BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Transportasi merupakan sarana
penting sebagai salah satu faktor pendukung berkembangnya suatu kota. Oleh
karena itu kebutuhan akan jalur transportasi semakin bertambah. Namun perlu
disadari bahwa keadaan ini menimbulkan permasalahan baru seputar arus kepadatan
jalan. Sebagai contoh kota jakarta yang memiliki permasalahan lalu-lintas
(kemacetan).
Permasalahan lalu lintas tersebut
menjadi menarik untuk dibahas. Permasalahan tersebut sudah dibahas dari sisi
ekonomi, kesehatan, dan sosial (Mahmud, Gope, & Rahman Chowdhury, 2012).
Bahkan dari sisi ilmu pengetahuan dan teknologi juga sudah banyak yang
membahas.
Penelitian tentang simulasi arus
kepadatan jalan menggunakan metode adaptive
signal control telah berhasil diterapkan (Burghout & Wahlstedt, 2007). Penelitian lain juga sudah
berhasil menyusun prosedur kalibrasi untuk simulasi arus lalu-lintas secara
mikroskopik (Chu, 2004). Dari sisi teknik sipil dan mesin membahas arus lalu
lintas dengan pendekatan model logistik (Tian & Chiu, 2011).
Saat ini penelitian arus lalu
lintas yang dilihat dari sisi makroskopik sedang banyak dibahas. Pada dasarnya,
tinjauan secara makroskopis melihat lalu-lintas secara global. Beberapa
diantaranya ditinjau melalui pendekatan soliton
(Saavedra & Velasco, 2009), pendekatan secara stokastik (Orosz, Krauskopf, & Wilson, 2006).
1
Dengan latar belakang yang telah
diuraikan diatas, maka penulis tertarik untuk membahas permasalahan lalu-lintas
secara makroskopis melalui pendekatan dinamika fluida. Penerapan dinamika
fluida pada arus kepadatan jalan bisa dianalogikan sebagai sebuah partikel pada
sebuah aliran fluida, dimana masing-masing partikel dianggap serupa dan
ditinjau secara global.
Penerapan dinamika fluida
tersebut akan dimodelkan secara matematis dan dicari solusi analitiknya. Dengan
model matematika tersebut akan diperoleh data tentang arus kepadatan jalan,
seperti kecepatan rata-rata partikel, volume kendaraan dalam satuan waktu, dan
juga kepadatan kendaraan di sebuah ruas jalan. Hasil tersebut bisa digunakan
untuk mempelajari keterkaitan sifat permasalahan yang sedang diselidiki dengan
data-data yang diperoleh, juga untuk menganalisis dan memprediksi keadaan
lalu-lintas.
Analisis dan prediksi dari
pemodelan tersebut diperlukan untuk menganalisis situasi kepadatan jalan jika
terjadi kecelakaan, memperkirakan situasi arus kepadatan jalan yang berkaitan
dengan jalur yang terhubung. Selain itu melihat kecenderungan pengemudi dalam
suatu situasi arus kepadatan jalan dan juga memungkinkan juga untuk
membandingkan hasil dari beberapa kodsisi dan situasi jalan.
Kemudian akan disimulasikan
dengan metode numerik. Simulasi numerik tersebut akan disusun dengan
menggunakan piranti lunak Phyton dan Qt Designer. Kedua hasil tersebut
kemudian akan dibandingkan untuk dianalisis lebih lanjut.
Dengan demikian, penulis memilih
judul “Analisis Ar us Kepadatan Jalan dengan Dinamika Fluida Berbasis Bahasa Phyton”. Penulis berharap skripsi ini
dapat membantu memberi gambaran tengang pemodelan matematika untuk arus
kepadatan jalan dengan dinamika fluida ditinjau dari sisi macroscopic.
1.2 Formulasi Masalah
Isi
Masalah yang dihadapi adalah
1.
Penggunaan metode microscopic dan mezoscopic pada arus kepadatan jalan sudah umum dilakukan, tetapi
kedua metode tersebut berfokus pada satu partikel saja. Maka dari itu penulis
mencoba menggali secara lebih luas dengan cara meninjau arus kepadatan jalan
sebagai suatu kesatuan dengan metode macroscopic.
2.
Penerapan metode karakteristik
dan quasi linear sebagai solusi
analitik dari permasalahan yang ada.
