Jaringan Syaraf Tiruan yang digunakan adalah multilayer perceptron.
Multilayer perceptron dapat memberikan hasil yang lebih baik untuk menangani data non linear jika dibandingkan jaringan lainnya Nugroho 1998. Arsitektur
jaringan yang dipilih terdiri atas tiga lapisan elemen pemroses yang terdiri dari 1 lapisan input, 1 lapisan tersembunyi dan 1 lapisan output seperti terlihat pada
Gambar 17.
Z1
Zh U3h
W1 k
Wjk U11
U4h U41
U2h U31
masukan Hidden layer 1
Keluaran
Yt+2 X1
Xn Y1
Yn
Keterangan: X
1
,X
2
,X
3
... X
n
= data curah hujan pada jam ke t , t-½,t-1,t-1½,t-2,dst Y
1
,Y
2
,Y
3
... Y
6
= data tinggi muka air pada jam ke t , t-½, t-1, t-1½, t-2, t-2½, t - 3 Y
t+2
= tinggi muka air sungai pada 2 jam ke depan .
Gambar 17 Arsitektur Jaringan Syaraf Tiruan yang dipakai. Dari Gambar 17 X adalah data curah hujan pada jam t dan X
-1
adalah data curah hujan pada jam t -12 jam, X
-2
adalah data hujan pada jam t – 1 jam, dan seterusnya. Sedangkan Y
t+2
adalah prediksi tinggi muka air pada dua jam ke depan. Dari data tersebut dapat dilihat bahwa prakiraan tinggi muka air dua
jam ke depan dipengaruhi data curah hujan mundur ke belakang selama 1,2,3,4 atau 5 hari dimana terdapat
48, 96, 144, 192, atau 240 data curah hujan dan tinggi muka air tiga jam mundur ke belakang dimana terdapat 6 data seperti
terlihat pada Gambar 18.
Gambar 18 Contoh bentuk data curah hujan selama 4 hari sebelumya dan data tinggi muka air tiga jam sebelumnya dalam Jaringan Syaraf Tiruan.
Pelatihan jaringan digunakan untuk melatih set data yang telah dibuat. Pelatihan dilakukan dengan berbagai variasi parameter jaringan yaitu jumlah
neuron, momentum dan pesat belajar. Setiap variasi parameter diamati dengan menghitung Mean Square Error MSE dengan rumusan :
2 1
target 1
N i
i i
prediksi TMA
TMA N
MSE
11 Jaringan yang sudah dilatih perlu diuji untuk mengetahui kemampuannya
mempelajari data latih yang diberikan kepadanya. Pengujian dilakukan dengan mengamati data target, keluaran aktual, kesalahan, MSE dimana untuk hasil
perdiksi terbaik adalah jika didapat harga MSE terkecil. Selain itu dilakukan pula perhitungan R Korelasi . Korelasi dihitung dengan rumusan :
N i
N i
i i
N i
i i
Y Y
X X
Y Y
X X
R
z z
1 1
2 _
2 _
1
12
Prediksi terbaik jika didapat harga MSE terkecil serta korelasi R terbesar.
3.4.3. Disain Sistem Telemetri Curah Hujan dan Tinggi Muka Air
Dalam tahap ini dirancang sistem telemetri curah hujan dan tinggi muka air yang
terdiri dari sistem perangkat keras dan perangkat lunak. Perangkat keras sistem telemetri curah hujan dan tinggi muka air terdiri dari penakar hujan
otomatis jenis tiping bucket, sensor tinggi muka air jenis pelampung, mikrokontroler dan modem. Lokasi penempatan penakar curah hujan di Kantor
Kecamatan Gunungpati daerah hulu dan di tengah DAS Garang dan
penempatan sensor tinggi muka air di Bendung Simongan. Pemilihan lokasi penempatan peralatan telemetri curah hujan dan tinggi muka air dilakukan
dengan alasan sebagai berikut: a.
Faktor fasilitas infrastruktur yang memadai seperti adanya fasilitas listrik dan rumah jaga sangat aman untuk menempatkan peralatan tersebut.
b. Sinyal komunikasi sistem GSM tersebut terjamin bukan daerah blank
spot.
