Fakultas Ilmu Komputer
1475
Pemodelan Sistem Pemantauan Posisi Kereta Api Berbasis
RFID
Menggunakan Protokol
Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Anggit Surya Gumilang1, Rakhmadhany Primananda2,Mahendra Data3
1,2,3 Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1135150200111026@mail.ub.ac.id, 2rakhmadhany@ub.ac.id, 3mahendra.data@ub.ac.id
Abstrak
Kereta api telah menjadi salah satu moda transportasi idaman masyarakat dewasa ini. Tingginya peminat moda transportasi ini tentu akan mempengaruhi jumlah dari rangkaian kereta api dan rute yang semakin banyak. Oleh karenanya dibutuhkan sebuah sistem yang dapat memudahkan pemantauan posisi dari rangkaian kereta api ketika sedang beroperasi. Sejatinya PT. Kereta Api Indonesia (Persero) telah memulai menerapkan teknologi terbarukan dalam pemantauan posisi rangkaian kereta api untuk peningkatan kualitas layanan mereka. Dalam pemantauan posisi rangkaian kereta api, sebuah aplikasi pemantauan berbasiskan sinyal GNSS bernama LocoTrack telah mereka gunakan sebelumnya. Namun adanya titik-titik blind spot dan keakuratan posisi yang ditujukan dari pemanfaatan GNSS masih perlu untuk diperbaiki. Penelitian ini akan membahas tentang cara lain untuk pemantauan posisi dari rangkaian kereta api selama perjalanan yang dapat meningkatkan hasil dari aplikasi LocoTrack yang sudah ada. Penelitian ini akan mengajukan penggunaan teknologi radio frequency identification (RFID)
sebagai media penanda suatu posisi dan protokol Message Queue Telemetry Transport (MQTT) sebagai media komunikasi data. Hasil penelitian menunjukkan bahwa penggunaan RFID sebagai penanda posisi dapat dilakukan dan memiliki keakuratan yang sangat baik. Juga penggunaan protokol MQTT sebagai media pengiriman data dapat menunjang pengiriman yang lebih ringan dan cepat.
Kata kunci: kereta api, pemantauan, posisi, mqtt, rfid, LocoTrack
Abstract
Nowadays trains have become one of the most popular public transportation. The high demand of this transportation certainly will affects increasing the number of trains itself and it's routes. Therefore a system that can facilitate the monitoring of the position of the trains during a trip was required. Indeed PT. Kereta Api Indonesia (Persero) has started applying modern technology in monitoring their trains positions to improve the quality of their services. In monitoring the position of the railway circuit, a GNSS-based monitoring software named LocoTrack has been used before. However, blind spot points and positioning accuracy addressed from GNSS utilization still need to be fixed. This research will discuss about other ways to monitor the position of the trains during a trip that can improve the results of an existing LocoTrack app. This research will propose the use of radio frequency identification (RFID) technology as a marker medium of position and Message Queue Telemetry Transport (MQTT) as data communication protocol. The results showed that the use of RFID as position marker can be done and has very good accuracy. Also the use of the MQTT protocol as a data delivery medium can support lighter and faster delivery.
Keywords: trains, monitoring, position, mqtt, rfid, LocoTrack
1. PENDAHULUAN
Salah satu moda transportasi darat di Indonesia adalah kereta api. Kereta api lahir di Indonesia sejak jaman kolonialisme Belanda pada tanggal 17 Juni 1864, ketika itu dimulai pembangunan rute pertama yang menghubungkan Kemijen hingga Tanggung.
Pembangunan itu diprakarsai oleh Naamlooze Venootschap Nederlandsch Indische Spoorweg
Maatschappij (NV. NISM) dengan
rute kereta api yang menghubungan daerah-daerah lainnya. Hingga sekarang ketika pengoperasian kereta api di Indonesia sudah diambil alih PT. Kereta Api Indonesia (Persero) pembangunan rute baru dan penambahan rangkaian kereta api terus dilakukan (PT. Kereta Api Indonesia (Persero), 2017).
Berjalannya waktu, sudah banyak rute dibuka untuk menghubungkan berbagai relasi baik itu jarak pendek, menengah, maupun jauh. Tidak menutup kemungkinan PT. Kereta Api Indonesia (Persero) akan terus menambah rute tersebut dan mengoperasikan lebih banyak rangkaian kereta api. Hal ini disebabkan oleh banyaknya permintaan pasar akan moda transportasi umum yang nyaman, tepat waktu, dan bebas dari kemacetan.