3.
Penerapan metode finite difference sebagai solusi numerik
dari permasalahan yang ada.
1.3 Ruang Lingkup
Adapun
ruang lingkup yang terdapat pada topik ini adalah :
1.
Menganalisis arus kepadatan jalan
dengan metode LWR dan diselesaikan secara numerik menggunakan metode finite difference.
2. Data yang
digunakan dalam metode LWR menggunakan data sekunder.
3.
Membuat program simulasi
pemodelan metematika dengan menggunakan Phyton
2.7.3.
1.4 Tujuan Dan Manfaat
1.4.1 Tujuan
Tujuan yang ingin dicapai dari skripsi ini adalah
sebagai berikut :
1.
Membuat model matematika tentang
arus kepadatan jalan melalui metode karakteristik dan disimulasikan secara
numerik dengan menggunakan metode finite
difference sebagai alat untuk menganalisis.
2.
Mambandingkan dan menganalisis
hasil dari solusi analitik dan numerik.
1.4.2 Manfaat
Manfaat yang ingin dicapai dari skripsi ini adalah
sebagai berikut:
1.
Bagi Pembaca bisa menambah
wawasan tentang pembahasan arus kepadatan jalan, khususnya macroscopic yang diselesaikan dengan karakteristik dan finite difference.
2.
Sebagai dasar dari penelitian
berikutnya, sehingga dapat dikembangkan dikemudian hari.
3.
Untuk penulis sendiri sangat
berguna untuk mempelajari bagaimana implementasi metode LWR untuk arus
kedapatan jalan ruas jalan, serta bagaimana penerapan model matematika dengan
Phyton.
1.5 Tinjauan Pustaka
Arus lalu-lintas yang ditinjau
secara numerik dengan menggunakan metode finite
difference, sehingga menghasilkan sebuah persamaan kepadatan jalan yang
bisa disesuaikan dengan kebutuhan dengan cara menyesuaikan syarat batas dan
awal, serta validasi diskritisasi jarak dan waktu agar diperoleh hasil yang well-posed (Khabir, 2010).
Penelitian lebih lanjut tentang
simulasi numerik dari arus kepadatan jalan dengan metode LWR (Lighthill Witham
Richards) dapat memprediksikan arus kepadatan jalan pada titik ruas jalan di
waktu tertentu dengan syarat awal dan batas yang sudah ditetapkan (Khabir,
2010).
Penelitian arus lalu-lintas
secara makroskopis berdasar hubungan nonlinear
antara kepadatan dan kecepatan yang menghasilkan persamaan diferensial orde pertama quasi linear (hiperbolik) sebagai syarat
batas awal persamaan. Sedangkan solusi analitik ditunjukan dalam bentuk
implisit (Khabir, 2010).
1.6 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah penyusunan dan
penulisan skripsi, maka secara sistematis dibagi ke dalam lima bab berikut :
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini dibahas latar
belakang, ruang lingkup, tujuan dan manfaat, masalah yang dihadapi, metodologi
yang digunakan, dan sistematika penulisan.
BAB2 LANDASAN TEORI
Pada bab ini dibahas mengenai
teori – teori dasar a tau umum maupun teori – teori khusus yang digunakan dalam
mendukung penelitian. Diantaranya penjelasan mengenai Macroscopic, Metode Karakteristik, Quasi Linear, Finite
Difference, metode LWR , dan penulisan program.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Pada bab ini membahas hasil
identifikasi masalah, analisis model matematika sejenis yang menjadi referensi,
perancangan model matematika, perhitungan serta penyelesaian sistem persamaan
yang ada, dan perancangan layar.
BAB 4 ANALISIS DAN BAHASAN
Bab ini membahas tentang
implementasi aplikasi pemodelan
matematika, spesifikasi, cara
instalasi, cara penggunaan, dan hasil evaluasi.
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN
Bab ini membahas mengenai
kesimpulan dari bab – bab sebelumnya serta saran – saran mengenai aplikasi pemodelan matematika untuk
pengembangan yang lebih baik di masa mendatang.
sumber : http://thesis.binus.ac.id/Doc/Bab1/2012-2-00975-MTIF%20Bab1001.pdf
Tidak ada komentar:
Posting Komentar