hub.vol,kecepatan dan kepadatan lalulintas

8/11/2019 Hub.vol,Kecepatan Dan Kepadatan Lalulintas

1/11

1

HUBUNGAN VOLUME, KECEPATAN, DAN KEPADATANLALULINTAS DI RUAS JALAN H.R. RASUNA SAID (JAKARTA)1

Ofyar Z. Tamin2

Abstrak: Perilaku pergerakan arus lalulintas pada suatu ruas jalan dan kemampuan ruas jalantersebut dalam menampung arus lalulintas perlu mendapat perhatian khusus bagi perencana jalankarena akan menyangkut kualitas dan kuantitas pelayanan dari sistem jaringan jalan secara lebihluas.Volume (Q), kecepatan (Us), dan kepadatan (D)merupakan tiga parameter utama yangsangat mempengaruhi karakteristik operasional arus lalulintas. Tulisan ini akan menjelaskanadanya saling keterkaitan antara ketiga buah parameter tersebut dan bagaimana pentingnyamengetahui hubungan antara ketiga buah parameter tersebut.

PENDAHULUAN

Dalam perancangan, perencanaan dan penetapan berbagai kebijaksanaan sistemtansportasi, teori pergerakan arus lalulintas memegang peranan yang sangat penting.Kemampuan menampung arus lalulintas sangat bergantung pada keadaan fisik dari jalantersebut, baik kualitas maupun kuantitasnya serta karakteristik operasional lalulintasnya.

Teori pergerakan arus lalulintas ini akan menjelaskan mengenai kualitas dan kuantitasdari arus lalulintas sehingga dapat diterapkan kebijaksanaan atau pemilihan sistem yangpaling tepat untuk menampung lalulintas yang ada. Untuk memenuhi penerapan teoripergerakan lalulintas digunakan metode pendekatan matematis dan fisis untukmenganalisis gejala yang berlangsung dalam arus lalulintas. Salah satu cara pendekatanuntuk memahami perilaku lalulintas tersebut adalah dengan menjabarkannya dalambentuk matematis dan grafis.

Suatu peningkatan dalam volume lalulintas akan menyebabkan berubahnya perilakulalulintas. Secara teoritis terdapat hubungan yang mendasar antara volume dengankecepatan serta kepadatan. Hubungan antara kecepatan dan arus lalulintas (volume)ini dapat dipakai sebagai pedoman untuk menentukan nilai matematis dari kapasitasjalan untuk kondisi yang ideal. Hubungan antara kecepatan dan volume lalulintas secaramendasar dapat dinyatakan sebagai berikut: apabila arus lalulintas pada suatu ruasjalan bertambah maka kecepatan pada ruas jalan tersebut akan berkurang.

Dengan menggunakan hubungan antara kecepatan dengan volume lalulintas, maka dapatdiketahui peningkatan arus dan hasil kecepatan kendaraan pada ruas jalan tertentu

sampai terjadinya kemacetan pada jalur tersebut. Hubungan kecepatan dengan volumelalulintas tersebut dapat dipakai sebagai dasar dalam penerapan ManajemenLalulintas.

1

dipublikasikan di Jurnal Teknik Sipil, Jurusan Teknik Sipil ITB, No 5, Hal 111, ISSN: 08532982.2 Ketua Kelompok Bidang Keahlian Rekayasa Transportasi, Jurusan Teknik Sipil, ITB dan Wakil Ketua

Program Magister Transportasi, ITB.


2/11

2

TINJAUAN PUSTAKA

1. Definisi

Dalam suatu pergerakan arus lalulintas pada jalan raya terdapat 3 (tiga)variabel utama

yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik arus lalulintas yaitu:

a. Volume (Flow/Q) didefinisikan sebagai jumlah kendaraan yang melewati suatutitik tinjau tertentu pada suatu ruas jalan per satuan waktu tertentu(kendaraan/jam).

b. Kecepatan (Speed/Us) didefinisikan sebagai jarak yang dapat ditempuh suatukendaraan persatuan waktu. Satuan yang biasa digunakan adalah meter/detik ataukilometer/jam.

c. Kepadatan (Density/D) didefinisikan sebagai jumlah kendaraan persatuan

panjang jalan tertentu. Satuan yang digunakan adalah kendaraan/kilometer ataukendaraan/meter.

