Tugas Rekayasa Transportasi

Disusun oleh kelompok ;

1.) Ahmad Bahyaqi Firdaus

2.) Fajar Rikko Setyawan

3.) Hermanton M. Said Azis

4.) Muhammad Suhud

5.) Muhammad Rio Risanta

6.) Suwardi

1. PENDAHULUAN

Pada bab 4 kita telah mempelajari karakteristik-karakteristik dasar pengemudi, kendaraan, dan lingkungan. Pada bab ini, kita akan mengkaji lebih jauh tentang arus kendaraan yang bergerak secara individual atau berkelompok pada suatu jalan atau jalur, yang dipengaruhi oleh perilaku manusia dan dinamika kendaraan.

Adalah hal yang sangat penting untuk dapat merancang

danmengoperasikan sistem transportasi dengan tingkat efisiensi dan

keselamatan yang paling baik. Memahami prinsip-prinsip dasar teori arus

lalu-lintas merupakan salah satu cara untuk mencapai tujuan tersebut.

Dewasa ini,tidak ada teori pemersatu tentang arus lalu-lintas. Kebanyakan

pengetahuan yang terdapat dalam bidang ini lebih bersifat empiris.

Didalam bab ini, kita mempelajari topik ini pada tingkat dasar, dengan

harapan bahwa informasi yang tersedia akan membantu para insinyur

untuk memahami masalah-masalah yang muncul dalam bidang ini, dan

menyediakan perangkat dasar untuk memecahkan masalah-masalah

tersebut

• 2. SIFAT-SIFAT ARUS LALU LINTAS• Arus lalu lintas adalah suatu fenomena kompleks. Cukup dengan

sekedar pengamatan sepintas saja ketika kita berkendara di sebuah jalan tol (freeway), kita dapat mengetahui bahwa pada saat arus lalu-lintas meningkat, umumnya kecepatan akan menurun. Kecepatan juga akan menurun ketika kendaraan-kendaraan cenderung berkumpul menjadi satu entah dengan alasan apapun.

• • Arus lalu-lintas adalah suatu proses stokastik, dengan variasi –variasi

acak dalam hal karakteristikpengemudi serta interaksi diantara keduanya. Pernyataan ini membutuhkan penjelasan lebih lanjut. Adalah suatu hal umum untuk membuat model-model dari kenyataan dimana akibat dari variasi peluang atau dirata-ratakan, dimana sebarang input yang diketahui akan memberikan output yang dapat diduga secara tepat. Model-model ini adalah deterministik. Situasi lainnya adalah memperhitungkan variasi acak dalam model dan kemudian melihat probabilitas dari hasil yang ada. Metode pembuatan stokastik ini memperhitungkan berbagai variasi diantara hasil-hasil yang mungkin, bukan hanya hasil rata-rata (Lay, 1986a,1986b).

• 3. PENDEKATAN UNTUK MEMAHAMI ARUS LALU-LINTAS

• Interaksi antara kendaraan dan pengemudinya, dan juga dengan kendaraan-kendaraan lainnya, adalah suatu proses yang sangat kompleks. Terdapat tiga pendekatan utama untuk memahami dan menghitung arus lalu-lintas. Pendekatan pertama adalah pendekatan makroskopis adalah pendekatan yang paling tepat untuk mempelajari fenomena arus dalam keadaan stabil dan dengan demikian paling baik dalam menjelaskan efisiensi operasional keseluruhan dari sistem. Pendekatan kedua adalah pendekatan mikroskopis yang melihat respon dari setiap kendaraan secara terpisah-pisah.

• Disini kombinasi pengemudi-kendaraan individu akan dikaji, seperti dalam pergerakan kendaraan. Pendekatan ini digunakan secara luas didalam upaya pengamanan jalan raya. Pendekatan ketiga adalah pendekatan faktor-manusia. Pada dasarnya, pendekatan ini berusaha mendefinisikan mekanisme bagaimana seorang pengemudi (dan kendaraannya) menempatkan dirinya terhadap kendaraan lainnya dan terhadap jalan raya atau sistem pengarah lainnya. Perhatikanlah bahwa pendekatan mikroskopis berhubungan sangat erat dengan pendekatan faktor-manusia (Drew , 1968).

