TUGAS 6&7

https://drive.google.com/file/d/1X9Y8R5TSugMgKdIvE4ljtad4QnyiT3ZZ/view?usp=drivesdk

Tugas 4 karakteristik lalulintas

  Karakteristik Lalu-lintas

Terdapat 3 (tiga) karakteristik utama dari lalu-lintas, yaitu: arus, kecepatan dan konsentrasi (Daniel L dan Mathew J.H, 1975).

Arus Lalu-lintas atau Volume Lalu-lintas (Q) adalah jumlah kendaraan berdasarkan satuan waktu yang dirumuskan dengan:

q = N/T ……………………………………………………………….(1)

dimana:       N = jumlah kendaraan yang melintasi titik tertentu,

T = satuan waktu tertentu.

Umumnya dalam praktek teknik lalu-lintas, perhitungan arus atau volume lalu-lintas dilakukan dalam interval waktu 1 jam atau 15 menit.

Untuk lebih memahami tentang arus lalu-lintas, perlu juga dipahami tentang apa yang disebut sebagai “headway”.

“Headway” adalah ukuran interval waktu kedatangan antara kendaraan (diukur pada titik bagian depan kendaraan, misal: bumper) yang melintasi titik tertentu, yang dirumuskan dengan:

q = 1/ h…………………………………………………………(2)

dimana: q = arus/volume lalu-lintas,

h = mean headway.

Kecepatan rata-rata adalah ukuran yang penting dari kinerja lalu-lintas, yang dinyatakan dalam kilometer/jam atau mil/jam. Terdapat dua jenis kecepatan rata-rata, yakni: kecepatan sesaat rata-rata (spot speed) atau time mean speed, dan kecepatan rata-rata ruang (space mean speed) atau travel time.

Kecepatan sesaat rata-rata (spot speed) yaitu nilai rata-rata dari serangkaian kecepatan sesaat dari individu kendaraan yang melintasi titik tertentu pada suatu ruas jalan, yang dirumuskan dengan:

u_t = 1/N Σ u_(1-n)……………………………………………..(3)

dimana:        u_t = Kecepatan sesaat rata-rata (spot speed)

N = Jumlah kendaraan

u_(1-n) = Kecepatan individu kendaraan.

Kecepatan sesaat digunakan untuk mengevaluasi kinerja sistem pengoperasian dari perangkat pengaturan lalu-lintas  dan teknik lalu-lintas, seperti: penentuan peraturan lalu-lintas dan peralatan kontrolnya, studi pada lokasi rawan kecelakaan, dan untuk menentukan elemen-elemen desain geometrik jalan raya.

Kecepatan rata-rata ruang (space mean speed) yaitu kecepatan rata-rata waktu tempuh kendaraan, yang dirumuskan dengan:

u_s = D / t…………………………………………………….. (4)

dimana:         u_s = Kecepatan rata-rata ruang (space mean speed)

D = Jarak

t =  waktu tempuh rata-rata

Kecepatan rata-rata ruang digunakan untuk mengevaluasi kinerja tingkat efektivitas dari suatu sistem lalu-lintas, yang terkait dengan tundaan, antara lain meliputi: penilaian efisiensi rute dalam lalu-lintas, identifikasi lokasi kemacetan dalam sistem jalan utama, pendefinisian kemacetan menurut lokasi, evaluasi efektivitas perbaikan (sebelum dan sesudah), perhitungan biaya pengguna jalan, perhitungan tingkat pelayan dan kapasitas untuk arus lalu-lintas menerus, untuk pengembangan model dalam perencanaan transportasi (trip distribution dan trip assignment).

Konsentrasi adalah jumlah kendaraan per satuan jarak, dan diestimasikan menggunakan persamaan:

k = q / u_s………………………………………………………….(5)

dimana:     k = Konsentrasi lalu-lintas

q = Arus/Volume lalu-lintas

u_s = kecepatan rata-rata ruang (time mean speed)

B. Model Arus Lalu-lintas (Traffic Stream Models)

Hubungan antara variabel arus/volume lalu-lintas, kecepatan dan konsentrasi lalu-lintas disebut sebagai model arus lalu-lintas (traffic stream models). Terdapat beberapa model hubungan antara kecepatan dan konsentrasi sebagaimana yang akan dijelaskan berikut ini (Daniel L dan Mathew J.H, 1975).

