Makalah Seminar Kerja PraktekRADIO LOKOMOTIF UNTUK TELEKOMUNIKASI KERETA API

DI PT. KAI DAOP IV SEMARANG Rosyid Haryadi (L2F 007 072)

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro

ABSTRAKTransportasi merupakan salah satu kebutuhan utama manusia dalam menjalani kehidupan sehari hari. Atas

dasar itulah PT. Kereta Api Indonesia (Persero) senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi yang handal Faktor keamanan dan kelancaran tentunya menjadi pertimbangan.

Untuk mendukung hal tersebut dalam suatu perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi antara Pusat Kendali (PK) perkeretaapian dan lokomotif. Maka dari itu PT Kereta Api Indonesia (Persero) menggunakan Sistem Radio Lokomotif untuk melakukan pemantauan dan komunikasi terhadap perjalanan kereta api agar senantiasa aman, lancar dan terkendali.

Kata Kunci : Kereta api, Telekomunikasi, Radio Lokomotif

1. PENDAHULUAN1.1 Latar Belakang

Melihat semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini, tuntutan terhadap metode pengajaran, pendidikan, dan materinya juga harus ditingkatkan. Untuk itu, Universitas Diponegoro Semarang sebagai lembaga akademis yang berorientasi pada riset dan teknologi, menetapkan kurikulum yang mampu mengakomodasi perkembangan yang ada. Bidang teknik elektro merupakan salah satu bidang yang terus mengalami perkembangan yang begitu pesat. Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, yang merupakan pendidik di bidang teknik elektro, dalam hal ini selalu berusaha menciptakan kompetensi lulusan yang diharapkan dapat menghadapi persaingan global yang dapat bermanfaat bagi. Atas tuntutan tersebut diadakanlah kerja praktek untuk mengakomodasi kebutuhan akan lulusan yang mengerti mengenai dunia kerja yang akan dihadapi.

Salah satu kebutuhan yang mendesak saat ini adalah adanya sarana transportasi yang aman, nyaman dan bebas dari macet. Sejak didirikan tahun dengan nama Djawatan Kereta Api Republik Indonesia pada tahun 1945 hingga saat ini berganti nama menjadi PT. Kereta Api Indonesia (Persero), PT. KAI senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi. Untuk mendukung kelancaran perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi yang andal antara Pusat Kendali (PK) perkeretaapian dan lokomotif. Untuk menunjang hal tersebut maka PT KAI menggunakan Sistem Telekomunikasi Radio Lokomotif.

1.2 TujuanTujuan dari Kerja Praktek di PT. KAI DAOP

IV Semarang adalah :

a. Mengetahui tentang sistem telekomunikasi radio kereta api.

b. Mengetahui prinsip kerja radio lokomotif yang digunakan dalam sarana telekomunikasi kereta api dengan pusat kendali.

1.3 Pembatasan MasalahDalam melakukan penyusunan

makalah kerja praktek ini, agar pembahasan menjadi terarah, penulis akan membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas. Adapun pembahasan yang penulis angkat adalah :

a. Menjelaskan prinsip dasar sistem telekomunikasi radio lokomotif.

b. Dibahas mengenai penggunaan radio lokomotif.

c. Pembahasan mengenai prinsip kerja radio lokomotif dibatasi pada hanya blok diagram dan tidak secara mendetail rangkaiannya maupun troubleshooting.