• Salah satu cara untuk menggabungkan ketiga pendekatan diatas adalah dengan mengambil asumsi awal bahwa aliran lalu-lintas tersusun atas kendaraan-kendaraan dan pengemudi-pengemudi yang identik, sehingga akan mempermudah pengintegrasian berbagai pendekatan tersebut. Kombinasi yang paling sederhana juga mengasumsikan bahwa kendaraan bergerak pada kecepatan yang sama dan bahwa jarak antar kendaraan bergantung kecepatan. Dengan kata lain, perilaku kendaraan dipengaruhi oleh kendaraan lainnya didalam suatu aliran lalu-lintas.Memang kecepatan diasumsikan sebagai satu-satunya variabel yang mempengaruhi arus lalu-lintas. Biasanya, terdapat satu arus kendaraan tertentu untuk suatu kecepatan yang diperoleh dari aliran lalu-lintas (Lay,1986a,1986b).

• 4.PARAMETER YANG BERHUBUNGAN DENGAN ARUS LALU-LINTAS

• Paling tidak terdapat delapan variabel atau ukuran dasar yang digunakan untuk menjelaskan arus lalu-lintas, dan beberapa karakteristik aliran lainnya diturunkan dari variabel-variabel ini. Tiga variabel utama adalah kecepatan (v), volume (q), dan kepadatan (k). Tiga variabel lainnya yang digunakan dalam analisis adalah headway (h), spacing (s), occupancy (R). Juga berhubungan dengan spacing dan headway adalah dua parameter lain, yaitu clearance (c), dan gap (g).

C. Sebuah alat waktu mencatat waktu-waktu ketika kendaraan melalui 2 titik

AA Dan titik BB, sebagaimana diperlihatkan oleh gambar 5E6 (a)

ditanyakan : Hitunglah kecepatan rata-rata 4,5,6,7,8 dan 9 dengan

mengasumsikan bahwa jarak alat adalah 240 ft

Kecepatan rata-rata waktu Vt = 161,03 = 26,84 mil/jam 6

Kecepatan rata-rata ruang Vs = 6 . 240 = 37,11 ft/detik = 25,30 mil/jam

38,8

Kendaraan waktu untuk melintas AA waktu untuk melintas BB Catatan waktu (detik) Kecepatan mil/jam

456789

3,05,28,2 12,115,218,1

11,513,115,218,120,722,4

8,57,97,06,05,24,238,8

19,2520,7123,3827,2731,4638,96161,03total

Perhatikan dalam menghitung rata-rata ruangan pembilangan adalah jarak

total yang di tempuh oleh enam kendaraan panjang di jalan dan

penyebutnya total waktu enam kendaraan yang di gunakan di bagian jalan.

D. Pada waktu pengamatan, terdapat tujuh kendaraan yang di hitung pada bagian 1000 ft dari lajur jalan, hitung lah kepadatan (k)

K = 7 Kendaraan . 5280 ft/mil = 36,96 kendaraan/mil 1000 ft

E. dua foto buah udara di ambil dengan selang waktu 2 detik, dan

posisi kendaraan 1-7 di perlihatkan gambar 5-e6, ke tujuh kendaraan tsb

adalah kendaraan yang sama dengan soal di atas.

Hitung kecepatan rata-rata dan arus rata-rata

1234567

68061056045038027060

760670615510440350160

806055606080100

495

Kendaraan Posisi 1 FeetPosisi 2

Vs 495 = 35,35 ft/detik = 24,11 mil/jam

7 . 2

Q = kv 36,96 . 24,11 = 891 Kendaraan Per/jam

5. Kategori-Kategori Arus Lalu lintas

Arus kendaraan pada fasilitas-fasilitas transportasi umum dapat diklasifikasi

menjadi 2 kategori yaitu :

1. Arus Tak terhenti dapat terjadi pada fasilitas transportasi yang tidak

mempunyai elemen-elemen tetap, seperti rambu lalu lintas yang terletak di

luar arus lalu lintas. Yang mengakibatkan berhentinya lalu lintas. Dengan

demikian kondisi-kondisi arus lalu lintas adalah hasil interaksi antar

kendaraan dan antar kendaraan dengan karakteristik-karateristik geometris

jalan. Selain itu pengemudi kendaraan tidak perlu untuk terpaksa berhenti

akibat faktor exsternal arus lalu lintas.

