Latar Belakang - digilib.its.ac.id · • 2/3 wilayah indonesia adalah lautan yang menjadikan...
37
Transcript of Latar Belakang - digilib.its.ac.id · • 2/3 wilayah indonesia adalah lautan yang menjadikan...
Latar Belakang
• 2/3 wilayah indonesia adalah lautan yang menjadikan Indonesia sebagai negara maritim yang menjadi faktor utama pendorong terjadinya kegiatan transportasi laut di Indonesia.
• Tingginya kasus kecelakaan laut di Indonesia saat ini yang salah satu penyebab utamanya adalah karena faktor alam.
• Cuaca maritim sangat menentukan kelayakan pelayaran • Turut serta mendukung Peraturan Pemerintah yang tercantum
dalam PP no 5 th 2010 dimana Kenavigasian diselenggarakan menjamin keselamatan dan keamanan pelayaran dalam penyelenggaraan kenavigasian..
Permasalahan
• Permasalahan pada penelitian ini adalah bagaimana merancang suatu simulator yang mampu memberikan informasi dan prediksi cuaca maritim dengan metode logika fuzzy untuk untuk kelayakan pelayaran studi kasus : jalur Surabaya – Banjarmasin.
Tujuan
• Tujuan penelitian dalam Tugas Akhir ini menghasilkan suatu simulator yang mampu memberikan informasi dan prediksi cuaca maritim dengan metode logika fuzzy untuk untuk kelayakan pelayaran studi kasus: jalur Surabaya – Banjarmasin.
Batasan Masalah
• Variabel cuaca yang digunakan dalam pemodelan ini yaitu kecepatan angin (knot), ketinggian gelombang laut (m) dan kecepatan arus laut (m/s)
• Cuaca maritim yang diprediksi adalah kecepatan angin, ketinggian gelombang laut, kecepatan arus laut dan badai.
• Kelayakan pelayaran terhadap kapal didasarkan pada aturan dari Kesyahbandaran.
• Model sistem peramalan bedasarkan logika fuzzy. • Perancangan disimulasikan dengan matlab versi 7.8
Tinjauan Pustaka
No Peneliti Judul Tahun Metode Hasil Kegunaan 1 Arifin, Syamsul Sistem Logika Fuzzy sebagai Peramal
Cuaca di Indonesia, studi kasus : Kota Surabaya
2009 Fuzzy Clustering
Accuracy 69%. Cuaca di Surabaya
2 Ilham Yorinda Perancangan Sistem Prediksi Cuaca Berbasis Logika Fuzzy untuk Kebutuhan Penerbangan di Bandara Juanda – Surabaya
2010 Logika Fuzzy Akurasi prediksi curah hujan 74.79% kec. Angin 50.41%, jarak pandang 85.43% dan angin buritan 78.67%. Akurasi kelayakan untuk jarak pandang adalah98.31 & untuk angin buritan adalahi 78.67%.
Penerbangan
3 Prita M Prediksi Cuaca Menggunakan Logika Fuzzy untuk Kelayakan Pelayaran di Tanjung Perak Surabaya
2010 Logika Fuzzy Akurasi ketinggian gelombang 64,50% dan kecepatan arus laut 92,88%
Maritim 4 Jabar Al Hakim Perancangan Prediktor Cuaca Maritim
untuk Meningkatkan Jangkauan Ramalan Studi Kasus: Jalur Surabaya-Banjarmasin
2010 Logika Fuzzy Keakuratan rata-rata untuk kec. Arus adalah 71,28 % dan untuk tinggi gelombang adalah 80,26 %
Maritim
5 Riki Jaya Perancangan Prediktor Cuaca Maritim Berbasis ANFIS untuk Meningkatkan Jangkauan Ramalan Studi Kasus: Jalur Surabaya-Banjarmasin
2010 ANFIS RMSE validasi kec. Arus adalah 0.33140 cm/s dan untuk tinggi gelombang adalah 0.855033 cm/s
Maritim
Titik pengamatan
Pengambilan data dilakukan di tiga titik pengamatan yaitu wilayah pelayaran Surabaya-Banjarmasin
• Perairan Surabaya
(6.874824oS-112.747800oE)
• Laut Jawa
(4,648136oS-113,908806oE)
• Perairan Banjarmasin
(3.540425oS-114.484300 oE)
BMKG
Flowchart Penelitian
Mulai
Tinjauan Pustaka
Pengumpulan Data serta Pengamatan
Pengujian Software
Merancang Software Prediksi Cuaca
Ketepatan Prediksi
Analisa Hasil
Validasi Parameter Logika Fuzzy
Pembuatan Model Simulator untuk Kelayakan Pelayaran
Kesesuaian Kepakaran
Analisa Hasil dan Pembuatan Laporan
Ya
Ya
Selesai
Tidak
Tidak
Variabel Cuaca Maritim
Kecepatan Angin
Tinggi Gelombang
Kecepatan Arus
Kecepatan Angin
• Wind Speed diukur dengan alat Anemometer.
