PROTOTYPE PERANGKAT SIMULASI TINGKAT KEBISINGAN
Studi Kasus: Anjungan Eksplorasi Migas Lepas Pantai
TESIS
Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari
Institut Teknologi Bandung
Oleh
DUDI SARIFUDIN NIM : 235 06 029
Program Studi Magister Informatika Jalur Rekayasa Perangkat Lunak Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG
2009
i
Lembar Pengesahan
PROTOTYPE PERANGKAT SIMULASI TINGKAT KEBISINGAN Studi Kasus: Anjungan Eksplorasi Migas Lepas Pantai
TESIS
Oleh Dudi Sarifudin NIM : 235 06 029
Program Studi Magister Informatika Jalur Rekayasa Perangkat Lunak Sekolah Teknik Elektro dan Informatika
Institut Teknologi Bandung
Telah disetujui dan disahkan Bandung, Maret 2009
Pembimbing
Ir. Hira Laksmiwati, M.Sc NIP : 131 471 329
ii
Abstrak
Studi kebisingan di area industri bertujuan untuk mengetahui informasi paparan tingkat kebisingan; disajikan dalam bentuk peta kebisingan disebut Noise Map. Proses untuk menghasilkan Noise Map melibatkan model-model komputasi; akustik kebisingan, metode Gridding, dan model Kriging.
Pada tesis ini dikembangkan prototype yang berfungsi untuk menghasilkan peta kebisingan melalui suatu simulasi. Teknologi rekayasa perangkat lunak yang diterapkan meliputi: tahapan proses prototyping, metode berorientasi objek, dan alat bantu pendukung metode digunakan standard UML.
Konsep client-server diterapkan pada arsitektur sistem; pada client dipasang aplikasi thin-client berupa GUI berbentuk form-form aplikasi. Pada server terpasang basis data dengan data utama yang dikelola berupa data spasial.
Model basis data yang digunakan adalah Object-Relational database. Untuk proses pengelolaan dan penyajian peta digunakan komponen Spatial Engine.
Kata kunci: Gridding, Kriging, Noise Map, Object-Relational Database, Prototyping, Spatial Engine, UML
iii
Abstract
Noise study in industrial area aim to gain information about the profile of noise exposure; visualized as Noise Map. Processing to generate Noise Map involves computation models are noise propagation calculation, gridding method, and Kriging model.
This thesis describes about prototype of noise simulation tool development.
Software engineering technology is implemented covers prototyping process model, object-oriented modeling, and UML standard as tool supporting used method.
Client-server technology is applied in system architecture; GUI in application forms as thin-client is running on client side. Server database is running on server side which is main managed data is spatial data. Database model is referred to Object-Relational Database. Spatial Engine component is used to manage and visualize the spatial data.
Keywords: Gridding, Kriging, Noise Map, Object-Relational Database, Prototyping, Spatial Engine, UML
iv
Pedoman Penggunaan Tesis
Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung.
Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya.
Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pasca Sarjana, Institut Teknologi Bandung.
v
For My Lovely Wife and Daughter
vi
Kata Pengantar
Pertama dan utama, penulis mengucapkan Syukur Alhamdulillah bagi Alloh S.W.T, Tuhan Semesta Alam. Atas segala keridloan-Nya, penulisan laporan penelitian thesis ini dapat diselesaikan.
Penelitian thesis ini, dengan judul Prototye Perangkat Simulasi Tingkat Kebisingan dengan studi kasus di area Anjungan Eksplorasi Migas Lepas Pantai, merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung.
Penulis sangat berterima kasih kepada Ir. Hira Laksmiwati Z, M.Sc sebagai Dosen Wali dan Pembimbing atas segala saran, bimbingan, pengetahuan, dan dorongan serta nasehat yang telah diberikan, dengan penuh kesabaran.
Kepada Dr. Ir. G.A Putri Saptawati, M.Comm dan Adi Mulyanto, ST., MT, penulis berterima kasih atas segala saran, masukan, kritikan, dan penilaian selama proses evaluasi thesis berlangsung.
Pada kesempatan ini, penulis juga ingin mengucapkan terima kasih kepada:
Bapak Dr. D. Muhally Hakim, M.Sc, atas rekomendasi yang diberikan.
Seluruh staf Dosen dan Karyawan Prodi Magister Informatika ITB.
Rekan Magister RPL ITB angkatan 2006, spesial Mawoets Genk.
Istri tercinta Ainun Mahabbah dan putriku tersayang Zenitha Al Fath atas segala dukungan dan pengertian yang telah diberikan.