Model Linier Kecepatan-Konsentrasi “Greenshields”, merupakan model yang sederhana dan dirumuskan dengan:

u = u_t (1 – k / k_j) ……………………………………………….. (6)

dimana:        u_t =   kecepatan arus bebas (free flow speed) atau kecepatan pada saat volume lalu-lintas sangat rendah.

k_j =     konsentrasi pada saat lalu-lintas macet.

Model Logaritmik Kecepatan-Konsentrasi, merupakan model yang dikembangkan oleh Greenberg, dan dirumuskan dengan:

u = u_m ln (k_j / k) ……………………………………………….. (7)

dimana:     u_m =  adalah kecepatan pada arus/ volume lalu-lintas maksimum (konstan).

Model Kecepatan-Konsentrasi“Generalized Single Regime”, terdiri dari beberapa model, meliputi: Model “Pipes-Munjal”, Model “Drew”, Model “Car-Following”, Model Kurva “Bell-Shaped”.

Model Kecepatan-Konsentrasi“Multiregime”, terdiri dari beberapa model, meliputi: Model “Edie’s”, Model “Under Wood Two-Regime”, Model “Dick’s”, Model “Fitting Multiregime” (gambar 1).

Studi tentang kapasitas jalan umumnya mengacu pada dua pendekatan utama, yaitu berdasarkan model hubungan kecepatan-arus lalu-lintas (speed-flow relationship) pada saat konsentrasi lalu-lintas rendah, dan “headway” pada saat konsentrasi lalu-lintas tinggi. Lighthill dan Whitham (1964) mengusulkan penggunaan kurva arus lalu-lintas-konsentrasi untuk menggabungkan dua pendekatan tersebut. Beberapa fitur penting dari model ini adalah sebagai berikut:

a. Pada saat konsentrasi adalah nol, maka kemungkinan tidak ada arus lalu-lintas.

b. Pada saat konsentrasi tinggi, pengamat mungkin juga tidak dapat mencatat arus lalu-lintas karena arus lalu-lintas berhenti.

c. Dengan demikian, kurva model ini akan berada diantara dua titik nol dari fungsi arus lalu-lintas.

Gambar 1 – Model-model Kecepatan Konsentrasi

Lighthill dan Whitham (1964) juga membahas tentang fenomena gelombang kejut (shockwaves) terkait dengan model arus lalu-lintas-konsentrasi. Terdapat beberapa model hubungan antara arus lalu-lintas dan konsentrasi (Daniel L dan Mathew J.H, 1975).

Model Parabolik Arus Lalu-lintas – Konsentrasi, merupakan model yang dirumuskan oleh Greenshields, sebagai berikut:

q = k u = k u_t (1-k / k_j) = u .k – u_tk²/ k_j ………………………….. (8)

Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan turunan (diferensial) dari persamaan, dengan penetapan dq/dk = 0, dan pendefinisian q_m(arus lalu-lintas maksimum) = u_t k_j / 4 = u_mk_j / 2 ; k_m (konsentrasi maksimum) = k_j / 2 dan u_m (kecepatan maksimum) = u_t / 2.

Model Logaritmik Arus Lalu-lintas – Konsentrasi, merupakan model yang dirumuskan oleh Greenberg (gambar 2), sebagai berikut:

q = k u = k u_m ln (k_j / k) …………………………………………………. (9)

Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan turunan (diferensial) dari persamaan diatas, dengan k_m = k_j / е ; u_m = u_m ; q_m = u_m k_j / e.

Gambar 2 – Model Logaritmik Arus Lalu-lintas-Konsentrasi

Model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi lainnya, meliputi: model arus lalu-lintas-konsentrasi “Discontinous”, yang merupakan model yang dikembangkan oleh Edie’s, dan model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi Khusus (gambar 3).