3.4.4. Analisa Peringatan Dini banjir
Untuk memprediksi tinggi muka air dua jam ke depan, data telemetri curah hujan di hulu Kali Garang dimasukkan ke dalam sistem Jaringan Syaraf
Tiruan yang telah dibangun sebelumnya. Hasil prediksi tinggi muka air dua jam ke depan inilah yang akan dibandingkan dengan klasifikasi status waspada,
siaga dan awas sehingga akan diketahui apakah prediksi tinggi muka air sudah masuk dalam kategori waspada, siaga dan awas. Dari catatan Dinas PSDA Jawa
Tengah PSDA, 2006 klasifikasi waspada, siaga dan awas terhadap tinggi muka air dapat dilihat pada Tabel 4.
Tabel 4 Klasifikasi status banjir terhadap tinggi muka air di Bendung
Simongan
STATUS TINGGI MUKA AIR
m TINGGI AIR DARI
PUNCAK BENDUNG m DEBIT
m
3
detik Normal
≤ 4,4 ≤ 0,8
≤ 86 Waspada
4,4 sd 4,8 0,8 sd 1,2
86 sd 158 Siaga
4,8 sd 5,2 1,2 sd 1,6
158 sd 243 Awas
≥ 5,2 ≥ 1,6
≥ 243 Keterangan: elevasi puncak bendung 3,6 m; rating curve =1,57 x 64,6 x h
1,5
+ 1,8 x10,4 x h
1,5
Klasifikasi waspada, siaga dan awas tersebut di atas berdasarkan kemampuan debit Kali Garang dilihat dari Bendung Simongan hingga muara Kali
Garang seperti terlihat pada Lampiran II B. Kemampuan debit Kali Garang terlihat bahwa dari Bendung Simongan hingga muara sangat bervariasi bahkan
di daerah Jembatan Jalan Ring Road Utara North Ring Road Bridge mempunyai kapasitas yang paling kecil yaitu sekitar 275 m
3
detik sehingga Kali Garang sudah dalam klasifiaksi awas pada debit
243 m
3
detik mengingat
kapasitas debit Kali Garang untuk daerah Jembatan Jalan Ring Road Utara sudah mencapai lebih dari 88 dari kapasitas debit maksimum .
3.4.5. Validasi Sistem Peringatan Dini Banjir
Data telemetri curah hujan dan tinggi muka air dikirim ke instansi
pemerintah dan masyarakat secara real time. Dalam penelitian ini tahap validasi sistem peringatan dini banjir Kali Garang dilakukan mulai tanggal 1 Januari 2008
sd Mei 2008. Dalam tahap ini dilakukan validasi time response antara peringatan dini banjir terhadap time response banjir Kali Garang. Jika time response sistem
peringatan dini banjir lebih kecil dari time response banjir Kali Garang, maka sistem peringatan dini banjir ini berhasil untuk diimplementasikan secara nyata di
lapangan. Akan tetapi sebaliknya jika time response jauh lebih besar dari time response banjir Kali Garang, maka perlu perbaikan-perbaikan dalam kecepatan
alur pemberitaaninformasi peringatan dini banjir.
3.4.6 Sosialisasi dan Survey
Tahap sosialisasi dalam penelitian sistem peringatan dini banjir Kali Garang ini adalah dengan melakukan sosialisasi secara langsung dengan
mengundang para petugas banjir dan instansi terkait serta masyarakat. Selain itu dilakukan pula sosialisasi melalui media masa baik koran atau media elektronik
seperti radio dan televisi lokal di Semarang. Tujuan dari sosialisasi ini adalah memberikan gambaran secara nyata tentang peralatan sistem peringatan dini
banjir berbasis SMS dan Web Tahap terakhir dalam penelitian ini adalah melakukan survey ke petugas
banjirinstansi terkait serta masyarakat sekitar Kali Garang untuk dimintai pendapat tentang peralatan sistem peringatan dini banjir yang dipasang di Kali
Garang dengan cara melakukan pengisian kuisiner. Dalam pengisian kuisiner dibagi menjadi 2 kelompok yaitu kelompok petugas banjirinstansi terkait serta
kelompok wakil masyarakat sekitar Kali Garang.