Sanak saudara dan keluarga besar di Pandeglang dan Banjaran.
Rekan-rekan Sistech Workshop dan Markas Harupat: Deni Suwardhi, Akhmad Riqqi, Lulu Lukman, Yan Jimenez, Kiki GIS, Lupi Amdal, dkk.
Rekan-rekan MRK Sipil ITB: Prof. Rizal Z Tamin, Vani, Lia, Bayu, Dina.
Semua pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu per satu.
Semoga Alloh S.W.T melimpahi imbalan yang layak.
Bandung, Maret 2009
Penulis.
vii
Daftar Isi
Lembar Pengesahan ... i
Abstrak ... ii
Abstract ... iii
Pedoman Penggunaan Tesis ... iv
Kata Pengantar ... vi
Daftar Isi ... vii
Daftar Gambar ... x
Daftar Tabel ... xii
Daftar Program ... xiii
Daftar Simbol ... xiv Bab I Pendahuluan ... I-1 I.1 Latar Belakang ... I-1 I.2 Rumusan Masalah ... I-2 I.3 Tujuan ... I-4 I.4 Batasan Masalah ... I-4 I.5 Metodologi ... I-5 I.6 Sistematika Penulisan ... I-7 Bab II Studi Literatur ... II-1 II.1 Perumusan Model ... II-1 II.1.1 Model Akustik Kebisingan ... II-1 II.1.2 Model Interpolasi Kriging ... II-4 II.1.3 Kriging Untuk Pemetaan Kebisingan ... II-6 II.1.4 Model Takaran Kebisingan ... II-7 II.2 Pengelolaan Data Spasial ... II-9 II.2.1 Model Data Spasial ... II-9 II.2.2 Basis Data Spasial ... II-11 II.3 Pemodelan Berorientasi Objek ... II-13 II.3.1 Konsep Dasar Object-Oriented ... II-14 II.3.2 Analisis dan Perancangan Berorientasi Objek ... II-15 Bab III Analisis dan Perancangan ... III-1 III.1 Analisis ... III-1 III.1.1 Kebutuhan Fungsional ... III-2
viii
III.1.2 Kebutuhan Non Fungsional ... III-2 III.1.3 Komponen Sistem NoiseMapping ... III-3 III.1.4 Arsitektur Sistem NoiseMapping ... III-5 III.1.5 Deskripsi Proses ... III-7 III.1.6 Model Use-Case dan Aktor Sistem ...III-12 III.1.6.1 Diagram Use-Case ...III-13 III.1.6.2 Skenario Use-Case ...III-13 III.1.7 Model Analisis NoiseMapping ...III-16 III.1.7.1 Use-Case Manage Project ...III-16 III.1.7.2 Use-Case Define Location ...III-17 III.1.7.3 Use-Case Mapping Noise ...III-17 III.1.7.4 Use-Case Calculate Noise Dose ...III-18 III.2 Perancangan ...III-19 III.2.1 Realisasi Use-Case Tahap Perancangan ...III-19 III.2.1.1 Use-Case Manage Project ...III-19 III.2.1.2 Use-Case Define Location ...III-25 III.2.1.3 Use-Case Mapping Noise ...III-27 III.2.1.4 Use-Case Calculate Noise Dose ...III-29 III.2.1.5 Diagram StateChart NoiseMapping ...III-30 III.2.2 Perancangan Basis Data ...III-31 III.2.3 Perancangan Antarmuka Sistem-Pengguna ...III-33 III.2.3.1 Perancangan Menu ...III-33 III.2.3.2 Perancangan Layar Saji ...III-35 Bab IV Implementasi Program NoiseMapping ... IV-1 IV.1 Lingkungan Pengembangan... IV-1 IV.2 Perangkat Keras Pendukung NoiseMapping ... IV-2 IV.3 Implementasi Basis Data ... IV-2 IV.4 Penyiapan Data Studi Kasus ... IV-4 IV.5 Diagram Komponen Implementasi NoiseMapping ... IV-6 IV.6 Penyusunan Unit Dalam Bahasa Pemrograman ... IV-7 IV.6.1 Unit Pengendalian Basis Data ... IV-9 IV.6.2 Unit Penyajian Data Spasial ... IV-10 IV.7 Implementasi Kelas Model Perancangan ... IV-14 IV.7.1 Implementasi Kelas TSimulation ... IV-15
ix