Data utama:
• Speed (Kecepatan), dinyatakan dalam knot, mph atau m/s
• Direction (Arah), dinyatakan sebagai “Arah Kedatangan”
• Contoh: Jika arah angin menuju barat (W), maka wind direction adalah E (timur)
Kecepatan Arus
•Arus laut diukur dengan alat Sea-Current-Meter. Data utama:
–Current (kecepatan arus), dinyatakan dalam knot atau cm/s
–Direction (arah), dinyatakan sebagai “Arah Yang Dituju” Awas … beda dengan wind / wave
Contoh: Jika arah arus adalah “W”, maka arus adalah menuju ke “W (Barat)”
–Depth (kedalaman) titik pengukuran diukur dari permukaan laut.
Secara sederhana arus permukaan juga dapat diukur dengan menghitung kecepatan gerak suatu benda terapung di sekitar platform atau kapal yang diam
Ketinggian Gelombang
•Gelombang (Swell) umumnya dijadikan sebagai kriteria cuaca. Contohnya pada operasi pengangkatan, transportasi air, kapal merapat ke fasilitas, operasi helicopter, konstruksi atau maintenance pekerjaan marine, dll.
•Swell & Wind Wave dapat diukur dengan alat Wave Gauge
•Periode Swell (T) – Adalah waktu yang diperlukan satu gelombang untuk bergerak mencapai lokasi satu geleombang di depannya. Lihat gambar
•Direction (Arah) dinyatakan sebagai “Arah Kedatangan” dari daerah pembentukan. Wave direction “E” berarti arah gelombang datang dari arah E (timur).
Prediksi Kec. Arus
Kec. Angin
Kec. Arus Aktual
Kec. Arus Sebelumnya
Clustering F C means
• Contoh gelombang perairan laut jawa
Smooth Moderate
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 80000.65
0.7
0.75
0.8
0.85
0.9
0.95
1Fuzzy Clustering Ketinggian Gelombang (m)
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70001.25
1.3
1.35
1.4
1.45
1.5
1.55
1.6
1.65Fuzzy Clustering Ketinggian Gelombang (m)
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
FCM Nilai maks-min
• 1. Glassy min 0.0 - max 0.34
• 2. Rippled min 0.375- max 0.64
• 3. Smooth min 0.65 - max 0.95
• 4. Slight min 0.96 - max 1.24
• 5. Moderate min 1.25 - max 1.56
• 6. Rough min 1.57 - max 1.96
• 7. Very Rough min 1.97 - max 3.42
Rough
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40001.55
1.6
1.65
1.7
1.75
1.8
1.85
1.9
1.95
2Fuzzy Clustering Ketinggian Gelombang (m)
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
Center & standart deviasi No Variabel Standar Deviasi Fungsi Keanggotaan Titik Tengah
[1] [2] [3] [4] [5]
1 Kecepatan Angin (knot) 5,1205 CA (Calm) 2,618
5,1205 LA (Light air) 5,6404
5,1205 LB (Light breeze) 8,5826
5,1205 GB (Gentle breeze) 11,399
5,1205 MB (Moderate breeze) 14,0824
5,1205 FB (Fresh breeze) 16,7139
5,1205 SB (Strong breeze) 20,0712
2 Ketinggian Gelombang
(H(t))(m)
0.5497 CG (Glassy) 0,1941
0.5497 CR (Rippled)) 0,4882
0.5497 SW (Wavelets) 0,8052
0.5497 SL (Slight) 1,0958
0.5497 MO (Moderate) 1,393
0.5497 RO (Rough) 1,7374
0.5497 VRO (Very Rough) 2,2027
Lanjutan [1] [2] [3] [4] [5]
3 Ketinggian Gelombang
Sebelumnya (H(t-1))(m)
0.5497 CG (Glassy) 0,1941
0.5497 CR (Rippled) 0,4882
0.5497 SW (Wavelets) 0,8052
0.5497 SL (Slight) 1,0958
0.5497 MO (Moderate) 1,393
0.5497 RO (Rough) 1,7374
0.5497 VR (Very Rough) 2,2027
4 Kecepatan Arus Laut (Cu(t))
(m/s) 12.0916 VS (Very Slow) 2,4385
12.0916 SW (Slow) 7,192
12.0916 SM (Smooth) 13,3592
12.0916 SL(Slight) 19,8212
12.0916 AV (Average) 27,5805
12.0916 FS (Fast) 40,3493
12.0916 VF (Very Fast) 62,174
5 Kecepatan Arus Laut
Sebelumnya (Cu(t-1)) (m/s) 12.0916 VS (Very Slow) 2,4385
12.0916 SW (Slow) 7,192
12.0916 SM (Smooth) 13,3592
12.0916 SL(Slight) 19,8212
12.0916 AV (Average) 27,5805