Model arus lalu-lintas konsentrasi umumnya juga digunakan dalam mengkaji arus lalu-lintas pada segmen ruas jalan yang menyempit (bottle-neck), dan untuk pengendalian lalu-lintas pada jalan bebas hambatan. Berdasarkan model-model kecepatan-konsentrasi (speed-concentration models) dapat dikembangkan model hubungan antara kecepatan dan arus lalu-lintas (speed-flow models). Model ini memperlihatkan, pada saat konsentrasi nol, kecepatan adalah maksimum (free flow speed), dan terdapat dua titik arus dimana lalu-lintas sama dengan nol, yakni saat konsentrasi sama dengan nol dan saat konsentrasi maksimum. Adapun diagram hubungan antara kecepatan dan arus lalu-lintas ada yang berbentuk linier dan ada yang berbentuk kurva (lihat gambar 4).

Gambar 3 – Model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi “Discontinous”

Gambar 4 – Model Kecepatan-Arus Lalu-lintas

Highway Capacity Manual (1985) menggunakan kurva kecepatan-arus lalu-lintas (speed-flow curves) dan konsentrasi untuk menetapkan tingkat pelayanan (level of sevices) lalu-lintas.

C.    Model Arus Lalu-lintas “Hidrodinamik dan Kinematik”

Persamaan kontinuitasdikembangkan untuk menjelaskan adanya kemungkinan perbedaan perhitungan jumlah kendaraan antara 2 (dua) titik pengamatan yang berdekatan pada suatu ruas jalan, dimana diantara 2 (dua) titik pengamatan tersebut tidak ada kemungkinan pertambahan jumlah kendaraan. Persamaan kontinuitas dirumuskan dengan:

∂q/∂x + ∂k/∂t = 0 ……………………………………………………….. (10)

dimana:     ∂q, ∂k = perbedaan hasil pengukuran q (arus) dan kkonsentrasi) antara titik pengamatan 1 dan 2.

∂x, ∂t   =   jarak dan waktu tempuh antara titik pengamatan 1 dan 2.

Perilaku lalu-lintas pada suatu ruas jalan yang menyempit (bottleneck)menyerupai gelombang kejut (shock wave)dalam aliran air (fluida). Keberadaan dan perilaku gelombang kejut didemonstrasikan oleh Lighthill dan Witham (1964), tetapi penggunaan analisis gelombang lalu-lintas tidak terbatas pada gelombang kejut (shock wave). Lighthill dan Witham (1964) juga mendemonstrasikan beberapa masalah lalu-lintas yang dapat dianalisa menggunakan asumsi sistem gelombang lalu-lintas. Terdapat beberapa teknik analisis terkait dengan analisa gelombang lalu-lintas, sebagaimana yang akan dijelaskan berikut ini.

1.  Fundamental dari Gerakan Gelombang Lalu-lintas

Gelombang kejut (shock wave)didefinisikan sebagai gerakan dari perubahan konsentrasi dan arus lalu-lintas, dimana dalam model ini kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi dirumuskan dengan:

u_w = (u₂ k₂ – u₁ k₁) / (k₂ – k₁) ………………………………………….. (11)

dimana:  u_w = kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi

u_1,2 =    kecepatan pada area 1 dan 2

k_1,2 =    konsentrasi pada area 1 dan 2.

Persamaan (2.11) di atas menunjukan bahwa u_w adalah “slope” pada garis penghubung antara titik 1 dan 2 pada diagram arus lalu-lintas-konsentrasi.

2.   Akselerasi Dalam Pengamatan Aliran Lalu-lintas

Dengan mengacu pada rumus fundamental gerakan gelombang lalu-lintas dapat dikaji berbagai variasi akselerasi pada aliran lalu-lintas. Akselerasi lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat yang tidak bergerak dirumuskan dengan:

∂u/∂t = du/dk . ∂k/∂t = [ – dw. du/dk ] . ∂k/∂x ………………….. (12)

dimana:    du/dt = akselerasi aliran lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat yang bergerak dalam aliran lalu-lintas. Akselerasi positif apabila pengamat bergerak menuju area dengan konsentrasi lebih rendah, dan negatif apabila pengamat bergerak menuju area dengan konsentrasi lebih tinggi

∂u/∂t =  akselerasi aliran lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat dari suatu titik pengamatan tetap.