IV.7.2 Implementasi Kelas TKriging ... IV-17 IV.7.3 Implementasi Kelas TNoiseMap ... IV-19 IV.8 Implementasi Operasi Model Perancangan ... IV-20 IV.8.1 Implementasi Use-Case MappingNoise ... IV-22 IV.8.2 Implementasi Use-Case Calculate Noise Dose ... IV-29 IV.9 Implementasi Antarmuka Sistem-Pengguna ... IV-31 Bab V Pengujian Program NoiseMapping ... V-1 V.1 Pengujian Model Hasil Analisis dan Perancangan ... V-1 V.1.1 Aspek Kebenaran (Correctness) ... V-2 V.1.2 Aspek Konsistensi (Consistency) ... V-4 V.2 Pengujian Unit dan Terintegrasi ... V-5 V.2.1 Pengujian Kelas dan Keterkaitan antar Kelas ... V-5 V.2.2 Pengujian Terintegrasi ... V-8 V.3 Pengujian Dengan Kasus Uji ... V-9 Bab VI Kesimpulan dan Saran ... VI-1 VI.1 Kesimpulan ... VI-1 VI.2 Saran ... VI-2 Daftar Pustaka ... 1 Lampiran A ... 3 Lampiran B ... 7
x
Daftar Gambar
Gambar I-1 Skema Pemetaan Masalah ... I-3 Gambar II-1 Skema Model Akustik Tingkat Kebisingan ... II-4 Gambar II-2 Skema Model Interpolasi Kriging ... II-6 Gambar II-3 Skema Model Kriging Pemetaan Tingkat Kebisingan ... II-7 Gambar II-4 Skema Model Simulasi Takaran Kebisingan ... II-8 Gambar II-5 Representasi Fenomena Geografik... II-9 Gambar II-6 Sistem Koordinat Kartesian dan Layar ... II-10 Gambar II-7 Viewport Koordinat Layar ... II-10 Gambar II-8 Hirarki Model Objek Geometry (OGC, 1999) ... II-11 Gambar II-9 Contoh Tabel Unsur ... II-12 Gambar II-10 Tabel Metadata GEOMETRY_COLUMNS ... II-12 Gambar II-11 Tabel Metadata SPATIAL_REF_SYS ... II-13 Gambar II-12 Models, Views, Diagrams (Abdullah, 1999) ... II-15 Gambar II-13 Pemodelan UML Berdasarkan SDLC (Abdullah, 1999) ... II-16 Gambar III-1 Skema Fungsionalitas Sistem NoiseMapping ... III-4 Gambar III-2 Skema Arsitektur Sistem ... III-5 Gambar III-3 Diagram Use-Case NoiseMapping ...III-13 Gambar III-4 Diagram Kelas Analisis Manage Project ...III-16 Gambar III-5 Diagram Kelas Analisis Define Location ...III-17 Gambar III-6 Diagram Kelas Analisis Mapping Noise ...III-18 Gambar III-7 Diagram Kelas Analisis Calculate Noise Dose ...III-18 Gambar III-8 Interaksi Client-Server; Mekanisme Login ...III-20 Gambar III-9 Diagram Sekuensial Login ...III-20 Gambar III-10 Hirarki Interface Use-Case ManageProject ...III-21 Gambar III-11 Interaksi Client-Server; ManageProject (CreateProject) ..III-22 Gambar III-12 Interaksi Client-Server; ManageProject (SetAsActive) ...III-22 Gambar III-13 Interaksi Client-Server; ManageProject (Open) ...III-23 Gambar III-14 Diagram Sekuensial Manage Project ...III-24 Gambar III-15 Diagram Kelas Manage Project...III-24 Gambar III-16 Interaksi Client-Server; DefineLocation ...III-25 Gambar III-17 Diagram Sekuensial Define Location...III-26
xi
Gambar III-18 Diagram Kelas Define Location ...III-26 Gambar III-19 Interaksi Client-Server; NoiseContouring ...III-27 Gambar III-20 Diagram Sekuensial Mapping Noise ...III-28 Gambar III-21 Diagram Kelas Mapping Noise ...III-28 Gambar III-22 Interaksi Client-Server; NoiseDoseSimulation ...III-29 Gambar III-23 Diagram Sekuensial Calculate Noise Dose ...III-30 Gambar III-24 Diagram Kelas Calculate Noise Dose ...III-30 Gambar III-25 Diagram StateChart NoiseMapping ...III-31 Gambar III-26 Model Lojik Basis Data NoiseMapping ...III-32 Gambar III-27 Layout Menu NoiseMapping ...III-33 Gambar III-28 Rancangan Layar Saji Login ...III-35 Gambar III-29 Rancangan Layar Saji Utama ...III-35 Gambar III-30 Rancangan Layar Saji New Project ...III-36 Gambar III-31 Rancangan Layar Saji Open Project ...III-36 Gambar III-32 Rancangan Layar Saji Noise Dose Simulation ...III-37 Gambar III-33 Rancangan Layar Saji NoiseContouring...III-37 Gambar IV-1 Cuplikan Script DDL ... IV-3 Gambar IV-2 Model Fisik Basis Data NoiseMapping ... IV-3 Gambar IV-3 Platform Anjungan Eksplorasi