Pengoperasian jumlah kereta api yang semakin banyak tentunya akan membuat proses pemantauan utamanya pemantauan posisi dan pengaturan perjalanan kereta api menjadi lebih kompleks. Pada masa awal PT. Kereta Api Indonesia (Persero) mengoperasikan moda transportasi ini, pemantauan dan pengaturan perjalanan dari tiap kereta api dilakukan masih manual dan sederhana. Penggunaan semboyan, pencatatan perjalanan kereta api, dan pemeriksaan rangkaian dari kereta api yang masih manual tersebut akan semakin tidak efektif untuk diterapkan pada perkembangannya. Kebutuhan waktu yang lama dan kemungkinan kesalahan manusia yang cukup besar menjadi salah satu masalah yang muncul sebagai dampat perkembangan moda transportasi ini.
PT. Kereta Api Indonesia (Persero) sejatinya sudah mulai menerapkan teknologi-teknologi terbarukan untuk memantau posisi dari perjalanan suatu rangkaian kereta api yang merupakan bagian dari aset mereka. Perusahaan ini sadar bahwa perjalanan rangkaian kereta api memiliki banyak ancaman yang dihadapi. Bencana alam, rusaknya sistem pensinyalan, kelalaian petugas dan lain sebagainya dapat saja menyebabkan suatu perjalanan dari kereta api menjadi celaka. Padahal keselamatan dan keamanan perjalanan kereta api sangat berpengaruh pada kepercayaan pengguna jasa ini.
Penggunaan teknologi Global Navigation
Satellite System atau biasa disebut GNSS
merupakan salah satu hal yang digunakan. PT. Kereta Api Indonesia (Persero) dalam merilis aplikasi bernama LocoTrack yang digunakan untuk memantau keberadaan dan informasi-informasi dari perjalanan suatu kereta api (PT.
Kereta Api Indonesia (Persero), 2013). Sistem ini menggunakan data navigasi dari satelit yang memang sudah banyak diimplementasikan pada berbagai keperluan. Aplikasi yang menggunakan bantuan GNSS ini dapat memantau posisi dan kecepatan kereta api secara berkelanjutan dengan selang waktu yang diinginkan (Jose, 2015).
Namun pengunaan GNSS dalam sistem pemantauan kereta api ini dinilai masih memiliki kelemahan. Salah satu kelemahan tersebut adalah apabila kereta api berada pada area yang diampit oleh tebing-tebing bahkan di dalam terowongan. Sinyal GNSS akan sulit untuk mendeteksi keberadaan kereta api pada area tersebut atau yang disebut dengan blind spot. Padahal area tersebut dapat dikatakan sebagai area rawan bagi perjalana kereta api.
Kendala lain yang muncul adalah pada ketepatan posisi atau jalur yang terbaca jika menggunakan GNSS. Aplikasi belum dapat menentukan posisi atau jalur secara tepat apabila dalam suatu tempat lokasi terdapat jalur yang lebih dari satu.
Dengan kendala yang masih dihadapi dari penggunaan GNSS tersebut, peneliti mengajukan suatu penelitian pemantauan perjalanan kereta api yang memanfaatkan teknologi Radio Frequency Indentification atau biasa disebut
RFID sebagai media pembacaan dan penanda posisi. Proses pengiriman data akan memanfaatkan protokol Message Queue
Telemetry Protocol (MQTT) dengan transmisi
secara nirkabel. Pengurangan blind spot dapat dilakukan dengan meletakkan road side unit (RSU) sejajar dengan rel kereta api. Selain itu peneliti meyakini bahwa pemantauan perjalanan kereta api dapat lebih akurat dengan sistem ini.
2. DASAR TEORI
2.1 Kereta Api dan Perkeretaapian
Perkeretaapian merupakan sebuah sistem transportasi yang mencakup banyak hal yang saling berhubungan seperti kereta api, sumber daya manusia, prasarana, sarana, persyaratan, singga prosedur pengoperasiannya. Perkeretaapian menggambarkan secara lebih luas tentang sebuah sistem transportasi masal dibanding hanya sekedar sebuah moda transportasi.
seperti yang telah banyak diketahui, merupakan suatu transportasi darat yang berjalan pada suatu jalur khusus.
Kereta api muncul sebagai salah satu moda transportasi yang diharapkan mampu mendukung sistem transportasi berkelanjutan. Hal ini disebabkan kereta api dipandang unggul setidaknya dalam tiga aspek, yaitu andal menghadapi kemacetan, jumlah polusi udara yang lebih kecil secara keseluruhan, dan mengurangi pemborosan ketersediaan bahan bakar.