2. Hubungan Dasar Antara Kecepatan, Volume dan Kepadatan.

Hubungan dasar antara variabel kecepatan, volume dan kepadatan dapat dinyatakandalam persamaan sebagai berikut:

Q = Us * D (1)

dimana:Q = volume (kendaraan/jam)Us = kecepatan rata-rata ruang (km/jam)D = Kepadatan (kendaraan/km)

Jika telah diketahui harga dua variabel diatas maka variabel lainnya dapat dihitungdengan menggunakan rumus tersebut.

3. Hubungan Grafis Antara Kecepatan Volume dan Kepadatan

Hubungan antara kecepatan, volume dan kepadatan dapat digambarkan secara grafisdengan menggunakan persamaan matematis yang merupakan persamaan dasar daripergerakan arus lalulintas. Gambar 1memperlihatkan saling keterkaitan antara variabel

kecepatan, volume dan kepadatan dari suatu pergerakan arus lalulintas.

- Hubungan kecepatan dan volumeHubungan mendasar antara kecepatan dan volume adalah: dengan bertambahnyavolume lalulintas maka kecepatan rata-rata ruangnya akan berkurang sampaikepadatan kritis (volume maksimum) tercapai. Setelah kepadatan kritis tercapaimaka kecepatan rata-rata ruang dan volume akan berkurang.

- Hubungan volume dan kepadatanPada gambar 1dapat dilihat bentuk umum dari hubungan ini. Bagian 12padagambar tersebut adalah klasifikasi normal dan dikatakan sebagai kondisi arus bebas

(free flow). Bagian 23 memperlihatkan kondisi mendekati arus tak stabil(approaching unstable flow). Pada saat di titik 3 merupakan kecepatan pada


3/11

3

saat kepadatan kritis. Bagian 34menunjukkan kondisi arus tak stabil (unstable

flow) dan bagian 45menunjukkan kondisi terjadi kemacetan (forced flow).

q (vehicles/hour) capacity

tg ()= C/k0

k (vehicle/km)Us(km/hour) Us(km/hour)

Uf

0 k0 k (vehicle/km) q (vehicle/hour)

Gambar 1: Grafik Hubungan Kecepatan, Volume, dan kepadatan

- Hubungan kecepatan dan kepadatanHubungan antara kecepatan dan kepadatan dapat dilihat pada gambar 1dimanasebagai penyederhanaan hubungan tersebut dinyatakan linier. Secara umumkecepatan akan menurun apabila kepadatan bertambah. Kecepatan arus bebas(Uf) akan terjadi apabila kepadatan=0 (titik A) dan pada saat kecepatan=0(titik B) maka terjadi kemacetan (jam density).

Pada gambar 1 menunjukkan bahwa kepadatan akan bertambah apabila volumenyajuga bertambah. Pada saat tercapainya volume maksimum maka kapasitas jalur jalansudah tercapai (titik C). Setelah mencapai titik ini volume akan menurun walaupunkepadatan bertambah sampai terjadi kemacetan (titik B).

4. Hubungan Variabel Berdasarkan Pengamatan Lapangan (LinearRegression Approach)

Model ini adalah model terawal yang tercatat dalam usaha mengamati perilaku lalulintas.

Greenshields (1934) mengadakan studi pada jalan luar kota Ohio, dimana kondisilalulintas memenuhi syarat karena tanpa gangguan dan bergerak secara tetap (steadystate condition). Greenshieldsmendapatkan hasil bahwa hubungan antara kecepatandan kepadatan bersifat kurva linier.

Berdasarkan penelitian-penelitian selanjutnya, terdapat hubungan yang erat antara modellinier ini dengan keadaan data di lapangan. Hubungan liner kecepatan dan kepadatan inimenjadi hubungan yang paling populer dalam tinjauan pergerakan lalulintas, mengingatfungsi hubungannya adalah yang paling sederhana sehingga mudah diterapkan. Model inidapat dijabarkan sebagai berikut:

Us= Uf (Uf/Uj) . D (2)


4/11

4

dimana:Uf = kecepatan rata-rata ruang dalam keadaan arus bebasDj = jam density (kepadatan pada saat macet total)

Untuk mendapatkan nilai konstanta Uf dan Dj, persamaan (2) dapat diubah menjadi

persamaan linierY=A+BXdengan memisalkan Us=Y; D=X; Uf=Uf/Dj=b.

Kedua konstanta tersebut dapat dinyatakan sebagai kecepatan bebas (free flow speed)dimana pengendara dapat memacu kendaraannya sesuai dengan keinginannya dankepadatan macet (jam density) dimana kendaraan tidak dapat bergerak sama sekali.