Kuantitas angka yang ada di dalam kurung dapat diambil postif, negatif, atau nol.

3.   Perilaku Gelombang Kejut Untuk Model Kecepatan-Konsentrasi Spesifik.

Dengan mengacu pada model kecepatan-konsentrasi “Green Shield” dapat dirumuskan:

u_w = u_t .[ 1 – ( ŋ₁ + ŋ₂) ] ………………………………………………….. (13)

dimana: u_w = Kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi dari suatu pergerakan yang tidak kontinyu.

ut     =        kecepatan arus bebas (free flow speed)

ŋ_1,ŋ₂ = Normalisasi konsentrasi pada dua area dengan konsentrasi yang berbeda. Normalisasi konsentrasi pada area 1 (ŋ₁) = konsentrasi pada arus bebas dibagi konsentrasi di area 1.

Dalam Kasus Konsentrasi yang hampir Sama

Persamaan menjadi: u_w = u_t (1 –  2ŋ)  ……………………………………………….. (14)

Gelombang Akibat Terjadiya Aliran Lalu-lintas Terhenti

Persamaan menjadi: u_w = u_t [1 –  (ŋ₁ + 1)] = – u_tŋ₁ …………………………….. (15)

Gelombang Pada Saat Aliran Lalu-lintas Mulai Bergerak

Persamaan menjadi: ∂k/∂t + u_w ∂k/∂x = 0 …………………………………………. (16)

Tugas 5 Kecepatan, lepadatan arus lalulintas

Kapasitas jalan adalah arus maksimum

Kapasitas jalan adalah kemampuan ruas jalan untuk menampung arus atau volume lalu lintas yang ideal dalam satuan waktu tertentu, dinyatakan dalam jumlah kendaraan yang melewati potongan jalan tertentu dalam satu jam (kend/jam), atau dengan mempertimbangan berbagai jenis kendaraan yang melalui suatu jalan digunakan satuan mobil penumpang sebagai satuan kendaraan dalam perhitungan kapasitas maka kapasitas menggunakan satuan satuan mobil penumpangper jam atau (smp)/jam.

Pada saat arus rendah kecepatan lalu lintas kendaraan bebas tidak ada gangguan dari kendaraan lain, semakin banyak kendaraan yang melewati ruas jalan, kecepatan akan semakin turun sampai suatu saat tidak bisa lagi arus/volume lalu lintas bertambah, di sinilah kapasitas terjadi. Setelah itu arus akan berkurang terus dalam kondisi arus yang dipaksakan sampai suatu saat kondisi macet total, arus tidak bergerak dan kepadatan tinggi.

Hubungan Arus dengan Kecepatan dan KepadatanSunting

Hubungan antara besarnya arus/ volume lalu lintasdengan kecepatan (dalam hal ini kecepatan sesaat) dengan kepadatan lalu lintas adalah (yang juga ditunjukkan dalam gambar)sebagai berikut:

• Hubungan kecepatan dan kepadatan adalah linier yang berarti bahwa semakin tinggi kecepatan lalu lintas dibutuhkan ruang bebas yang lebih besar antar kendaraan yang mengakibatkan jumlah kendaraan perkilometer menjadi lebih kecil.
• Hubungan kecepatan dan arus adalah parabolik yang menunjukkan bahwa semakin besar arus kecepatan akan turun sampai suatu titik yang menjadi puncak parabola tercapai kapasitas setelah itu kecepatan akan semakin rendah lagi dan arus juga akan semakin mengecil.
• Hubungan antara arus dengan kepadatan juga parabolik semakin tinggi kepadatan arus akan semakin tinggi sampai suatu titik dimanakapasitas terjadi, setelah itu semakin padat maka arus akan semakin kecil.