2. Arus Terhenti terjadi pada fasilitas transportasi yang mempunyai

elemen-elemen tetap yang mengakibatkan pemberhentian secara periodik

terhadap arus lalu lintas. Elemen-elemen seperti ini meliputi arus lalu lintas,

rambu berhenti dan rambu pengendali lainnya. Peralatan- peralatan ini

mengakibatkan lalu lintas terhenti ( atau menjadi sangat lambat ) secara

periodik tidak peduli berapun banyak lalu lintas yang ada.

jenis jenis transportasi :

1. Arus tak terhenti

a. jalan tol

b. jalan multijalur

c. Jalan raya dua jalur

2. Arus terhenti

a. Jalan raya dengan lampu lalu lintas

b. jalan raya tanpa lampu lalu lintas dengan rambu lalu lintas

c. Jalan-jalan Arteri

d. Transit

e. Jalur pejalan kaki

f Jalur sepeda

6. Model Arus Lalu Lintas Tak Terhenti

Model ini paling mudah di jelaskan dengan bantuan kurva

khusus ,bayakanlah beberapa kendaraan di kemudikan oleh pengemudi

normal, pada sebagian jalan tol. Begitu kecepatan dan spacing antar

kendaraan meningkat, kecepatan akan mendekati kecepatan bebas ( free

speed ), dan pengemudi menentukan kecepatannya sendiri ketika tidak

terganggu oleh kendaraan lainnya di dalam arus lalu lintas ( titik C ) situasi

pada titik A berguna untuk di pahami di mana titik ini mewakili kepadatan

lalu lintas maksimum yang terjadi ketika lalu lintas berhenti total. Nyaris

serupa dengan parkir dalam barisan yang panjang. Garis putus-putus

mempresentasikan arus normal senandainya sekuruh pengemudi

mempunyai kecepatan bebas yang sama ( titik D ). Pengamatan yang telah

di lakukan menunjukkan bahwa para pengemudi tidak terpengaruh oleh

kendaraan lain di dalam lajur lalu lintas pada arus sekitar 900

kendaraan/jam/lajur atau kurang, yang sekitar setengah kapasitas arus titik

B. Perhatikan bahwa di daerah arus padat ( force flow ), mempunyai

spacing dan clearance minimum.

Kurva Arus - Kecepatan

CD

spacing Arus Normal

B - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

A Arus Padat

Kecepatan Kapasitas kendaraan/jam

7. Analisis hubungan kecepatan, Arus dan Kepadatan

Jika telah di hipotesiskan bahwa terdapat suatu hubungan linear antara

kecepatan arus lalu lintas pada suatu lajur lalu lintas tak terhenti dengan

kepadatan lalu lintas ( krndaraan/mil ), maka hubungan ini secara

matematis dapat dituliskan :

v = A – Bk

Dimana :

v = Kecepatan rata-rata kendaraan ( mil/jam )

k = Kepadatan rata-rata kendaraan ( kendaraan/mil )

A,B = Parameter yang di tentukan secara empiris

Karena Arus dari suatu arus lalu lintas tak terhenti adalah hasil kali dari kepadatan dan kecepatan, Kita mendapatkan :

q = kv = Ak - Bk2

q = kv = ( v – A ) v = Av – v2

-B B B

Kurva kecepatan

Kecepatan rata-rata A

V, ( mil/jam )

v = A – Bk

A > 0,B > 0

A,B

Kepadatan ,k ( Kendaraan mil/jam )

Kurva Arus

A2

Arus q 4B

Kendaraan/jam

- - - - - - - - - - - - - -

A A/B

2B

Kepadatan k, ( kendaraan/mil )

Kurva Kepadatan

Kecepatan rata-rata

V, (mil/jam) A

A/2

- - - - - - - - - - - - - - - - - -

A2

4B

Arus q ( Kendaraan/jam )

Kurva Kecepatan - Kepadatan

v Daerah Vx Pkx0

Mempresentasikan arus untuk

kecepatan Vx dan kepadatan Kx

Vf

P

Vx

0 Kx Kj K

Kurva Kecepatan - Arus

V

Vf

1/K

Vo

0

Qmaks q

Dari kurva Kecepatan dan Kepadatan terlihat hubungan teoritas

yang di nyatakan dengan sebuah garis lurus, Hubungan ini tidak

sepenuhnya benar tetapi cukup berguna dalam praktik. Suatu arus dapat di

hitung cukup dengan mengalika koordinat kecepatan dan koordinat

kepadatan untuk setiap titik pada garis tersebut.

Dari kurva kecepatan dan arus memperlihatkan hubungan

teoritas . Garis garis yang di gambar di titik nol menuju sebarang titik pada

kurva memiliki kemiringan yang berbanding terbalik dengan kepadatan.

8. Studi Empiris tentang karakteristik Arus lalu lintas

8.1 Model model makrokopis arus lalu lintas

a. Model Greenshields adalah model umum yang

menghubungkan kecepatan, arus dan kepadatan. Yang telah di bahas

sejauh ini adalah model linear yang di usulkan oleh Greenshields (1935),

dengan dapat di lakukan pengukuran atas kecepatan , arus dan kepatan.

