehingga dapat disimpulkan untuk model Greenberg bahwa volume maksimum V_M = ^C

b e dapat dicapai pada kondisi kecepatan S_M =¹

b dan kepadatan D_M = ^C

e .

Dalam tabel 2.4 diperlihatkan rangkuman dari beberapa persamaan yang dihasilkan dari model Greenberg.

Tabel 2.4 Rangkuman persamaan yang dihasilkan model Greenberg

Hubungan

Persamaan yang dihasilkan S – D S = S_M Ln C

D VM V_M = C

b e V – D V = D S_M Ln C

D SM S_M =1

b V – S V = S . C . e

−S

S M DM D_M =C

e Sumber : Tamin (2003)

II.4.3 Underwood

Menurut Tamin (2003) Underwood mengasumsikan bahwa hubungan matematis antara kecepatan-kepadatan bukan merupakan fungsi linear melainkan fungsi lagaritmik, dengan persamaan dasar berikut :

S = S_ff . e

−D

D M ………... (2.41)

(33)

dimana : Sff = kecepatan arus bebas

DM = kepadatan pada kondisi volume maksimum (kapasitas)

Jika persamaan (2.41) dinyatakan dalam bentuk logaritma natural, maka persamaan (2.41) dapat dinyatakan kembali sebagai persamaan (2.42) dalam bentuk hubungan matematis antara Kecepatan-Kepadatan (S-D)

Ln S = Ln S_ff − ^D

D_M ……… (2.42)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume –Kecepatan (V-S) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4) dengan memasukkan nilai 𝑠 = ^𝑣

𝐷 ke persamaan (2.41), bisa diturunkan persamaan (2.43)-(2.44).

V

D = S_ff . e

−D

D M ………... (2.43)

V = D . S_ff . e

−D

D M……….. (2.44)

Persamaan (2.44) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume-Kepadatan (V-D).

V_m =^D^M^.S^ff

e ……… (2.45)

Selanjutnya, hubungan matematis antara Volume-Kecepatan (V-S) dapat diturunkan dengan menggunakan persamaan dasar (2.4), dan selanjutnya dengan memasukkan nilai 𝐷 =^𝑉

𝑆 ke persamaan (2.41), bisa diturunkan persamaan (2.46)- (2.47).

S = S_ff . e

−V

S .D M………. (2.46)

Ln S = Ln S_ff − ^V

S .D_M ………. (2.47)

V

S .DM = Ln S_ff − Ln S ………. (2.48) V = S . D_M . (Ln S_ff − Ln S) ……… (2.49)

(34)

V = S D_M Ln ^S^ff

S ………. (2.50)

Persamaan (2.50) adalah persamaan yang menyatakan hubungan matematis antara Volume-Kecepatan (V-S). Kondisi volume maksimum (VM) bisa didapat pada saat kecepatan S=S_M. Nilai S=S_M bisa didapat melalui persamaan (2.51)-(2.54).

∂V

∂S = D_M Ln S_ff − Ln S_M + D_M . S_M − ¹

S_M = 0 ………. (2.51) D_M Ln S_ff− Ln S_M − D_M = 0 ………. (2.52) Ln S_ff − Ln S_M = 1 ……… (2.53) S_M = e^{Ln S}^ff⁻¹ = ^S^ff

e ………... (2.54)

Dengan memasukkan persamaan (2.54) ke persamaan (2.50), maka nilai M

V_M =^S^ff

e . D_m . Ln S_ff − Ln S_ff + 1 ………. (2.55) V_M =^D^M^.S^ff

e ……… (2.56)

Dalam tabel 2.5 diperlihatkan rangkuman dari beberapa persamaan yang dihasilkan dari model Underwood.