2. SISTEM TELEKOMUNIKASI DI PT KERETA API INDONESIA (PERSERO)

2.1 Gambaran UmumSistem telekomunikasi di PT Kereta

Api Indonesia meliputi :a. Digital Communication

Digital Communication untuk mengawasi perjalanan kereta api yang terdirir dari microwave, line communicaton, carries telephony, dan data traffic.

b. Train Dispatching System

Train Dispatching System merupakan sistem komunikasi suara dan persinyalan antara Train Dispatch Centre dengan waystation dan lokomotif untuk mengontrol lalu lintas kereta api. Dengan komunikasi semi duplex panggilan dan laporan dari setiap waystation akan diterima oleh train dispatch centre (TDC) . Dari train dispatch centre inilah lalu lintas kereta api bisa dikontrol. Setiap kereta api yang datang kepada stasiun tertentu, jam kedatangan dan kondisinya akan dilaporkan oleh stasiun tersebut melalui pesawat waystation kepada train dispatch centre, sehingga adanya kecelakaan maupun keterlambatan kereta api bisa diketahui oleh train dispatch centre.

2.2 Train Dispatching SectionJaringan PT Kereta Api Indonesia di Pulau

Jawa terbagi menjadi 25 section untuk keperluan train dispatching system. Tiap section memiliki Train Dispatch Control Centre (TDCC) yang mengatur perjalanan kereta api yang berada di section tersebut. Adapun pembagian section tersebut terdapat dalam tabel dan gambar berikut.

R69 Banyuwangibar

u

R14 Semarang

R 39 Solobalapan

R60 Malang

R62 Probolinggo

R11 Pekalongan

R19 Cepu

R50 SerangR49 Rangkasbitung

R48 Parungpanjang

R1A Manggarai

R1 Jakarta

R2 Bekasi

R3 Krawang

R4 Cikampek

R5 Pegadenbaru

R5A Cilegeh

R6 Jatibarang

R7 CirebonR8 Cileduk

R9 Tegal

R10 Pemalang

R12 Plabuhan

R13 Kaliwungu

R17 SulurR18 Randublatung

R22 Lamongan

R46 Sidoarjo

R61 Grati

R64 Klakah

R24 Sasaksaat

R25A Cimahi

R26 Bandung

R27 NagregR28 Cipeundeuy

R29 Tasikmalaya

R25 Padalarang

R30 Banjar

R31 Jeruklegi

R52 Songgom

R53 PrupukR54 Singkup

R55 Sindang

R56 Purwokerto

R57B

rodjul

R38 Klaten

R40 SragenR41 Walikukun

R41A Paron

R59 Lawang

R33 Ijo

R34 Kutowinangun

R35 Bukitjeruk

R37 Yogyakarta

R43 Saradan

R42 Madiun

R44 Kertosono

R45 Mojokerto

R32 Kroya

R31A Cilacap

R47 Sumberlaw

ang

R37A Prambanan

RU1

PleredDe

pok

R66 Jember

R23 Surabaya

R16 Gambringan

R15 Tegowanu

R21 Babat

R20 Bojonegor

o

RU6 Kediri

RU7 Tulungagung

RU8 Blitar

RU9 KesambenRU10

KarangkatesRU11 Ngebruk

R58 Bangil

GambirS24

B3S1

A1E2

RU2

Tunne

l A1A2

A2A1 A3

A2

S7D3

D2

D1

S8

S9

F1F2

S18

S17

S3

RU 3

Tunnel C2

C1

C1

A3A2

S4A1

S5

F1

F3F2

F2F3

C2

G1

G2

G3

RU 3

Tunnel S11B3

D3

D2

D1

D3D3

A2A1

A3

D3

G1

C2

C3

C1

C2

D1D3

D2D3

D1

D2

B1B3

S6G

2C1S15

S16

S19A1

A2A3

S20C1

RU12 Tunnel

C2

C3

C3

S21

S12S14

S10

G2G1

G3

S2

D3D2

B3

B1

S13

S23Bogor

G1 Pasarmin

ggu

Tanahabang

Tanger

angS25C3

A3A2

C1

C2

B2B1

G3G2

BPL-ST

C3S

22

u

Gambar 1. Section Map

Tabel 1.Train dispatch Section

162.2 Hz173.8 Hz186.2 Hz173.8 Hz162.2 Hz186.2 Hz186.2 Hz162.2 Hz173.8 Hz162.2 Hz173.8 Hz186.2 Hz186.2 Hz186.2 Hz162.2 Hz173.8 Hz186.2 Hz186.2 Hz162.2 Hz173.8 Hz186.2 Hz162.2 Hz162,2 Hz173,8 Hz162,2 Hz