Migas ... IV-4 Gambar IV-4 Fungsi Konversi Shapefile ke PostgreSQL/PostGIS ... IV-6 Gambar IV-5 Diagram Komponen Implementasi NoiseMapping ... IV-6 Gambar IV-6 Komponen Pengendalian Basis Data ... IV-9 Gambar IV-7 Illustrasi Create Point Shape ... IV-12 Gambar IV-8 Illustrasi Create Polyline (Arc) Shape ... IV-12 Gambar IV-9 Illustrasi Create Polygon Shape ... IV-13 Gambar IV-10 SQL Statement Penyimpanan Data Spasial ... IV-14 Gambar IV-11 SQL Statement Pengambilan Kembali Data Spasial ... IV-14 Gambar IV-12 Interaksi Client-Server Fungsionalitas Utama ... IV-21 Gambar IV-13 Form Browse NoiseMapping Project ... IV-32 Gambar IV-14 Form Select Location (Platform, Deck) ... IV-32 Gambar IV-15 Form NoiseContouring Wizard ... IV-32 Gambar IV-16 Form Main; Map Viewer ... IV-33 Gambar IV-17 Form NoiseDose Simulation ... IV-33
xii
Daftar Tabel
Tabel II-1 Konstanta Konversi dBA ... II-3 Tabel III-1 Karakteritik NoiseMapping ... III-1 Tabel III-2 Spesifikasi Kebutuhan Sistem ... III-3 Tabel III-3 Dekomposisi Fungsional Modul ... III-6 Tabel III-4 Deskripsi Proses ... III-7 Tabel III-5 Pemetaan Kebutuhan Menjadi Use-Case ...III-12 Tabel III-6 Skenario Use-Case Manage Project ...III-14 Tabel III-7 Skenario Use-Case Define Location ...III-14 Tabel III-8 Skenario Use-Case Mapping Noise ...III-15 Tabel III-9 Skenario Use-Case Calculate Noise Dose ...III-15 Tabel V-1 Pengujian Aspek Kebenaran Semantik ... V-3 Tabel V-2 Kartu Indeks CRC Kelas TSource ... V-4 Tabel V-3 Kartu Indeks CRC Kelas TReceiver ... V-4 Tabel V-4 Kartu Indeks CRC Kelas TSimulation ... V-4 Tabel V-5 Kartu Indeks CRC Kelas TKriging ... V-4 Tabel V-6 Kartu Indeks CRC Kelas TContour ... V-4 Tabel V-7 Kartu Indeks CRC Kelas TContourLine ... V-4 Tabel V-8 Kartu Indeks CRC Kelas TContourPolygon ... V-4 Tabel V-9 Pengujian Hubungan Antar Kelas ... V-5 Tabel V-10 Skenario Simulasi Paparan Kebisingan ... V-9 Tabel V-11 Skenario Simpan-Muat Peta Kebisingan ... V-10 Tabel V-12 Skenario Simulasi NoiseDose ... V-10 Tabel V-13 Skenario Simpan-Muat Simulasi NoiseDose ... V-10
xiii
Daftar Program
Program IV-1 Deklarasi Kelas TSimulation ... IV-15 Program IV-2 Deklarasi ADT TDataSimulation, T3DPoint ... IV-16 Program IV-3 Deklarasi Kelas TSourceOfNoise, TDataPoint ... IV-16 Program IV-4 Deklarasi ADT TMatriks, TContourPoint ... IV-18 Program IV-5 Deklarasi Kelas TKriging ... IV-18 Program IV-6 Deklarasi Kelas TContourLine, TContourPolygon ... IV-19 Program IV-7 Deklarasi Kelas TRangeColorContours ... IV-20 Program IV-8 Deklarasi Kelas TNoiseMap ... IV-20 Program IV-9 Algoritma Hitungan Tingkat Kebisingan ... IV-23 Program IV-10 Algoritma Hitungan Attenuation Excess ... IV-23 Program IV-11 Algoritma Interpolasi Kriging ... IV-26 Program IV-12 Algoritma Prosedur SortIndex ... IV-26 Program IV-13 Algoritma Prosedur Inverse Matrik ... IV-27 Program IV-14 Algoritma Pemetaan Kebisingan ... IV-29 Program IV-15 Deklarasi ADT TNoiseDosePoint, TNoiseDose ... IV-30 Program IV-16 Algoritma Fungsi CalcND ... IV-30 Program IV-17 Algoritma Fungsi CalcTWA ... IV-31 Program IV-18 Algoritma Simulasi Takaran Kebisingan ... IV-31 Program V-1 Pengujian Prosedur TNoiseMap.Contour ... V-6 Program V-2 Pengujian Prosedur TNoiseMap.Save ... V-7 Program V-3 Pengujian Prosedur TNoiseMap.Load ... V-8
xiv
Daftar Simbol
I. NOTASI SKEMA
Berlaku untuk semua Gambar yang diawali dengan kata Skema.