Tabel 2.5 Rangkuman persamaan yang dihasilkan model Underwood

Hubungan

Persamaan yang dihasilkan S – D S = S_ff . e

−D

D M V_M V_M = D_M . S_ff

e V – D V = D . S_ff . e

−D

D M SM S_M =S_ff

e V – S V = S D_M Ln S_ff

S D_M D_M

Sumber: Tamin (2003)

(35)

II.5. Kapasitas

Kapasitas merupakan suatu hal yang menggambarkan persediaan kemampuan jalan dalam mengakomodasi lalu lintas.Kondisi pelayanan jalan dikatakan telah mengalami masalah jika rasio antara volume dengan kapasitas telah melebihi satu, yang berarti bahwa jalan tersebut telah melayani lalu lintas di atas kemampuannya.

Untuk menghitung kapasitas, digunakan persamaan sebagai berikut ini : C = Co x FCW x FCSP x FCSF x FCCS ……….. (2.57) Dimana :

C = kapasitas (smp/jam) C_o = kapasitas dasar (smp/jam)

FCW = faktor penyesuaian lebar jalur lalu lintas

FCSF = faktor penyesuaian hambatan samping dan bahu jalan / kereb FC_CS = faktor penyesuian ukuran kota

FCSP = faktor penyesuaian pemisah arah (hanya untuk jalan tak terbagi), bernilai 1,0 untuk jalan terbagi dan jalan jalan satu arah

Tabel 2.6 Kapasitas Dasar (C_O)

Tipe jalan Kapasitas dasar (smp/jam) Catatan Empat-lajur terbagi atau

jalan satu-arah

1650 Per lajur

Empat-lajur tak-terbagi 1500 Per lajur

Dua lajur tak terbagi 2900 Total dua arah

Sumber : MKJI(1997)

(36)

Tabel 2.7 Faktor penyesuaian kapasitas untuk lebar jalur lalu lintas (FCW) Tipe jalan Lebar jalur lalu lintas efektif (WC) (m) FCW

Empat-lajur terbagi atau Jalan satu arah

Per lajur 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00

0,92 0,96 1,00 1,04 1,08 Empat lajur tak terbagi Per lajur

3,00 3,25 3,50 3,75 4,00

0,91 0,95 1,00 1,05 1,09

Dua-lajur tak-terbagi

Total dua arah 5 6 7 8 9 10 11

0,56 0,87 1,00 1,14 1,25 1,29 1,34 Sumber : MKJI(1997)

(37)

Tabel 2.8 Faktor penyesuaian kapasitas untuk ukuran kota(FCCS)

Ukuran kota (juta penduduk) Faktor penyesuaian untuk ukuran kota

< 0,1 0,1-0,5 0,5-1,0 1,0-3,0

> 3,0

0,86 0,90 0,94 1,00 1,04 Sumber : MKJI(1997)

Tabel 2.9 Faktor penyesuaian kapasitas untuk hambatan samping dan jarak kereb penghalang (FCSF)

Tipe jalan Kelas hambatan

samping

Faktor penyesuaian untuk hambatan samping dan jarak kereb-penghalang FC_SF

Jarak : kereb penghalang W_K

< 0,5 1,0 1,5 > 2,0

4/2 D VL

L M

H VH

0,95 0,94 0,91 0,86 0,81

0,97 0,96 0,93 0,89 0,85

0,99 0,98 0,95 0,92 0,88

1,01 1,00 0,98 0,95 0,92

4/2 UD VL

L M

H

0,95 0,93 0,90 0,84

0,97 0,95 0,92 0,87

0,99 0,97 0,95 0,90

1,01 1,00 0,97 0,93

(38)

VH 0,77 0,81 0,85 0,90 2/2 UD

Atau jalan satu arah

VL L M

H VH

0,93 0,90 0,86 0,78 0,68

0,95 0,92 0,88 0,81 0,72

0,97 0,95 0,91 0,84 0,77

0,99 0,97 0,94 0,88 0,82 Sumber : MKJI (1997)

II.6. Tundaandan Antrian

Tundaan merupakan waktu yang hilang akibat dipengaruhi oleh suatu unsur yang tidak dapat dikendalikan oleh pengendara baik di dalam arus lalu lintas itu sendiri maupun dari arus lalu lintas lain ( Pignataro dalam Johannes, 2008). Terdapat dua jenis tundaan yang dapat terjadi didalam arus lalulintas, yaitu:

a. Tundaan tetap

Tundaan tetap merupakan tundaan yang disebabkan oleh alat-alat pengendali lalulintas.Tundaan ini seringkali terjadi dipersimpangan-persimpangan jalan.