Beberapa ahli riset melai mengembangkan model arus lalu lintas

berdasarkan pencocokan kurva dan uji statis yang sebenarnya. Evaluasi

model di lakukan dengan dua jalur yaitu :

1.) Hubungan q k – v diuji dari sisi ketepatannya dengan data di

lapangan yang sebenarnya

2.) Hubungan dianggap memenuhi kondisi-kondisi batas tertentu

b. Model Greenberg (1959) mengembangkan model untuk melakukan

pengukuran kecepatan, arus dan kepadatan di lincoln Tunnel ( Terowongan

Lincoln ) yang menghasil model kecepatan dan kepadatan, Ia mengunakan

analogi konsep arus fluida, dengan mengunakan bentuk berikut :

Vs = C 1n ( Kj/k ) Dimana C adalah kostanta

Dengan mengsibtitusikan q/k untuk Vs

q = Ck 1n ( Kj/k )

Ck ( 1n Kj – 1n k )

Maka C adalah kecepatan ketika Arus Maksimum

Model Greenberg memperlihatkan goodness of-fit ( Tingkat Ketepatan ),

yang lebih baik dari model Grenshields, meskipun model model ini

melanggar kondisi kondisi batas karna kepadatan nol akan tercapai krtika

nilai kecepatan tak terhingga.

8.2 Hubungan kecepatan – kepadatan Umum dan Linear

beberapa grafik yang menunjukkan hubungan arus dan

kecepatan , spacing dan kecepatan, kepadatan dan kecepatan, perhatikan

bahwa asumsi dasar yang di pakai di sini adalah hubungan k epadata –

kecepatan bersifat tidak linear kontur kontur kesamaan spacing, kesamaan

arus, kesamaan kecepatan di letakaknnya pada gambarnya masing-masing

berdasarkan persamaan dasarnya. spacing = kecepatan/arus. Demikian

pula pada setiap gambar di perlihatkan titik kepadatan macet dan arus

maksimum.

8.3 Metode perhitungan kendaraan bergerak

Mengestimasikan kecepatan dan arus lalu lintas dari sebuah kendaraan

yang bergerak merupakan metode lapangan yang berguna .

Metode ini terdiri dari pembuatan serangkaian uji coba atas sebuah kendaraan-

uji, yaitu mencatat jumlah kendaraan yang melewati kendaraan-uji, jumlah

kendaraan yang di lewati kendaraan uji dan waktu tempuh kendaraan-uji .

Dalam hal ini perhitung di lakukan dengan 2 kasus,

pada kasus 1 kendaraan uji di berhentikan dan arus q. jumlah kendaraan yang

melalui kendaraan uji no di catat

q = no

T

Dimana T adalah lama waktu ( durasi ) percobaan

Pada kasus 2, seluruh kendaraan di berhentikan kecuali kendaraan uji

dengan demikian jumlah kendaraan yang di lalui oleh kendaraan uji adalah

Ns.

k = Ns

L

Dimana L adalah panjang daerah uji dan k adalah kepadatan lalu lintas .

Sekarang L = vT, dimana v adalah kecepatan kendaraan uji .Maka k =

nslvT, ,no = qT , dan Ns = Kl = kvT.

9. Diagram-Diagram Trayek

Hubungan kecepatan, arus dan kepadatan yang telah di bahas

pada bagian sebelumnya di dalam bab ini di lakukan peninjauan prilaku

agregat ( gabungan ) dari kendaraan di dalam suatu arus lalu lintas.

Namun, apabila kita mempelajari prilaku kendaraan individual, maka dalam

hal ini kita dapat mengunakan diagram trayek ( trajectory diagram )

9.1 Gelombang kejut dan “ leher botol “

Bayangkanlah sebuah jalan raya dua lajur di luar kota dengan

batas kecepatan 45 mil/jam dengan medan bergelombang naik turun

( rolling trainn ) di mana kendaran di larang saling mendahului. Pada kondisi

seperti ini tidak mengheran kan lagi jika kita melihat truk yang merayap naik

pada kecepatan 15 mil/jam diikuti oleh iringan iringan kendaraan di

belakangnya. Kendaraan lain yang ikut bergabung mungkin saja

mempunyai kecepatan mendekat sebesar 45 mil/jam tetapi bisa tiba tiba

mengurangi kecepatannya sampai 15 mil/jam, Peristiwan ini menciptakan

fenomena yang di sebut Gelombang Kejut.