Terminator; awal atau akhir tahapan dari suatu skema
Process; tahapan (proses) dari suatu skema Data; informasi masukan/keluaran ke atau dari suatu proses
Predefined Process; kumpulan proses atau
tahapan yang terpadu membentuk suatu sub proses Area of Interest; bagian dari suatu skema, terdiri atas tahapan atau data, yang menjadi fokus
perhatian atau kajian
Arrow; panah menunjukkan arah aliran tahapan atau data
Loop; pengulangan tahapan atau proses Decision; percabangan ke tahapan berikutnya dengan syarat kondisi tertentu
Stored Data; data atau informasi yang disimpan, hasil dari suatu tahapan atau proses
Boundary System; lingkup sistem
Boundary Sub System; lingkup sub sistem GUI; antarmuka pengguna (form/window) GUI Set; kumpulan antarmuka pengguna Data Storage; penyimpanan data, basis data
xv II. NOTASI MODEL STATIK
Berlaku untuk: Use-Case Diagarm, Class Diagram, Component Diagram
Actor; menggambarkan pengguna (user) software aplikasi
Use-Case; menggambarkan perilaku software aplikasi, termasuk di dalamnya interaksi antara actor dengan software aplikasi tersebut
Association; memodelkan koneksi antar objek yang menunjukkan satu objek berkomunikasi dengan objek lainnya
Dependency; hubungan antar objek yang menunjukkan kebergantungan suatu objek terhadap objek lainnya
Generalization; hubungan antar objek menunjukkan satu objek memperumum objek lainnya
Aggregation/Composition; bentuk khusus
assosiasi yang memodelkan hubungan keanggotaan antar dua kelas, yaitu suatu kelas disusun oleh kelas lainnya
Boundary; kelas model analisis yang memodelkan interaksi antara satu atau lebih actor dengan sistem, bagian dari sistem yang bergantung pada pihak lain di sekitarnya dan merupakan pembatas sistem dengan dunia luar
Control; kelas model analisis yang digunakan untuk memodelkan “perilaku mengatur”, khusus untuk satu atau beberapa use-case saja
Entity; kelas entitas yang memodelkan informasi yang harus disimpan oleh sebuah sistem
Class; kelas desain, merupakan gambaran
mengenai himpunan objek yang memiliki tanggung jawab, relationship, operasi, atribut, dan semantik yang sama.
Package; mekanisme pengelompokkan yang digunakan untuk menandakan pengelompokkan elemen-elemen model
Component; menggambarkan sepotong bagian secara fisik dari implementasi suatu sistem, mencakup source, binary atau executable
xvi III. NOTASI MODEL DINAMIK
Berlaku untuk: Sequence Diagram, StateChart Diagram
Object; entitas diskrit yang mengenkapsulasi status dan perilaku, instansiasi dari suatu kelas Message; pengiriman informasi dari suatu role ke bagian yang lain dalam suatu interaksi, atau komunikasi antar objek satu dengan lainnya, dapat berupa pemanggilan suatu operasi
Lifeline; merepresentasikan partisipan dalam suatu interaksi
State; menjelaskan keadaan tertentu suatu objek selama masa hidupnya selama memenuhi suatu syarat atau kondisi tertentu
Start; permulaan dari suatu proses
End; akhir dari suatu proses
Transition; hubungan antara dua state yang menunjukkan kapan sebuah objek dapat bergerak kepada state lainnya jika bertemu dengan suatu kondisi tertentu