Faktor yang memengaruhi kapasitas jalanSunting

Kapasitas jalan kotaSunting

Faktor yang memengaruhi kapasitas jalan kota adalah lebar jalur atau lajur, ada tidaknya pemisah/median jalan, hambatan bahu/kerb jalan, gradient jalan, didaerah perkotaan atau luar kota, ukuran kota. Rumus di wilayah perkotaan ditunjukkan berikut ini:

C = Co x F_CW x F_CSP x F_CSF x F_CCS

Dimana: C = Kapasitas (smp/jam)

Co = Kapasitas dasar (smp/jam), biasanya digunakan angka 2300 smp/jam

F_CW = Faktor penyesuaian lebar jalan

F_CSP = Faktor penyesuaian pemisahan arah (hanya utk jalan tak terbagi)

F_CSF = Faktor penyesuaian hambatan samping dan bahu jalan/kereb

F_CCS = Faktor penyesuaian ukuran kota

Kapasitas jalan antar kotaSunting

Kapasitas jalan antar kota dipengaruhi oleh lebar jalan, arah lalu lintas dan gesekan samping.

C=Co x F_CW X F_CSP X F_CSF

dimana

C = Kapasitas (smp/jam)

Co = Kapasitas Dasar

F_CW = Faktor penyesuaian lebar jalan

F_CSP = Faktor penyesuaian arah lalu lintas

F_CSF = Faktor penyesuaian gesekan samping

Tingkat pelayananSunting

Tingkat pelayanan berdasarkan KM 14 Tahun 2006 tentang Manajemen dan Rekayasa Lalu Lintas Di Jalan diklasifikasikan atas:

Tingkat pelayanan ASunting

dengan kondisi:

1. arus bebas dengan volume lalu lintas rendah dan kecepatan tinggi;
2. kepadatan lalu lintas sangat rendah dengan kecepatan yang dapat dikendalikan oleh pengemudi berdasarkan batasan kecepatan maksimum/minimum dan kondisi fisik jalan;
3. pengemudi dapat mempertahankan kecepatan yang diinginkannya tanpa atau dengan sedikit tundaan.

Tingkat pelayanan BSunting

dengan kondisi:

1. arus stabil dengan volume lalu lintas sedang dan kecepatan mulai dibatasi oleh kondisi lalu lintas;
2. kepadatan lalu lintas rendah hambatan internal lalu lintas belum memengaruhi kecepatan;
3. pengemudi masih punya cukup kebebasan untuk memilih kecepatannya dan lajur jalan yang digunakan.

Tingkat pelayanan CSunting

dengan kondisi:

1. arus stabil tetapi kecepatan dan pergerakan kendaraan dikendalikan oleh volume lalu lintas yang lebih tinggi;
2. kepadatan lalu lintas sedang karena hambatan internal lalu lintas meningkat;
3. pengemudi memiliki keterbatasan untuk memilih kecepatan, pindah lajur atau mendahului.

Tingkat pelayanan DSunting

dengan kondisi:

1. arus mendekati tidak stabil dengan volume lalu lintas tinggi dan kecepatan masih ditolerir namun sangat terpengaruh oleh perubahan kondisi arus;
2. kepadatan lalu lintas sedang namun fluktuasi volume lalu lintas dan hambatan temporer dapat menyebabkan penurunan kecepatan yang besar;
3. pengemudi memiliki kebebasan yang sangat terbatas dalam menjalankan kendaraan, kenyamanan rendah, tetapi kondisi ini masih dapat ditolerir untuk waktu yang singkat.

Tingkat pelayanan ESunting

dengan kondisi:

1. arus lebih rendah daripada tingkat pelayanan D dengan volume lalu lintas mendekati kapasitas jalan dan kecepatan sangat rendah;
2. kepadatan lalu lintas tinggi karena hambatan internal lalu lintas tinggi;
3. pengemudi mulai merasakan kemacetan-kemacetan durasi pendek.

Tingkat pelayanan FSunting

dengan kondisi:

1. arus tertahan dan terjadi antrian kendaraan yang panjang;
2. kepadatan lalu lintas sangat tinggi dan volume rendah serta terjadi kemacetan untuk durasi yang cukup lama;
3. dalam keadaan antrian, kecepatan maupun volume turun sampai 0.