S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14S15S16S17S18S19S20S21S22S23S24S25

TAM BUN TO C IKAM PEKCIKAM PEK TO CIREBONCIREBON TO TEGALTEGAL TO SEM ARANGSEM ARANG TO BOJONEGO ROBOJONEG O RO TO SURABAYACIKAM PEK TO BANDUNGBANDUNG TO BANJARBANJAR TO KRO YAKRO YA TO KUTO ARJOKUTO ARJO TO YO G YAKARTAYOG YAKARTA TO W ALIKUKUNCISAUK TO M ERAKW ALIKUKUN TO KERTOSO NOM O JO KERTO TO BLITARM O JO KERTO TO SURABAYACIREBON TO PRUPUKTEGAL TO KRO YASURABAYA TO M ALANGBANG IL TO JEM BERJEM BER TO M ENENGBPL-STPASARM ING G U TO BO GO RJAKARTA – M ANGG ARAI – BEKASITANAHABANG – SERPONG - TANG ERANG

EGDAFBADFGBDBACGBCDACCGAC

CTCSSFREQUENCY

M ANG GARAIC IREBO NCIREBO NSEM ARANGSEM ARANGSURABAYABANDUNGBANDUNGPURW O KERTOPURW O KERTOYO G YAKARTAYO G YAKARTAM ANG GARAIM ADIUNM ADIUNSURABAYACIREBO NPURW O KERTOSURABAYAJEM BERJEM BERBPL-STM ANG GARAIM ANG GARAIM ANG GARAI

TD SECTION LOCATION DISPATCH CONSOLE

LOCATIONFREQUENCYQUADRUPLE

2.3 Train Dispatch System Radio

Network

Train Dispatch System Radio Network (TDSRN) terdiri atas sejumlah omnibus yang terkoneksi pada VHF radio basestation yang beroperasi pada 170 MHz band pada komunikasi semi duplex. Semi duplex antara TD dan lokomotif atau Waystation. Koneksi antar basestation dipengaruhi oleh kanal jaringan microwave. Adapun basestation berfungsi sebagai repeater talk through full duplex dan jangkauannya mencakupi seluruh bagian section melalui koneksi omnibus menuju basestation lain.

Adapun komunikasi antar waystation, antar lokomotif maupun antara waystation dengan lokomotif dapat dilakukan dengan sistem simplex. Akan tetapi, komunikasi ini hanya dapat berlangsung setelah mendapat persetujuan dari Train Dispatch Centre.

3. SISTEM RADIO LOKOMOTIF

3.1 Sistem Radio LokomotifRadio Lokomotif memiliki tiga buah

modul, yakni satu buah Locomotive Transceiver Unit (LTU) dan dua buah Locomotive Radio Control Unit (LRCU).

3.1.1 Locomomtive Transceiver Unit (LTU)Adapun LTU memiliki bagian – bagian

sebagai berikut :a. Locomotive Transceiver Control Printed Circuit Boardb. Motorola SYNTRXc. DC / DC Converter

3.1.2 Locomotive Radio Control Unit (LRCU)Merupakan bagian yang memberikan beberapa

fasilitas dalam komunikasi antara lokomotif dengan Train Dispatch Centre dan kontrol operasional.

LRCU berfungsi untuk menampilkan informasi waktu, status channel maupun channel yang sedang dipilih serta melakukan kontrol operasional pada radio lokomotif. Dalam penggunaanya, LRCU tersambung dengan handset untuk melakukan pembicaraan baik dengan Tran Dispatch Centre maupun Lokomotif dan pesawat Waystation.