2.2 Radio frequency identification (RFID)
RFID merupakan teknologi yang mampu dimanfaatkan sebagai penanda atau identitas. RFID terdiri dari dua komponen utama, yaitu RFID reader dan RFID tag. Pembacaan atau pendeteksian RFID dilakukan melalui induksi gelombang elektromagnet yang dipancarkan oleh RFID reader, kemudian akan dipancarkan kembali oleh RFIDtag.
Dalam RFIDtag terdapat suatu identitas unik berupa ID RFID. RFID tag masih terbagi lagi menjadi dua jenis yaitu aktif atau pasif. Perbedaan keduanya terdapat pada ada atau tidaknya sumber daya, dan juga ukuran. RFID tag aktif terdapat sumber daya untuk cukup untuk dapat memancarkan gelombang elektromagnet dengan jarak yang lebih jauh. Sementara untuk RFID tag pasif tidak terdapat sumber daya sendiri, sehingga hanya mengandalkan induksi elektromagnet dari
reader. Selain itu dalam hal ukuran, RFID tag
aktif umumnya lebih besar jika dibandingkan dengan RFIDtag pasif.
RFIDreader merupakan perangkat yang
bertugas untuk melakukan pembacaan ID dari
RFID tag dengan memancarkan gelombang elektromagnet dan menerima pancaran dari
RFID tag. Untuk dapat bekerja secara baik,
RFID tag dan reader harus bekerja pada frekuensi yang sama.
2.3 Protokol Message Queue Telemetry Transport (MQTT)
Protokol MQTT merupakan protokol komunikasi ringan yang menggunakan arsitektur
publish-subscribe. Protokol ini merupakan salah satu dari protokol untuk mendukung paradigma komunikasi indirect communication. Protokol
MQTT semakin berkembang seiring dengan makin besarnya minat akan internet of things. Pada penerapannya entitas pada protokol MQTT
dibagi menjadi dua sisi, yaitu MQTTserver atau yang sering disebut broker dan MQTT client
yang terdiri dari subscriber dan publisher.
MQTTserver atau broker merupakan pihak yang
bertanggung jawab untuk mengatur lalu lintas komunikasi data antar client. Pada broker ini juga tempat dimana pesan dari client diantrikan untuk kemudian diteruskan ke client lain yang berlangganan.
Publisher merupakan pihak yang
mengirimkan pesan ke broker dengan penanda topik tertentu. Sementara itu subscriber merupakan pihak yang akan berlangganan suatu pesan dengan topik tertentu.
Topik dalam protokol MQTT bertugas sebagai penanda suatu pesan. Hal ini dimaksudkan agar pesan hanya akan dapat diakses oleh client yang benar-benar membutuhkan. Penulisan dari topik menggunakan UTF-8 string dengan pembatas tiap hirarkinya berupa tanda garing miring ( / ).
Quality of Service (QoS) dalam protokol
MQTT digunakan untuk membedakan tingkatan reabilitas dari suatu pengiriman data atau pesan. Penggunaan QoS memudahkan pengembang aplikasi yang menggunakan protokol ini untuk mengatur kemampuan dari pengiriman datanya. Terdapat tiga tingkatan atau jenis dari QoS, yaitu QoS level 0, QoS level 1, dan QoS level 2.
2.4 Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi merupakan salah satu produk controller yang dikembangkan oleh Raspberry Pi Fondation. Latar belakang Raspberry diciptakan adalah pemikiran dari mendirinya yang merasa bahwa keinginan dan skill anak-anak untuk mempelajari komputer menjadi kian menurun. Salah satu alasan yang berhasil mereka tangkap adalah, dikarenakan harga komputer (PC) yang mahal menyebabkan kekhawatiran para orang tua untuk membebaskan anak-anak mereka bermain dan mempelajari komputer tersebut menjadikan komputer menjadi rusak. Maka para pediri Raspberry berpikiran untuk menciptakan sebuah
controller yang bahkan nantinya menjadi seperti
minicomputer yang dapat digunakan sebagai
media pembelajaran.
Bluetooth versi 4.1. Dengan dibekali prosesor ARM Cortex-A53 yang memiliki 64-bit Quad-Core berkecepatan 1.2GHz, tentunya diharapkan nantinya controller ini dapat memiliki performa yang tinggi. Raspberry Pi 3 ini juga dibelaki dengan prosesor grafis VideoCore IV, dan terhubung dengan modul memory 1GB LPDDR2. Untuk penggunaan pin GPIO (General Purpose Inpu Output) masih sama seperti tipe pendahulunya. Raspberry Pi 3 juga dilengkapi dengan empat slot USB, sebuah slot RJ45, dan dukungan GPIO sebanyak 40 pin.