Terdapat berbagai faktor yang mempengaruhi terjadinya tundaan di persimpangan, yaitu:

 Faktor-faktor fisik, yang meliputi jumlah jalur, lebar jalan, pengendali akses menuju jalan tersebut, dan tempat-tempat transit.

 Pengendali lalulintas, yang meliputi jenis dan pengaturan waktu dari lampu lalulintas, tanda berhenti, pengendali belokan, dan pengendali parkir.

b. Tundaan Operasional

(39)

Tundaan operasional merupakan tundaan yang disebabkan oleh gangguan antara unsur-unsur didalam arus lalulintas atau tundaan yang disebabkan oleh adanya pengaruh dari lalulintas lain. Misalnya : kendaraan yang masuk keluar dari tempat parkir, pejalan kaki atau kendaraan yang berhenti. Namun tundaan operasional dapat juga disebabkan oleh gangguan didalam arus lalulintas itu sendiri.Misalnya kemacetan akibat volume kendaraan yang lebih besar dibandingkan kapasitas jalan yang ada.

Dalam MKJI (1997) tundaan disebut sebagai waktu tambahan yang diperlukan untuk melewati suatu simpang dibandingkan terhadap situasi tanpa simpang.

𝑊 = 𝑊₀+ 𝑇………(2.58)

W = waktu tempuh total

Wo = waktu termpuh pada kondisi arus bebas (waktu minimum yang diperlukan untuk menempuh suatu ruas jalan tertentu).

Menurut setianingsih (2007) tundaan pada perlintasan kereta api didefinisikan sebagai tambahan waktu perjalanan saat melalui pertemuan sebidang jalan dan jalan rel. komponen tundaan terdiri dari perlambatan kendaraan dan percepatan kembali saat kecepatan semula yang terjadi akibat penutupan pintu perlintasan saat kereta lewat dan saat pintu perlintasan dibuka.

𝑇_{𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙} = 𝑇_𝐿1+ 𝑇_𝐿2+ 𝑇_𝐿3……….(2.59) Dan waktu tempuh total menjadi :

𝑊 = 𝑊₀+ 𝑇_𝐿1 + 𝑇_𝐿2+ 𝑇_𝐿3………(2.60) Ttotal = nilai tundaan total

(40)

TL1 = tundaan kendaraan dimana pengemudi berjalan dengan kecepatan yang diinginkan

T_L2 = tundaan kendaraan akibat penurunan kecepatan TL3 = tundaan kendaraan akibat penutupan pintu perlintasan T = Tundaan

Antrian terbentuk ketika permintaan melebihi kapasitas untuk suatu periode waktu atau pada suatu waktu tertentu antar kedatangan yang lebih rendah dibandingkan dengan waktu pelayanan di suatu lokasi tertentu (setianingsih, 2007).Antrian dapat dibedakan atas antrian bergerak dan antrian berhenti.Contoh dari antrian adalah pada persimpangan, bottleneck pada jalan bebas hambatan, lokasi kecelakaan dan lokasi penggabungan arus.

Ada dua teknik analisis yang bisa dipakai dalam mempelajari proses antrian, yaitu shock wave analysis dan queueing analysis. Definisinya adalah sebagai berikut :

II.7. Shock Wave (Gelombang Kejut)

Shock wave atau gelombang kejut dapat digambarkan sebagai gerakan pada arus lalu lintas akibat adanya perubahan nilai kerapatan dan arus lalu lintas. Apabila arus dan kerapatan relatif tinggi, titik pada saat kendaraan harus mengurangi kecepatannya ditandai dengan nyala sinyal rem, yang ternyata bahwa titik tersebut akan bergerak ke arah datangnya lalu lintas. Gerakan dari titik dimana sinyal rem menyala, relatif terhadap jalan adalah gerakan dari gelombang kejut.