Hubungan antara volume dan kepadatan dicari dengan mensubstitusikan persamaan(2)ke persamaan (1), didapat:

Uf.D (Uf/Dj). D2 (3)

Persamaan ini merupakan persamaan parabola Q=f(D)

Bila D=Q/Us, maka berdasarkan persamaan (3) didapat hubungan volume dankecepatan adalah:

Q = Dj.Us (Dj/Uf).Us2 (4)

Persamaan ini juga merupakan fungsi parabola antara Q=f(Us). Jadi dapat disimpulkanbahwa jika terdapat hubungan linier antara kecepatan dan kepadatan, maka hubunganantara kecepatan dengan volume maupun volume dengan kepadatan akan berfungsiparabolik.

5. Hubungan Variabel Berdasarkan Kondisi Batas

Pendekatan ini diambil langsung dari syarat batas (boundary condition) titik-titik padakurva dasar kepadatan, volume dan kecepatan. Drew dan Underwoodmemperlihatkanbahwa hipotesis dari volume lalulintas merupakan hubungan eksponensial antarakecepatan dan kepadatan yang dinyatakan sebagai berikut:

Us = Uf . exp(-D/Dm) (5)

dimana:Uf = Kecepatan pada kondisi arus bebas

Dm = Kepadatan pada saat volume maksimum

Untuk mendapatkan nilai konstanta Uf dan Dm, persamaan (5) dapat diubah menjadipersamaan linierY=A+BXsebagai berikut:

ln Us= ln Uf D/Dm (6)

dengan memisalkan: ln Us=Y; D=X; ln Uf=a; -1/Dm=b

Bila persamaan (5) disubstitusikan ke persamaan (1) maka hubungan volume dankecepatan berupa:

Q = D.Uf.exp(-D/Dm) (7)Sedangkan untuk hubungan volume dan kepadatan adalah:


5/11

5

Q = Us.Dm.ln(Uf/Us) (8)

6. Hubungan Variabel Berdasarkan Analogi Fisik

Hubungan ini dibuat dengan mengasumsikan bahwa arus lalulintas mempunyai kesamaan

dengan arus fluida. Greenberg pada tahun 1959, menganalisa hubungan antarakecepatan dan kepadatan dengan mempergunakan asumsi persamaan kontinuitas daripersamaan gerakan benda cair. Persamaan tersebut dinyatakan sebagai berikut.

dUs/dt = -(c2/D). (dD/dx) (9)

dimana:Us = kecepatan rata-rata ruang (km/jam)D = kepadatan (kend/km)x = jarak (km)t = waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak xc = konstanta

Dengan menggunakan asumsi diatas, Greenberg mendapatkan hubungan antarakecepatan dan kepadatan adalah sebagai berikut:

Us = Um.ln(Dj/D) (10)

Untuk mendapatkan nilai konstanta Um dan Dj, persamaan (10) dapatditransformasikan menjadi:

D = Djexp (Us/Um) (11)

Persamaan (11)kemudian diubah menjadi persamaan linier Y=A+Bx sebagai berikut:

ln D = ln Dj+ Us/Um (12)

dengan memisalkan: ln D=Y; Us=X; ln Dj=a; 1/Um=b

Untuk hubungan antara volume dengan kepadatan berlaku persamaan

Q = Um.D2.ln(Dj/D) (13)

Dan untuk hubungan antara volume dengan kecepatan berlaku persamaan:

Q = Us. Dj.exp(Us/Um) (14)

Studi greenberg ini dilakukan di terowongan Lincoln (New York) dan dari percobaanmenunjukan bahwa pendekatan ini merupakan model yang paling sesuai.

7. Analisa Persamaan Regresi Linier

Model arus lalulintas yang umum untuk menentukan karakteristik spesifik sepertikecepatan dan kepadatan adalah analisis regresi. Metode ini dilakukan denganmeminimalkan total nilai perbedaan kuadratis antara observasi dan nilai perkiraan dari

variabel tidak bebas (dependent).