Sebuah pembentukan leher botol merupakan hubungan kepadatan arus normal dan kepadatan leher botol di gabungkan

Diagram waktu Ruang

A B C D

Panjang Kendaraan

Jarak

A B C D

Waktu

q

Arus maksimum - - - - - - - - - -

Arus Normal - - - - A Kecepatan Merambat

Arus leher botol - - - - - - - - - - - - - - - - B

Kecepatan Kejut

0 k

Pengukur gelombang Kejut

Sebuah Kendaraan di jalan utama ( Arus qA ) dengan kecepatan

vA, ( Direseprentasikan oleh vektor OA ) mendekati bagian leher botoldari

jalan utama tsb. Kendaraan pada bagian ini memiliki kecepatan Vb ( Arus

Qb ), Direseprentasikan oleh vektor OB. Peningkatan gelombang kejut garis

AB di dalam kelompok kendaraan yang mengikuti mobil terdepan di

reseprentasikan oleh vektor AB, sehingga kendaraan yang mendekati leher

botol di paksa mengurangi kecepatan hingga OB. Yang di sebut kecepatan

merambat ( crawl speed ) kecepatan ini melawan arus.

Ketika perubahan arus terjadi, perubahan-perubahan pada aliran

kendaraan akan memiliki kecepatan, di sebut kecepatan gelombang ( wave

velocty ) yang di nyatakan dengan :

Uw = dq

dk

Dan Jika :

qb = Arus kelompok kendaraan ( kendaraan/jam )

kb = kepadatan kelompok kendaraan ( kendaraan/jam )

qA = arus bebas

Dan :

Ka = Kepadatan bebas

Maka :

Qb/Kb = Vb

Dan :

Qa/Ka = Va

Dengan demikian :

Uw = QB – QA

KB - kA

Dimana Uw, adalah kecepatan gelombang kejut

9.1 Penigkatan jumlah gelombang kejut

Dengan Menggunakan model arus lalu lintas Grenshields, Vf

mewakili kecepatan bebas rata-rata dan Kj adalah kepadatan macet.

Vi = Vf = 1- Ki

Kj

Dan jika :

Ki = x

Kj

Maka :

Vi = Vf ( 1- x )

9.2.1 Gelombang kejut akibat kepadatan yang hampir sama

jika X1 dan X2 hampir sama maka,

Uw = Vf ( 1- 2X1 )

Gelombang kejut ini di sebut sebagai suatu gelombang diskontinuitas

9.2.2 Gelombang kejut akibat pemberhentian Disini kepadatan melawan aliran X1 di bawa kondisi kepadatan

macet dan X2 = 1. Dengan demikian

Uw = Vf 1- ( X1+ 1 ) = - (Vf) (X1)

Mengindikasikan bahwa gelombang kejut pemberhentian bergerak melawan aliran dengan kecepatan Vf,X1

9.2.3 Gelombang kejut akibat permulaan

Asumsikan bahwa pada waktu t = 0, suatu kelompok kendaraan

telah terkumpul pada rambu berhenti di sebuah persimpangan dan bahwa

kepadatan macetnya adalah sedemikian rupa sehingga X1 = 1. ketika t = 0,

lampu berubah menjadi hijau sehingga kendaraan tersebar pada kecepatan

v2, Karena “

Uw = Vf 1 – ( X1+ X2 ) , Dimana X1 = 1

Uw = Vf 1-( 1+X2 ) = Vf -X2 = Vf X2

Dengan asumsi bahwa kendaraan kendaraan melepaskan diri pada

kecepatan V2 = Vf/2, Gelombang kejut permulaan bergerak mundur dengan

kecepatan Uf/2

10. MODEL UMUM UNTUK ARUS ALIRAN KENDARAAN

Diumpamakan dua kendaraan yang berderet (atau kereta api), disebut kendaraan depan dan kendaraan pengikut, bergerak dengan kecepatan laju (cruise speed), v (kaki/detik) di sepanjang jalan raya yang panjang (gambar 5 – 12). Dengan menggunakan persamaan dasar arus lalu lintas, headway minimumnya dapat dinyatakan sebagai berikut:

Headway minimum (detik) = spacing minimum (ft)

kecepatan (ft/detik)

Spacing minimumnya terdiri dari empat komponen :

1. Jarak yang ditempuh selama waktu persepsi – reaksi yang dibutuhkan oleh pengemudi kendaraan-pengikut setelah lampu rem kendaraan depan menyala.

2.Selisih antara jarak pengereman dari kendaraan pengikut dan kendaraan depan

3.Jarak antara kendaraan yang beriringan

4.Panjang kendaraan.

Kurva Arus Kendaraan

Arah arus perjalan

L Spacing, s

Gambar 5 – 12 Arus Aliran Kendaraan.