2.5 Jaringan Nirkabel
Jaringan nirkabel adalah sebuah teknologi pada jaringan komputer yang melakukan keterhubungan antar suatu perangkat satu dengan perangkat lainnya tanpa menggunakan media kabel atau perantara tampak lainnya. Pada jaringan nirkabel informasi atau data ditransmisikan pada media rambat udara memanfaatkan sinyal elektromagnetis. Salah satu keuntungan penggunaan jaringan nirkabel pada dikarena memiliki sifat praktis dan mendukung mobilitas yang tinggi.
2.5.1 Protokol 802.11n
Perangkat yang digunakan pada bidang teknologi informasi dan komunikasi sangatlah beragam jenisnya. Keberagaman ini tentu dibutuhkan suatu standart yang mengatur agar suatu perangkat dengan tujuan dan teknologi yang sama dapat berkomunikasi dengan perangkat lainnya.
IEEE atau Institute of Electrical and
Electronics Engineers, adalah suatu lembaga
yang menciptakan standart-standart dari beberapa teknologi tersebut. Teknologi pada jaringan nirkabel tentu juga membutuhkan standar yang dijadikan sebagai patokan untuk pembuatan dan penggunaannya. IEEE 802.11 merupakan standart yang memang khusus diciptakan untuk menaungi teknologi yang mendukung jaringan nirkabel ini.
Pada perkembangannya IEEE 802.11 memiliki beberapa produk turunan yang lebih spesifik. IEEE 802.11n merupakan standart dari jaringan nirkabel yang berjalan pada frekuensi 2,4GHz maupun 5GHz, dimana terdapat dua pilihan ini menyebabkan IEEE 802.11n mampu menyesuaikan kemampuan dengan keadaan yang dihadapi. Standart ini mampu meningkatkan bandwidth hingga 600Mbps,
dengan lebar channel hingga 40 MHz. Dengan IEEE 802.11n ini juga kompatibel dengan standart 802.11g, sehingga peneliti dapat menyesauikan perangkat yang kompatibel apakah menggunakan 802.11n atau 802.11g. Standart ini juga mendukung konsep MIMO
(Multiple Input Multiple Output) untuk
meningkatkan performanya.
2.6 Global Navigation Satellite System (GNSS)
Menurut Sudibyo (Sudibyo, 2008), Global Navigation Satellite System atau biasa disingkat
GNSS merupakan suatu istilah untuk sistem navigasi yang mampu memberikan informasi posisi geospasial suatu objek yang berada di bumi asalkan dapat terhubung pada sistem satelit tersebut. GNSS telah menjadi suatu sistem navigasi yang dipercaya oleh banyak penggunanya. GNSS telah berperan besar pada banyak aplikasi yang terus dikembangkan dewasa ini (Tadic, et al., 2014).
Penggunaan GNSS ini juga telah menjadi salah satu dasar pembentukan suatu sistem pemantauan. Bahkan penggunaan GNSS ini telah terlebih dahulu diterapkan pada sistem pemantauan posisi untuk moda transportasi kereta api. Ketepatan atau akurasi pemantauan menggunakan GNSS ini memang cukup baik untuk memantau suatu objek terutama yang berada pada area terbuka dan memiliki kerapatan yang tidak terlalu tinggi. Namun pada pemantauan yang berada pada suatu area yang tertutup dan memiliki kerapatan tinggi, seperti pada depo kereta api, GNSS masih memiliki kelemahan (He, et al., 2014). Oleh karena hal tersebut, maka dibutuhkan suatu alat penanda posisi yang dapat bekerja lebih baik utamanya pada area tertutup dan memiliki kerapatan yang tinggi. Dengan dasar itulah penelitian ini mengajukan usulan untuk menggunakan RFID sebagai penanda posisi yang nantinya akan digunakan pada sistem pemantauan posisi kereta api.
3. PERANCANGAN DAN
IMPLEMENTASI SISTEM
3.1 Gambaran Umum Sistem
Secara garis besar sistem akan memanfaatkan komunikasi dengan arsitektur
publish-subscribe dari protokol MQTT.
sebuah sistem pemantauan posisi kereta api. Peletakkan dari entitas-entitas tersebut adalah seperti pada gambar 3.1.
Gambar 3.1 Gambaran umum peletakkan entitas pada sistem
3.2 Perancangan Perangkat Keras
Pada penelitian ini, peneliti perlu untuk mengatur beberapa perangkat keras yang akan digunakan. Penelitian ini menggunakan kereta api mainan untuk mensimulasikan kerja dari sistem nantinya.