Gambar 2.Satu Unit LRCU

3.2. Pengoperasian

Gambar 3.Panel Depan LRCU

3.2.1. Pemilihan FrekuensiDalam radio lokomotif sudah tersimpan daftar

channel 1 hingga channel 25 beserta frekuensi yang

digunakan pada tiap – tiap channel. Channel yang akan dipakai harus disesuaikan dengan section tempat LRS berada agar koordinasi antara lokomotif dan Train Dispatch Centre dapat berjalan lancar.3.2.2. Membuat Panggilan

Untuk membuat panggilan, terdapat tiga jenis panggilan berdasarkan prioritas dan tata cara pemanggilan. Adapun jenis panggilan tersebut yakni panggilan normal, panggilan prioritas dan panggilan darurat.a. Panggilan Normal

Untuk melakukan panggilan ke Train Dispatcher, waystation ataupun lokomotif lain maka menggunakan tombol Request to Speak. b. Panggilan Prioritas

Panggilan prioritas dapat dilakukan dengan menggunakan PC (Priority Call). Adapun tingkatannya masih di bawah panggilan darurat. Panggilan prioritas biasanya dilakukan untuk melaporkan posisi dan perubahan kereta api dalam perjalanan. c. Panggilan Darurat

Panggilan darurat dilakukan ketika terjadi hal-hal yang membutuhkan respon sangat cepat dari Train Dispatcher. Misalkan terjadi bahaya yang mengancam keselamatan perjalanan kereta api. Masing – masing LRCU memiliki dua tombol emergency. Untuk melakukan panggilan darurat maka masinis menekan kedua tombol EMERG secara bersamaan. Kode emergency akan dikirim ke Train Dispatch System Console. Kemudian masinis dapat melakukan pembicaraan langsung dengan Train Dispatcher.

3.2.3. Panggilan MasukTerdapat beberapa jenis panggilan

masuk, yakni panggilan normal dan panggilan STOP. Ketika ada panggilan masuk, LRCU akan mengeluarkan bunyi RING TONE.a. Panggilan Normal

Ketika panggilan datang masinis dapat menggunakan handset untuk berbicara dengan Train Dispatcher.b. Panggilan Stop

Panggilan STOP datang ketika Train Dispatcher memilih Locomotive Identification Number. Apabila terjadi panggilan masuk maka radio lokomotif mengirimkan pesan acknowledge kepada Train Dispatch System Console.

3.3. Prinsip Kerja3.3.1. Locomotive Transceiver Unit

Berikut ini adalah gambar diagram blok Locomotive Transceiver Control PCB.

Gambar 4. Locomotive Transceiver Control PCB

a. Penerimaan SuaraSinyal suara yang diterima dari Motorola

SYNTRX transceiver kemudian diteruskan ke penguat buffer. Aras keluaran dari penguat buffer diharapkan mendekati 0 dBm. Sinyal suara ter-buffer kemudian diumpankan ke modem FFSK dimana sinyal digital yang datang akan dideteksi dan diawasandikan. Sinyal suara ter-buffer juga diumpankan ke PCM codec yang kemudian diubah menjadi sinyal ucapan analog dalam bentuk Pulse Code Modulation (PCM).

Sinyal ucapan PCM kemudian dikombinasikan dengan control digital dan data status dalam modem suara PCM dan data untuk tiap LRCU. Komunikasi antara LTU dan LRCU adalah full duplex melalui satu pasang kabel.

b. Pemancaran SuaraSuara dari mkrofon pada LRCU yang sedang

aktif disalurkan dalam bentuk Digital PCM. Suara tersebut diterima oleh modem suara dan data dan diteruskan ke digital switch. Kemudian digital switch mengarahkan PCM voice ke PCM codec yang kemudian sinyal suara dalam bentuk PCM tersebut diubah menjadi sinyal suara analog. Selanjutnya sinyal suara analog tersebut diteruskan melalui voice mute dan penguat buffer menuju bagian pemancar dari Motorola SYNTRX Transceiver.