6/11

6

Bila variabel tidak bebas linier terhadap variabel bebas, maka hubungan dari keduavariabel itu dikenal dengan analisis regresi linier. Bila hubungannya lebih dari dua variabelbebas tersebut sebagai analsis linier berganda. Bila variabel tidak bebas (Y) dan variabelbebas (X) mempunyai hubungan linier, maka fungsi regresi adalah:

Y =A +BX (15)

KonstantaAdan Bdapat dicari dengan persamaan-persamaan dibawah ini:

2i

2i

iii2ii

)x()XN.(

)Y).(X(X)X).((YA (16)

2i

2i

iiii

)x()XN.(

)Y).(X()YXN.(B (17)

dimana:N = jumlah data yang diperolehXi = observasi ke iuntukxYi = observasi ke iuntuky

Pengukuran untuk mengetahui sejauh mana ketepatan fungsi regresi adalah denganmelihat nilai koefisien korelasi (R). Jika Rsemakin mendekati 1, maka persamaan regresisemakin baik.

STUDI LAPANGAN

1. Lokasi Penelitian

Dalam melakukan pengumpulan data hal yang pertama harus dilakukan adalah pemilihanlokasi survei. Pemilihan ini mempunyai maksud sebagai berikut:

a. Untuk mendapatkan data-data yang tepat untuk analisa lebih lanjut.b. Untuk mendapatkan hasil yang memuaskan sehingga dapat tercapai tujuan yang

diinginkan.

Dalam melakukan pemilihan lokasi perlu ditinjau beberapa kondisi untuk mendapatkan

yang sesuai dengan kriteria pemilihan lokasi. Adapun kriteria dalam pemilihan lokasitersebut sebagai berikut:

a. Lokasi survei dilakukan pada pertengahan ruas jalan yang menghubungkan duabuah persimpangan baik dengan lampu pengatur lalulintas maupun tidak.

b. Ruas jalan mempunyai lebar yang seragam. Apabila dijumpai parkir kendaraanditepi jalan tersebut, maka lebar efektif jalan tersebut adalah lebar jalan yang dapatdilalui arus lalulintas.

c. Kondisi perkerasan jalan dan desain geometrik jalan dalam keadaan baik, artinyajalan rata dan lurus

d. Ruas jalan diusahakan sesedikit mungkin terjadinya gangguan, baik akibat

kendaraan yang ingin memutar, masuk ke jalur lambat, lampu pengatur lalulintasdan gangguan dari pejalan kaki yang dapat mengganggu kelancaran arus lalulintas.


7/11

7

Data lokasi survey Jalan HR. Rasuna Said untuk 1 jalur sebagai berikut:

- lebar jalan : 17.5 meter (jalu cepat dan jalur lambat)- lebar jalan efektif : 10.5 meter (jalurcepat)- Panjang jalan yang diamati : 200 meter

Dengan pertimbangan ruas jalan tersebut masih dapat terlihat jelas di kamera dan waktutempuh kendaraan yang dapat dihitung lebih teliti.

GRAFIK USVS D

Gambar 2: Hubungan Kecepatan (Us) dengan kepadatan (D) berdasarkan modelGreenshields, Greenberg dan Underwood

2. Periode Survey

Untuk mendapatkan hubungan matematis yang teliti perlu diperhatikan periode surveykarena untuk mendapatkan hubungan tersebut memerlukan data volume dan kecepatanyang bervariasi. Dengan ketentuan diatas maka survey dilakukan selama 4 hari dalamwaktu 8 jam. Dalam mencari hubungan-hubungan seperti telah dijelaskan diatas makadiperlukan data sebagai berikut:

- Data kecepatan sesaat (spot speed) tiap jenis kendaraan- Data volume tiap jenis kendaraan


8/11

8

GRAFIK USVS Q

Gambar 3: Hubungan Kecepatan (Us) dengan Volume (Q) berdasarkan modelGreenshields, Greenberg dan Underwood

Jenis kendaraan dibagi menjadi 4 jenis yaitu:

- PV= Private Vihicle (sedan, taksi, pickup, minibus)- Micro Bus dan Micro Truck- Bus- Truck


9/11

9

GRAFIK Q VS D

Gambar 4: Hubungan Volume (Q) dengan Kepadatan (D) berdasarkan modelGreenshields, Greenberg dan Underwood

3. Perhitungan Volume Lalulintas

Pengukuran data volume ini dilakukan secara manual dengan menggunakan counter,

tiap lima menit dan untuk tiap jenis kendaraan. Dengan mengalikan faktor SMP (SatuanMobil Penumpang)untuk tiap jenis kendaraan dan kemudian menjumlahkannya makadiperoleh volume total untuk lima menit.