Pada rangkaian kereta mainan ini akan dipasangkan perangkat Raspberry Pi 3 Model B yang bertugas sebagai controller. Pada
controller ini akan ditanam program publisher. Kemudian pada rangkaian kereta mainan ini juga akan diletakkan sebuah RFID reader yang bertugas untuk membaca RFID tag yang akan dilewati (Gambar 3.2).
Gambar 3.2 Skema peletakkan perangkat keras pada kereta api mainan
Selain pengaturan perangkat pada rangkaian kereta api mainan, pengaturan juga dilakukan di lintasan kereta yang nantinya akan diberi RFID tag sebagai penanda suatu lokasi (Gambar 3.3).
Gambar 3.3 Rancangan peletakkan RFID tag
3.3 Perancangan dan Implementasi Perangkat Lunak
3.3.1 Publisher Pemantauan
Publisher pemantauan merupakan
program yang bertugas untuk mengirimkan hasil pemantauan oleh RFIDreader dari RFIDtag ke
broker (Gambar 3.4). Program ini akan
menerima inputan berupa ID RFID yang kemudian akan di-publish dengan topik tertentu berdasarkan nama dan nomor rangkaian kereta api. Program publisher ini ditulis dengan menggunakan bahasa Python 2.7.
3.3.2 Publisher Berhenti dan Hapus
Gambar 3.5 Flowchart publisher berhenti dan hapus
Publisher berhenti dan hapus
merupakan program publisher yang akan dijalankan ketika rangkaian kereta telah sampai ditujuan (Gambar 3.5). Program publisher ini bertugas untuk menghapus data perjalanan yang telah selesai agar tidak mebebani server basis data. Program dibangun menggunakan bahasa pemrograman Python 2.7 dan mendukung GUI.
3.3.3 Subscriber Pemantauan
Subscriber pemantauan bertugas untuk berlangganan pesan yang berisi informasi perjalanan dari suatu rangkaian kereta yang sebelumnya telah diantrikan di broker (Gambar 3.6). Pesan nantinya akan diterima pada program
subscriber ini dan akan ditampilkan ke pusat kendali. Program subscriber ini dibangun menggunakan bahasa pemrograman Python 3.5.
3.3.4 Subscriber Berhenti dan Hapus
Subscriber berhenti dan hapus bertugas untuk menangani pesan atau perintah dari
publisher berhenti dan hapus (Gambar 3.7).
Ketika terdapat pesan atau perintah dari
publisher berhenti dan hapus bahwa rangkaian kereta telah sampai tujuan, maka subscriber berhenti dan hapus akan menghapus data perjalanan dari suatu rangkaian kereta api tersebut yang berada pada server basis data. Program ini dibangun menggunakan bahasa pemrograman Python 3.5.
3.3.5 Basis Data
Penelitian ini menggunakan DBMS MySQL dimana data penunjang lain akan disimpan di server basis data. Nantinya data penunjang ini akan dipanggil berdasarkan ID
RFID yang terbaca dan akan ditampilkan di pusat kendali. Selain itu pada basis data juga akan menampung data-data perjalanan yang telah dilewati oleh suatu rangkaian kereta api seperti pada Gambar 3.8. Namun data perjalanan ini hanya bersifat sementara dikarenakan apabila rangkaian kereta api telah sampai ke tujuan, maka data perjalanan akan dihapus.
3.3.6 Website Pemantauan
Website pemantauan merupakan
perangkat lunak yang bertugas untuk menampilkan informasi yang telah diolah oleh pusat kendali ke pengguna jasa layanan kereta api atau pihak umum. Website pemantauan akan menampilkan secara real time perubahan yang terjadi tentang posisi suatu rangkaian kereta api.
Gambar 3.8 Desain basis data
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Pengujian Fungsionalitas
Pengujian ini adalah untuk bertujuan mengetahui apakah fungsionalitas sistem berjalan sesuai dengan kebutuhan yang telah dirancang sebelumnya. Sistem akan diuji dari mulai saat pembacaan data ID pada RFID tag, melakukan publishing message, melakukan
subscribing message, hingga dapat ditampilkan
Gambar 3.6 Flowchart subscriber pemantauan
di pusat kendali dan di website pemantauan. Dari pengujian fungsionalitas sistem yang telah dilakukan, diketahui bahwa sistem dapat menjalankan atau memenuhi semua kebutuhan fungsional yang telah dideklarasikan pada bab 4. Sistem dapat melakukan pembacaan ID yang ada di RFID tag ketika mainan kereta yang telah ditanami RFID reader melewati
RFID tag tersebut. Kemudian data dapat diolah
oleh publisher pemantauan dan data yang berada pada mainan kereta api tersebut. Publisher kemudian berhasil mengirimkan data ke broker
dan subscriber juga berhasil mendapatkan data tersebut dari broker. Selanjutnya data tentang posisi kereta api mainan dapat ditampilkan pada pusat kendali dan website pemantauan. Terakhir apabila perjalanan telah usai, maka sistem dapat menghapus data perjalanan dari kereta api yang diinginkan agar tidak membebani database server.