c. Persinyalan Digital Informasi status dan kontrol digital diteruskan

menuju dan dari mikrokontroler melalui port serial RS-232-C full-duplex asynchronous dan dioperasikan pada 9600 bps. Untuk transmisi melaui

data link, bit mulai dan bit akhir dihapus dan bit data diubah menjadi 8 kbps aliran data sinkron. Sinyal suara PCM dihasilkan dalam 8 bit cuplikan dengan laju cuplikan 8 kHz. Dua bit data kontrol dan data status akan ditambahkan dalam tiap cuplikan suara untuk menghasilkan 10 bit paket data untuk transmisi. Pada penerapannya, hanya satu bit data yang dipancarkan dan bit yang lain tidak terpakai.

d. Pemilihan PanggilanSinyal suara dari radio transceiver

dihubungkan pada masukan modem FFSK yang mengawasandikan pilihan panggilan masuk. Adapun data digital disalurkan ke mikrokontroler melalui data bus.

Transceiver dalam kondisi normal tidak difungsikan oleh mikrokontroler. Voice mute dipakai sehingga tidak ada masukan sinyal ucapan menuju penguat audio TX. Modem FFSK mati dan FFSK mute dipakai. Saat masinis menekan tombol permintaan panggilan (RTS) pada LRCU, mikrokontroler mengoperasikan keluaran PTT, mematikan FFSK mute dan ,menyebabkan modem FFSK menghasilkan panggilan digital dari jenis yang diminta. Pada akhir panggilan, FFSK tone dimatikan, FFSK mute akan dihidupkan, dan PTT line tidak digunakan.

Ketika panggilan diterima oleh Train Dispatch System Console, acknowledgement digital dikirim sehingga mengubah keadaan indikator status panggilan pada LRCU tetapi tidak mengubah kontrol transceiver. Ketika Train Dispatcher siap untukl berbicara dengan pemanggil, Train Dispatcher akan mengirim tanggapan digital kedua yang akan mengaktifkan fungsi kirim dan terima transceiver sehingga komunikasi dapat dilakukan.

3.3.2. Locomotive Radio Control Unit (LRCU)

Berikut ini adalah gambar diagram blok LRCU.

Gambar 5 Diagram blok LRCUa. Penerimaan Suara

Suara yang diterima dari modem PCM Voice dan data diubah menjadi sinyal analog oleh PCM codec. Kemudian sinyal tersebut dilewatkan melalui mute circuit ke penguat earpiece dan ke penguat loudspeaker yang dilengkapi dengan kendali volume.

Selama penerimaan, earpiece dan loudspeaker muting difungsikan. Hal ini membuat earpiece dan loudspeaker dapat bekerja dengan normal. Alarm panggilan dihasilkan oleh mikrokontroler dan dicampur dengan sinyal loudspeaker. Aras sinyal alarm tidak berpengaruh pada kendali volume. Alarm akan diam dengan menekan tombol Alarm Cancel atau dengan menekan tombol PTT. b. Pemancaran Suara

Keluaran dari mikrofon masinis terhubung langsung dengan masukan dari PCM codec. Selanjutnya masukan tersebut diubah dalam bentuk PCM. Cuplikan suara terdigital diteruskan menuju modem suara dan data. Modem tersebut nantinya akan me-multiplex data suara dan data kontrol dan memodulasi fasa pembawa dengan paket data komposit.c. Persinyalan Digital

Kontrol digital dan informasi status diteruskan diantara mikrokontroler dan LTU pada 9600 bps melalui full-duplex serial asynchronous port. Untuk persinyalan, bit mulai dan bit berhenti dihilangkan dari informasi asinkron dan bit data diubah menjadi aliran data sinkron 8 kbps. Sinyal suara PCM dihasilkan dalam cuplikan 8 bit pada laju pencuplikan 8 kHz. Dua bit dari kontrol dan data status ditambahkan pada tiap cuplikan suara untuk menghasilkan paket 10 bit untuk komunikasi melalui modem suara dan data. Pada penerapannya, hanya satu bit data yang digunakan.