12.0916 FS (Fast) 40,3493
12.0916 VF (Very Fast) 62,174
FIS Editor
• Prediksi Kec.Arus ex: banjarmasin
FIS Design dari prediksi kecepatan arus di Banjarmasin
Membership Function
Membership function dari kecepatan angin Membership function dari kec. Arus Cu(t)
Membership Function
Membership function dari kec.arus sebelumnya Cu(t-1) Membership function dari kec.arus Cu(t+1)
Rule Base
Rule base kecepatan arus di perairan Banjarmasin
Rule base ketinggian gelombang di perairan Banjarmasin
Surface Viewer
surface viewer pada kec. Arus di perairan banjarmasin
surface viewer pada ketinggian gelombang di
perairan banjarmasin
Validasi Kecepatan Arus
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Data Kecepatan Arus Perairan Surabaya
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Data Kecepatan Arus Laut Jawa
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
5
10
15
20
25Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Kecepata
n A
rus (
cm
/s)
Prediksi
Validasi
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
10
20
30
40
50
60
70
80
90Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Kecepata
n A
rus (
cm
/s)
Prediksi
Validasi
Lanjutan
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Kecepatan Arus Perairan Banjarmasin
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
10
20
30
40
50
60
70
80Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Kecepata
n A
rus (
cm
/s)
Prediksi
Validasi
No Titik
pengamatan
Jumlah
data
validasi
Jumlah data
yang
memiliki
kesamaan
fungsi
keanggotaan
Prosentase
Keakuratan
1
Perairan
Surabaya 6552 5735 87,53%
2 Laut Jawa 6552 5589 85,30%
3
Perairan
Banjarmasin 6552 5721 87,32%
Validasi Ketinggian Gelombang
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Ketinggian Gelombang Perairan Surabaya
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Ketinggian Gelombang Perairan Laut Jawa
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
Prediksi
Validasi
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
Prediksi
Validasi
Lanjutan
Perbandingan Hasil dan Prediksi Ketinggian Gelombang Perairan Banjarmasin
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Banyak Data
Ketinggia
n G
elo
mbang (
m)
Prediksi
Validasi
No Titik
pengamatan
Jumlah
data
validasi
Jumlah data
yang
memiliki
kesamaan
fungsi
keanggotaan
Prosentase
Keakuratan
1
Perairan
Surabaya 6552 5429 82,86%
2 Laut Jawa 6552 5347 81,61%
3
Perairan
Banjarmasin 6552 5982 91,30%
Validasi Kecepatan Angin
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Kecepatan Angin pada Perairan Surabaya
Perbandingan Hasil Prediksi dan Aktual Kecepatan Angin pada Perairan Laut Jawa
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
2
4
6
8
10
12
14
16Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Data ke-
Kecepata
n A
ngin
(knot)
Prediksi
Validasi
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
5
10
15
20
25
30Validasi data bulan Januari 2011-Maret 2011
Data ke-
Kecepata
n A
ngin
(knot)
Prediksi
Validasi
Lanjutan
Perbandingan Hasil dan Prediksi Kecepatan Angin pada Perairan Banjarmasin
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 70000
2
4
6
8
10
12Validasi data bulan Januari 2010-September 2010
Data ke-
Kecepata
n A
ngin
(knot)
Prediksi
Validasi
N
o
Titik
pengamatan
Jumlah data
validasi
Jumlah data
yang
memiliki
kesamaan
fungsi
keanggotaa
n
Prosentase
Keakurata
n
1
Perairan
Surabaya 6552 5107 77,94%
2 Laut Jawa 6552 5774 88,13%
3
Perairan
Banjarmasi
n 6552 5117 79,01%
Kelayakan Pelayaran
No.