4.2 Pengujian Ketelitian
Pengujian ketelitian bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari banyaknya jumlah
RFID tag yang digunakan terhadap tingkat ketelitian pada sistem pemantauan posisi kereta api.
Pengujian ketelitian dilakukan dengan menjalankan suatu program khusus untuk uji ketelitian. Program ini memiliki dua jenis, yaitu program untuk sisi subscriber dan sisi publisher. Program pada sisi publisher akan dijalankan di Raspberry Pi yang berada pada rangkaian kereta mainan, sementara untuk sisi subscriber berada pada suatu mesin virtual. Data tentang posisi berdasarkan id dari RFID berada pada suatu
database.
Pengujian dilakukan berulang apabila telah melakukan satu kali rute pengujian dengan mengurangi jumlah RFID tag pada tiap perulangannya. Pengurangan jumlah RFID tag
ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan jumlah RFIDtag yang terbaca dengan posisi dari kereta yang diketahui.
Berdasarkan hasil pengujian ketelitian yang telah dilakukan, terlihat bahwa jumlah
RFID tag yang ada akan mempengaruhi tingkat
ketelitian pada pemantauan posisi kereta. Jumlah
RFID tag yang terbaca akan berbanding lurus dengan tingkat ketelitian pemantauan. Apabila
RFID tag yang digunakan semakin banyak,
maka tingkat ketelitian pada sistem pemantauan posisi kereta akan semakin tinggi.
Namun penelitian ini tidak dapat
memberikan jawaban pasti jumlah RFID tag
yang harus digunakan agar pemantauan posisi kereta api dapat ideal. Terdapat beberapa faktor lain yang dapat mempengaruhi jumlah penggunaan RFID tag seperti faktor finansial, regulasi, dan urgensi dari pihak yang menggunakan sistem pemantauan posisi ini.
4.3 Pengujian Delay
Secara umum delay dapat diasumsikan sebagai waktu tunda yang dibutuhkan untuk suatu paket sejak dikirimkan hingga sampai ketujuan. Pengujian delay pada penelitian ini memiliki tujuan untuk mengetahui berapa waktu yang dibutuhkan suatu paket sejak di-publish
oleh publisher hingga di-subscribe oleh
subscriber.
Pengujian dilakukan dengan menggunakan Raspberry Pi sebagai sisi
publisher yang akan mengirimkan data
timestamp dari publisher, dan sebuah mesin virtual sebagai sisi subscriber yang akan menerima data dari publisher dan mendeklarasikan timestamp untuk dirinya. Data yang digunakan tidak menggunakan data yang sebenarnya yang berada pada database, namun menggunakan inputan lain yang dapat merepresentasikan data aslinya.
Pada pengujian delay ini juga akan dibandingkan penggunaan QoS yang berbeda pada publisher dan subscriber. Pertama yang dilakukan pengujian adalah dengan mengirimkan pesan dengan QoS 0 (Tabel 4.1). Setelah seluruh data yang dibutuhkan telah terekam, maka pengujian dilanjutkan untuk QoS 1 (Tabel 4.2).
Hasil dari pengujian delay menunjukkan bahwa rata-rata delay pada penggunaan QoS bernilai 0 adalah 1305,85 micro secon, sementara pada QoS bernilai 1 adalah 1473,4 micro secon. Dari kedua hasil tersebut terlihat bahwa delay pada penggunaan QoS bernilai 0 lebih kecil dari QoS bernilai 1.
Dari hasil pengujian delay yang telah dilakukan, menggambarkan bahwa waktu yang dibutuhkan suatu data untuk berpindah dari
publisher hingga diterima oleh subscriber
ternyata dipengaruhi oleh level QoS dari protokol MQTT. Namun level QoS dari protokol
MQTT bukanlah satu-satunya faktor yang mempengaruhi delay suatu pengiriman. Terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi
delay pada jaringan seperti topologi, kondisi jaringan, jumlah pengguna, dan masih banyak lagi.
Table 4.2 Tabel delay QoS 1
4.4 Pengujian Throughput
Throughput merupakan kecepatan yang
sebenarnya dari pengiriman data. Throughput
juga dapat diartikan sebagai banyaknya data yang dapat dikirimkan dalam satu detik melalui jaringan. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui berapa throughput jaringan ketika proses pengiriman data berjalan dalam sistem. Hal ini nantinya dapat mempengaruhi kualitas komunikasi dari sistem.