Paket data dimodulasi fasa pada pembawa 256 kbps dan dikirim sebagai burst of data sebagai tanggapan dari burst yang sama dari master modem pada pengendali transceiver. Pergantian dua arah dari paket data dengan suara terpenuhi dalam periode 125µs di antara cuplikan suara yang menyediakan komunikasi full duplex.

Paket yang datang di-demultiplex oleh modem suara dan data. Cuplikan suara PCM diumpankan

menuju codec untuk pengubahan kembali menjadi bentuk analog untuk mengumpan earpiece dan loudspeaker. Sinyal digital sinkron pada laju 8kbps diubah menjadi sinyal asinkron 9600 bps yang akan diumpankan menuju port serial dari mikrokontroler.

3.3.3. DC/DC Converter – Model DC 150

Gambar 6 Diagram blok DC/DC Converter

DC/DC Converter DC150 adalah sebuah switchmode power supply yang dirancang secara khusus untuk menyediakan energy listrik untuk standart mobile transceiver saat alat tersebut digunakan dalam lingkungan perkeretaapian. DC150 memiliki jangkauan masukan yang lebar yakni antara +48 Volts DC hingga +100 Volts DC dan mendapatkan masukan dari catu daya lokomotif. Adapun keluarannya memiliki jangkauan antara +10,5 Volts DC hingga +16,0 Volts DC yang menyediakan catu daya untuk transceiver.

4. KESIMPULAN

Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut :

1. Radio Lokomotif terdiri dari dua bagian, yakni Locomotive Transceiver Unit (LTU) dan Locomotive Radio Control Unit (LRCU).2. Locomotive Transceiver Unit terdiri dari Locomotive Transceiver Control PCB, Motorola SYNTRX dan DC/DC Converter. 4. Pemilihan frekuensi kerja pada Radio Lokomotif dilakukan dengan mengganti nomor channel dimana nomor channel disesuaikan dengan section dan lokasi daerah operasi. Terdapat tiga jenis panggilan, yakni panggilan biasa, panggilan prioritas dan panggilan emergency.

5. Apabila pesawat radio loko hendak berkomunikasi dengan pesawat radio lokomotif yang lain atau pesawat waystation maka harus melalui PK.6. Tiap-tiap radio loko memiliki nomor identitas yang tersimpan dalam chip EPROM pada modem FFSK7. DC/DC Converter DC150 meupakan perangkat yang memberikan catu daya bagi LRS yang berasal dari pembangkit pada lokomotif.

DAFTAR PUSTAKA[1] Freeman, L. Roger, “Telecommunications Transmission Handbook”, A Wiley-Interscience Publication, 1998.

[2] Sklar, Bernard, “Digital Communication : Fundamental and Application Second Edition”, Prentice Hall.

[3] Xiong, Fuqin, “Digital Modulation Technique Second Edition”, Artech House

[4] ---, http://www.kereta-api.co.id November 2011.

[5] ---, http://en.wikipedia.org/wiki/CTCSS Desember 2011

[6] ---, http://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi Desember 2011

[7] ---, http://en.wikipedia.org/wiki/Professional_mobile_radio Desember 2011

[8] ---, Train Radio Equipment : Locomotive Radio System, LSE.

BIODATARosyid Haryadi (L2F007072). Lahir di Jakarta, 07 Mei 1989. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN 02 Harjosari SMPN 3 Adiwerna, SMAN 3 Slawi, dan sekarang tercatat sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2007, Konsentrasi Elektronika dan

Telekomunikasi..

MenyetujuiDosen Pembimbing

Ir. Ngatelan, M.T. NIP. 19520727 198203 1 003