Nilai ekivalensi Satuan Mobil Penumpang (SMP)yang dipakai dalam studi ini adalah:

- Mobil Penumpang = 1.00- Mikro Bus = 1.40- Bus = 1.50- Truk = 2.00


10/11

10

DATA ANALISIS DAN PEMBAHASAN

1. Perhitungan Kecepatan (Us), Volume (Q) dan Kepadatan (D)

Data kecepatan dan volume yang didapat dari survey dibagi menjadi tiap 15 menitan.

Dengan menggunakan persamaan (1) maka akan didapat volume lalulintas (Q),kepadatan (D), kecepatan (Us)dalam periode 15 menitan.

2. Hubungan variabel kecepatan (Us), volume (Q), dan kepadatan (D)

Dalam studi ini untuk mencari hubungan antara variabel-variabel diatas, digunakanbeberapa studi yang dilakukan oleh Greenshields, Greenberg, dan Underwood sepertiterlihat pada persamaan (1)-(14).

- Analisis menurut studi GreenshieldsDengan menggunakan persamaan (2)(4), hubungan volume lalulintas (Q),kecepatan (U

s), dan kepadatan (D)dapat dinyatakan sebagai berikut:

Us = 67.5 0.0959.D R2= 0.76

Q = 67.5 D - 0.0959 D2Q = 6.5 Us0.0959 Us

2

- Analisis menurut Studi UnderwoodDengan menggunakan persamaan (5)(8), hubungan volume lalulintas (Q),

kecepatan (Us), dankepadatan (D)dapat dinyatakan sebagai berikut:

Us = 76.98 exp (-0.00318 D) R2= 0.94

Q = 76.98 D exp (-0.00318 D)Q = 313.73 Us ln (4.34/Us)

- Analisis menurut Studi GreenbergDengan menggunakan persamaan (10)-(14), hubungan volume lalulintas (Q),kecepatan (Us), dan kepadatan (D)dapat dinyatakan sebagai berikut:

Us = 23.52 ln(978/D) R2= 0.78

Q = 23.52 ln(979.8/D)Q = 979.8 Usexp (-0.04251 Us)

Untuk jelasnya hubungan antara variabel-variabel diatas berdasarkan model

Greenshields, Greenberg, dan Underwoodterlihat pada gambar 24.

KESIMPULAN DAN SARAN

1. Kesimpulan

Dari analisis yag telah diuraikan sebelumnya didapat beberapa kesimpulan yaitu:

a. Hubungan variabel kecepatan (Us), volume lalulintas (Q), dan kepadatan (D)dinyatakan dengan 3 (tiga) buah model yaitu: Greenshields, Greenberg, dan

Underwood. Dengan mengetahui model ini dapat dilakukan analisis yang lebih


11/11

11

mendalam mengenai karakteristik lalulintas sehingga berbagai macam penangananmasalah transportasi dapat dilakukukan.

b. Dari hasil analisi ketiga model tersebut, model Underwood memberikan tingkatakurasi terbaik (R2=0.94).

c. Dapat terlihat bahwa hipotesa yang menyatakan jika kepadatan bertambah makakecepatan akan menurun telah terbukti dengan model Underwood mempunyaitingkat akurasi terbaik.

2. Saran

Beberapa saran yang dapat diberikan pada studi ini yaitu:

a. Untuk mendapatkan hubungan variabel-variabel kecepatan, volume, dankepadatanuntuk kondisi non-perkotaanperlu diadakan survey pada beberapalokasi sehingga akan disimpulkan karakteristik lalulintas untuk kota Jakarta secaraumum dan menyeluruh.

b. Untuk mendapatkan kondisi arus lalulintas yang sebenarnya dan menyeluruh makasurvey harus dilakukan selama 1 hari penuh (24 jam), dan selama beberapa hari.

DAFTAR PUSTAKA

1. Wohl, M., and martin, B.V. (1967) Traffic System Analysis For Engineers andPlanner. Mcgraw Hill, New York.

2. Salter, R.J. (1976) Highway Traffic Analysis and Design. Mac Millan Press Ltd,

London.3. Pignataro, LJ. (1973)Traffic Engineering Theory and Practice. Prentice Hall, Inc.4. Highway Research Board (1985).Highway Capacity Manual. National Research

Council, Washington DC.5. Hoobs, F.D. (1979) Traffic Planning and Engineering Practice, Pergamon Press

Ltd.

6. Breiman, L. (1969)Space-Time Relationship in One way Traffic Flow. TransportResearch.

hub.vol,kecepatan dan kepadatan lalulintas

Documents