GT
Kapal
Ketinggian Gelombang
Maksimal
1 Semua 0,5 m
2 >7 1 m
3 >175 1,5 m
4 >500 3 m
5 >5.000 4 m
6 >10.000 5 m
Aturan yang digunakan oleh Kesyahbandaran Pelabuhan Tanjung Perak Surabaya untuk menentukan kelayakan pelayaran
Simulator Kelayakan Pelayaran
Validasi Hasil Kelayakan Tempat GT Kapal Jumlah Waktu Layak Berlayar Jumalah
Kesamaan
Kelayakan
Akurasi (%)
Data BMKG Data Pemodelan
Surabaya Semua GT 6518 6515 6549 99,95
GT >7 34 37
GT >175 0 0
GT >500 0 0
GT>5000
GT>10000
0
0
0
0
Laut Jawa Semua GT 2634 2641 5853 89,33
GT >7 2458 2480
GT >175 1173 1198
GT >500 284 233
GT>5000
GT>10000
3
0
0
0
Banjarmasin Semua GT 3484 3355 6214 94,84
GT >7 2627 2728
GT >175 360 377
GT >500 81 92
GT>5000
GT>10000
0
0
0
0
Kesimpulan
Pada hasil pengujian Ketinggian Gelombang dari data validasi sebanyak 6552 data di Surabaya 5429 data saa dengan keakuratan sebesar 82,86 %. di Laut Jawa sebanyak 5347data dengan keakuratan sebesar 81.61%. di Perairan Banjarmasin didapatkan keakuratan 91,30% % dengan kesamaan 5982 data.
Telah dilakukan pemodelan logika fuzzy tipe sugeno untuk memprediksi kecepatan arus, ketinggian gelombang dan kecepatan angin untuk menentukan kelayakan pelayaran pada jalur Surabaya-Banjarmasin.
Pada hasil pengujian Kecepatan Arus dari data validasi sebanyak 6552 data di Surabaya 5735 data sama dengan keakuratan sebesar 87,53%. di Laut Jawa sebanyak 5589 data dengan keakuratan sebesar 85,30%. di Perairan Banjarmasin didapatkan keakuratan 87,32% dengan kesamaan 5721 data.
Lanjutan
Pada hasil pengujian Kecepatan Angin dari data validasi sebanyak 6552 data di Surabaya 5107 data sama dengan keakuratan sebesar 77,94%. di Laut Jawa sebanyak 5774 data dengan keakuratan sebesar 88,13%. di Perairan Banjarmasin didapatkan keakuratan 79.01% dengan kesamaan 5117 data.
Untuk kelayakan pelayaran kapal yang pengelompokannya didasarkan pada GT kapal didapatkan nilai rata-rata untuk prosentase data kelayakan pelayaran adalah sebesar 97,42% untuk Perairan Surabaya, 81,85% pada Perairan Laut Jawa dan 88,53% pada Perairan Banjarmasin