Tipe gelombang kejut dapat diklasifikasikan menjadi 6 tipe, yaitu sebagai berikut :

a. Gelombang Kejut Diam Depan (frontal stationary shock wave)

(41)

Jenis gelombang kejut ini terdapat pada lokasi penyempitan jalur dan menunjukkan bahwa pada lokasi tersebut arus lalu lintas melebihi kapasitas jalan.

Kata “depan” menyatakan bahwa ini adalah bagian terdepan (ujung hilir) dari daerah kemacetan dengan kerapatan lebih rendah ke arah hilir dan lebih tinggi ke arah hulu. Sedangkan kata “diam” berarti bahwa gelombang kejut tersebut tetap lokasinya.Dengan demikian tidak berubah lokasinya oleh berjalannya waktu.

b. Gelombang Kejut Bentukan Mundur (backward forming shock wave)

Gelombang kejut ini terbentuk bila terjadi kemacetan dan menandakan tempat dalam daerah waktu dan ruang dimana kelebihan arus ditampung.Kata

“mundur” berarti dengan berjalannya waktu, gelombang kejut bergerak kea rah belakang atau ke arah hulu yang berlawanan arah dengan lalu lintas.Istilah

“bentukan” menyatakan dengan berjalannya waktu, kemacetan semakin meningkat secara bertahap ke arah hulu. Daerah waktu dan ruang yang sebelah kiri gelombang kejut ini mempunyai kerapatan lebih rendah dan yang ke kanan kerapatannya lebih tinggi.

c. Gelombang Kejut Pemulihan Maju (foreward recovery shock wave)

Gelombang kejut ini terbentuk ketika terjadi kemacetan sedangkan arus lalu lintas berkurang sehingga berada di bawah kapasitas penyempitannya sehingga panjang kemacetan bisa dikurangi. Kata “maju” berarti bahwa seiring berjalannya waktu, gelombang kejut bergerak ke arah depan atau ke arah hilir yang searah dengan arus lalulintas. Kata “pemulihan” berarti bahwa seiring bertambahnya waktu, kondisi arus bebas (free-flow) terjadi secara bertahap pada daerah yang semakin jauh ke arah hilir.Daerah waktu dan ruang yang sebelah kiri

(42)

gelombang kejut ini berkerapatan tinggi dan yang sebelah kanan berkerapatan lebih rendah.

d. Gelombang Kejut Diam Belakang (rear stationary shock wave)

Gelombang kejut ini terjadi ketika kedatangan lalu lintas sama dengan arus yang terjadi pada daerah kemacetan untuk beberapa periode waktu. Kata

“belakang” menyatakan bahwa pada bagian belakang daerah kemacetan mempunyai kerapatan tinggi pada arah hilir dan kerapatan rendah di arah hulu.Kata “diam” berarti bahwa gelombang kejut tidak berubah tempat selama beberapa periode waktu.

e. Gelombang Kejut Mundur Pemulihan (backward recovery shock wave)

Gelombang kejut tipe ini terbentuk ketika terjadi kemacetan dan kemudian terjadi peningkatan kapasitas jalan yang melebihi arus yang terjadi, sehingga kemacetan berangsur-angsur pulih hingga menjauhi dari awal lokasi kemacetan tersebut.Kata “mundur” berarti bahwa seiring berjalannya waktu, gelombang kejut bergerak ke belakang atau arah hulu yakni berlawanan dengan arah lalu lintas.Kata “pemulihan” menyatakan bahwa seiring berjalannya waktu, kondisi arus bebas atau arus yang berkerapatan lebih rendah berkembang menjauh ke arah hulu dari lokasi awal.Daerah kemacetan berada di sebelah kiri dari gelombang kejut dan keadaan arus bebas atau arus berkerapatan lebih rendah berada si sebelah kanannya.

f. Gelombang Kejut Maju Bentukan (foreward forming shock wave)

Gelombang kejut ini jarang terjadi di tempat lain, kecuali di persimpangan berlampu lalu lintas. Pada saat mulainya nyala hijau arus lalu lintas di hilir garis henti persimpangan mulai meningkat, sehingga terbentuk gelombang kejut

(43)

bentukan yang begerak searah dengan arus lalu lintas.Pada daerah waktu dan ruang, ke sebelah kiri gelombang kejut ini memiliki kerapatan yang lebih rendah dan ke kanan mempunyai kerapatan lebih tinggi.