Pengujian dilaksanakan bersamaan ketika melakukan pengujian fungsional. Selama pengujian fungsional berjalan aplikasi Wireshark akan terus melakukan pemantauan keadaan jaringan. Pengujian throughput disini
juga akan memandingkan antara throughput
ketika publisher dan subscriber menggunakan QoS bernilai 0 dan ketika menggunakan QoS bernilai 1.
Table 4.3 Tabel perbandingan throughput
QOS Besar Throughput
bytes/s bits/s
QOS 0 20569,2 169400
QOS 1 10281,2 82800
Dari pengujian throughput dari sistem ini, didapatkan hasil bahwa throughput untuk
publisher dan subscriber yang menggunakan
QoS bernilai 0 lebih besar dibandingkan
publisher dan subscriber yang menggunakan
QoS bernilai 1 (Tabel 4.3).
Dari hasil pengujian throughput yang telah dilakukan, menggambarkan bahwa kecepatan pengiriman data atau paket yang sebenarnya untuk berpindah dari publisher hingga diterima oleh subscriber dapat dipengaruhi oleh level QoS dari protokol MQTT. Namun level QoS dari protokol MQTT bukanlah satu-satunya faktor yang mempengaruhi kecepatan pengiriman data atau paket tersebut. Terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi throughput pada jaringan seperti topologi, kondisi jaringan, jumlah pengguna, dan masih banyak lagi.
5. KESIMPULAN
Pemodelan sistem pemantaun posisi dari perjalanan suatu rangkaian kereta api berhasil dibangun dengan memanfaatkan cara komunikasi indirect communication dengan model publish – subscribe dengan memanfaatkan protokol Message Queue
Telemetry Transport atau MQTT. Sistem
memanfaatkan library paho-mqtt yang telah tersedia untuk melakukan komunikasi data dan menghubungkan MQTT server atau broker
dengan MQTTclient yang terdiri dari publisher
dan subscriber. Sistem pemantauan ini juga telah berhasil memanfaatkan teknologi RFID
utamanya RFID tag untuk merepresentasikan titik lokasi tertentu yang nantinya akan dibaca oleh RFID reader.
Pemodelan sistem pemantauan posisi kereta api pada penelitian ini dilakukan dengan memanfaatkan rangkaian kereta api mainan untuk mensimulasikan perjalanan pada rangkaian kereta api yang sesungguhnya. Rangkaian kereta api mainan ini akan ditanami suatu controller Raspberry Pi untuk menjalankan program-program pada sisi
publisher.
Ketelitian dari pemantauan posisi kereta api menggunakan sistem ini juga dipengaruhi dengan jumlah RFID tag yang digunakan. Semakin banyak penggunaan RFID tag, maka ketelitian pemantaun posisi akan semakin baik, begitu juga sebaliknya apabila semakin sedikit
RFIDtag yang digunakan akan berdampak pada berkurangnya tingkat ketelitian.
Namun penelitian ini tidak dapat memberikan jawaban pasti jumlah RFID tag
yang harus digunakan agar pemantauan posisi kereta api dapat ideal. Terdapat beberapa faktor lain yang dapat mempengaruhi jumlah penggunaan RFID tag seperti faktor finansial, regulasi, dan urgensi dari pihak yang menggunakan sistem pemantauan posisi ini.
Pada pengujian dari sistem ini juga didapatkan kesimpulan pengaruh dari penggunaan level QoS pada protokol MQTT
terhadap delay dan throughput. Pada penggunaan QoS 0 delay terjadi lebih kecil dibandingkan dengan QoS 1. Sementara untuk
throughput QoS 0 memiliki throughput yang
lebih kecil dari QoS 1. Namun penggunaan level QoS yang berbeda bukan merupakan satu-satunya faktor penentu delay dan throughput pada sistem ini. Terdapat faktor lain yang dapat mempengaruhi delay dan throughput pada jaringan seperti topologi, kondisi jaringan, jumlah pengguna, dan masih banyak lagi.
6. DAFTAR PUSTAKA
Ali, K. A., Satter, A. Z. & Shohel, K., 2013. Implementing RFID Technology for Vehicle Tracking in Bangladesh. Asian Journal of Engineering and Technology
Innovation, Volume 01, pp. 01-07.
Budioko, T., 2016. Sistem Monitoring Suhu Jarak Jauh Berbasis Internet of Things Menggunakan Protokol MQTT.
Yogyakarta, Seminar Riset Teknologi Informasi (SRITI).
Chamim, A. N. N., 2010. Penggunaan
Microcontroller Sebagai Pendeteksi Posisi dengan Menggunakan Sinyal GSM. Jurnal
Informatika, Volume 4, pp. 430-439.
Cheng, W., Wang, S. & Cheng, X., 2014. Virtual Track: Applications and
Challenges of the RFID System on Roads.
IEEE Network, Volume 14, pp. 42-47.
Hamzah, M. P. et al., 2013. Implementation of Vehicle Tracking using Radio Frequency Identification (RFID): vTrack.
International Journal of Digital Content Technology and its Applications (JDCTA),
Volume 7, pp. 38-45.
He, Z., Lou, Y. & Zheng, J., 2014. An In-depot Realtime Train Tracking System using RFID and Wireless Mesh Network.
Qingdao, China, IEEE 17th International Conference on Intelligent Transportation Systems (ITBC).
HiveMQ Enterprise MQTT Broker, t.thn.
MQTT Essentials Part 2: Publish & Subscribe. [Online]
Available at:
http://www.hivemq.com/blog/mqtt-essentials-part2-publish-subscribe [Diakses 10 April 2017].
HiveMQ Enterprise MQTT Broker, t.thn.
MQTT Essentials Part 3: Client, Broker
and Connection Establishment. [Online]
Available at:
http://www.hivemq.com/blog/mqtt- essentials-part-3-client-broker-connection-establishment
[Diakses 10 April 2017].
Jose, A., 2015. Tak Hanya Pesawat, Kereta
Juga Punya BlackBox. [Online]
Available at:
http://techno.okezone.com/read/2015/10/2 3/207/1236738/tak-hanya-pesawat-kereta-juga-punya-blackbox
[Diakses 20 Mei 2017].
Kjærgaard, M. B., Langdal, J., Godsk, T. & Toftkjær, T., 2009. EnTracked: Energy-Efficient Robust Position Tracking for.
Kraków, Proceedings of the 7th International Conference on Mobile Systems, Applications, and Services (MobiSys 2009).
Pramyastiwi, D. E., Hardjanto, I. & Said, A., 2013. Perkembangan Kualitas Pelayanan Perkeretaapian Sebagai Angkutan Publik Dalam Rangka Mewujudkan Transportasi Berkelanjutan. Jurnal Administrasi Publik (JAP) Fakultas Ilmu Administrasi
Universitas Brawijaya, Volume 1, pp.
61-69.
KAI Rangkul PT. LEN Kembangkan Perkeretaapian, DKI Jakarta: 08 - 10 - 2013.
PT. Kereta Api Indonesia (Persero), 2017. Situs Resmi PT. Kereta Api Indonesia (Persero).
[Online] Available at:
https://kai.id/index.php?#tentang [Diakses 1 April 2017].
Raspberry Pi Fondation, t.thn. Raspberry Pi 3
Model B - Raspberry Pi. [Online]
Available at:
https://www.raspberrypi.org/products/rasp berry-pi-3-model-b/
[Diakses 10 April 2017].
Santoso, A. B., Martinus & Sugiyanto, 2013. Pembuatan Otomasi Pengaturan Kereta Api, Pengereman, dan Palang Pintu pada Rel Kereta Api Mainan Berbasis
Mikrokontroler. Jurnal FEMA, Volume 1, pp. 16-23.
Seol, S., Lee, E.-K. & Kim, W., 2016. Indoor Mobile Object Tracking Using RFID.
Future Generation Computer Systems.
Subhi, D. H. & Wibisono, W., 2016. Efisiensi Tracking Multi Target dengan Model Interaksi Publish-Subscribe Adaptif pada Lingkungan Bergerak. Jurnal Ilmiah
Teknologi Informasi (JUTI) - ITS, Volume
14, pp. 92-98.
Sudibyo, A., 2008. Analisis Ketersediaan Jasa Satelit Penentu Posisi Lokasi Guna Mendukung Program Pengembangan Roket Pengorbit Satelit LAPAN. Jurnal Analisis dan Informasi Kedirgantaraan,
Volume 5, pp. 1-14.
Tadic, S., Moura, G. & Trichaud, T., 2014. Design of GNSS Performance Analysis and Simulation Tools as a Web Portal.
Telfor Journal, Volume 6, pp. 97-102. Thangavel, D. et al., 2014. Performance
Evaluation of MQTT and CoAP via a Common Middleware. Research Gate.
Yadav, S., 2014. RFID Implemented Parking System. International Journal of
Information and Computation Technology,