II.7.1. Gelombang Kejut Pada Perlintasan sebidang

Fenomena terjadinya gelombang kejut pada perlintasan sebidang dimulai pada saat pintu perlintasan ditutup dimana antrian mulai terbentuk dan proses pemulihannya setelah pintu perlintasan dibuka, seperti pada gambar berikut ini :

Gambar 2.2.gelombang kejut pada perlintasan kereta api Keterangan untuk gambar di atas adalah sebagai berikut :

1. t1 adalah saat pintu perlintasan ditutup dan gelombang kejut mundur bentukan terjadi. Sedangkan t2 adalah saat pintu dibuka kembali. t3 adalah saat antrian kendaraan berangsur hilang dan gelombang kejut maju bentukan terjadi.

(44)

2. Daerah 1 mewakili arus dari kelompok kendaraan yang membentuk antrian ketika memasuki daerah persimpangan sebidang jalan dan jalan rel saat pintu ditutup dan berangsur-angsur hilangnya pintu saat dibuka.

3. Daerah 2 mewakili kelompok kendaraan yang membentuk antrian ketika memasuki daerah persimpangan sebidang jalan dan jalan rel saat pintu ditutup dan berangsur-angsur hilangnya antrian saat pintu dibuka.

4. Daerah 3 mewakili kondisi arus yang baru pada kondisi setelah kelompok kendaraan melewati daerah persimpangan jalan dan jalan rel.

II.7.2. Nilai Gelombang Kejut

Gambar 2.3. Nilai gelombang kejut pada perlintasan sebidang ketika pintu perlintasan ditutup

Berdasarkan gambar 2.2.dan 2.3. di atas, nilai gelombang kejut saat pintu perlintasan ditutup adalah sebagai berikut :

Kerapatan (smp/km)

B C

D

A

U

C

Ar us (smp/ jam/l a jur)

V

_A

V

_C

ω

_BC

ω

_AB

ω

_AC

ω

_DA

ω

_DC

ω

_DB

D

_C

D

B

D

(45)

1. Pada saat pintu perlintasan ditutup (t1), ada tiga gelombang kejut yang terbentuk, antara lain :

 𝜔_𝐷𝐴 = ^𝑉^𝐴^−𝑉^𝐷

𝐷𝐴−𝐷𝐷 = 𝑆_𝐴………(2.61)

 𝜔_𝐷𝐵 = ^𝑉^𝐵^−𝑉^𝐷

𝐷𝐵−𝐷𝐷 = 0……….(2.62)

 𝜔_𝐴𝐵 = ^𝑉^𝐵^−𝑉^𝐴

𝐷𝐵−𝐷𝐴 = − ^𝑉^𝐴

𝐷𝐵−𝐷𝐴………..(2.63)

2. Arus lalu lintas dengan kondisi A, B dan D akan terjadi terus sampai dengan waktu t, di mana pada saat t2 pintu perlintasan akan terbuka, sehingga arus lalu lintas dengan kondisi baru akan terbentuk. Yaitu arus lalu lintas pada kondisi C di mana arus akan meningkat dari 0 sampai jenuh. Ada 2 gelombang kejut yang terbentuk, yaitu :

 𝜔_𝐷𝐶 = ^𝑉^𝐶^−𝑉^𝐷

𝐷𝐶−𝐷𝐷……….(2.64)

 𝜔_𝐶𝐵 = ^𝑉^𝐵^−𝑉^𝐶

𝐷_𝐵−𝐷_𝐶 = − ^𝑉^𝐶

𝐷_𝐵−𝐷_𝐶………..(2.65)

3. Arus lalu lintas dengan kondisi D,C,B dan A menerus terjadi sampai dengan 𝜔_𝐴𝐵dan 𝜔_𝐶𝐵 mencapai t3. Selang waktu antara t2 sampai t3 dapat dihitung dengan rumus :

𝑡₃− 𝑡₂ = 𝑟. ^𝜔^𝐴𝐵

𝜔𝐶𝐵−𝜔𝐴𝐵 ………..(2.66)

Dengan r adalah lamanya waktu pintu perlintasan ditutp, maka panjang antrian maksimum akan terjadi pada waktu t3, persamaannya adalah :

𝑄_𝑀 = ^𝑟

3600. ^𝜔^𝐶𝐵^.𝜔^𝐴𝐵

𝜔_𝐶𝐵−𝜔_𝐴𝐵 ………(2.67)

(46)

4. Pada kondisi t3, akan terbentuk satu gelombang kejut baru, yaitu :

 𝜔_𝐴𝐶 = ^𝑉^𝐶^−𝑉^𝐴

𝐷𝐶−𝐷𝐴………...(2.68)

5. Selanjutnya untuk waktu penormalan yaitu selang waktu t2 sampai t4 dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut :

𝑡₄− 𝑡₂ = ^𝑟.𝜔^𝐴𝐵

𝜔𝐶𝐵−𝜔_𝐴𝐵 𝜔𝐶𝐵

𝜔_𝐴𝐶 + 1 ……….(2.69)

6. Jumlah kendaraan yang mengalami antrian :

𝑁 = 𝑟 + 𝑡₃₋₂ . 𝑉_𝐴………(2.70) 7. Untuk tundaan yang terjadi persamaannya adalah :

𝑇 = ¹

2. 𝑟. 𝑁………(2.71)

Menurut said (2004) ada 2 alasan dipergunakannya teori gelombang kejut untuk menghitung nilai tundaan pada saat penutupan pintu perlintasan saat kereta lewat, yaitu sebagai berikut :

1. Pendekatan perhitungan dengan memperhatikan tiga aspek penting dalam lalu lintas yaitu kecepatan, arus dan kerapatan kendaraan. Lalu lintas mempunyai karakteristik satu dimensi menerus dan dikembangkan dengan prinsip aliran fluida.

2. Persimpangan sebidang jalan dan jalan rel menyebabkan terbentuknya gelombang kejut pada peton kendaraan ketika melalui perlintasan, karena kendaraan-kendaraan tersebut harus menurunkan kecepatan atau berhenti pada saat kereta lewat. Hal ini menyebabkan terjadinya perbedaan tingkat kerapatan yang merupakan karakteristik gelombang kejut.

(47)

II.8Queueing Analysis (Analisis Antrian)

Deterministic queueing analysis dapat dibedakan menjadi 2 tingkatan atau bagian yang berbeda. Analisis termasuk dalam tingkatan makroskopik apabila kedatangan dan pelayanan dianggap menerus, sedangkan disebut mikroskopik pabila kedatangan dan tingkat pelayanan dianggap acak. Level makroskopic biasanya digunakan ketika rata-rata kedatangan dan pelayanan tinggi dan level mikroskopic sering digunakan ketika rata-rata kedatangan dan pelayanan rendah (May, 1990).

Menurut May (1990) data masukan untuk queueing analysis meliputi 5 unsur berikut ini :

1. Nilai kedatangan rata-rata

Arti dari nilai kedatangan digambarkan dalam rata-rata arus, yaitu kendaraan per jam, atau sebagai waktu antara kendaraan (time headway) dengan satuan detik per kendaraan. Istilah permintaan (demand) atau input biasanya menggantikan istilah kedatangan ( arrival).

2. Distribusi kedatangan

Distribusi kedatangan dapat dikelompokkan sebagai deterministic distribution atau probabilistic distribution.

3. Nilai pelayanan rata-rata

Nilai ini digambarkan dalam nilai rata-rata arus ( kendaraan/jam) atau dalam waktu antara kendaraan (time headway). Istilah kapasitas, keberangkatan (departure) atau output biasanya menggantikan istilah pelayanan (service).

4. Distribusi pelayanan 5. Disiplin antrian