Desain Roadside UnitUntuk Pendeteksi Kepadatan Lalu Lintas Pada Sistem Komunikasi Infrastructure To Vehicle( I2V)
1. Pendahuluan
ITS [2][3][4] penelitian penerapan ITS. Insfrastruktur pada
bagian 2, pengujian dan analisa roadside unit pada bagian 3 dan diakhiri dengan kesimpulan. ＊ Korespondensi Prodi Teknik Telekomunikasi ,Departemen ElektroPoliteknik Elektronika Negeri Surabaya (PENS), Kampus PENS, Jl. Raya ITS, SukoliloSurabaya, Indonesia
Paper ini terdiri dari pendahuluan pada bagian 1 yang berisi latar belakang penelitian, Desain sistem I2V berupa pembuatan roadside unit dan database disisi server pada
yang dilengkapi dengan mikrokontroller yang membantu proses pengiriman data ke sisi serverwireless untuk disimpan dilakukan perhitungan kepadatan kendaraan dan ditampilkan dalam WEB.
roadside unit
komunikasi I2V untukmonitoring jumlah kepadatan lalu lintas menggunakan menggunakan RFID sebagai sensor sebagai
membangun sistem cerdas terpadu untuk pengelolaan dan pengendalian lampu lalu lintas menggunakan active RFID. Haniah dkk [7] melakukan penelitian tentang kinerja RFID dalam rancang bangun sistem monitoring plat nomor kendaraan bermotor. Pada penelitian ini dibangun sistem
yang terdiri dari sensor utama untuk mendeteksi kendaraan dijalan raya.Beberapa sensor telah dicoba untuk dikembangkan dalam pembuatan roadside unit ini. Okkie dkk[4] telah mendesain sistem menggunakan sensor kecepatan untuk mendeteksi kecepatan kendaraan di jalan raya. Hari Maghfiroh [5] melakukan menguji kehandalan RFID sebagai Pendeteksi Identitas Kendaraan untuk Mengatasi Pelanggaran Traffic Light memberikan hasil bahwa RFID dapat digunakan untuk mendeteksi kendaraan dengan kecepatan hingga 60 Km/jam dan jangkauan pembacaan Reader hingga 40 derajat. Ahmed S. Salama [6]
unit
ITS.Insfrastruktur yang digunakan disini berupa Roadside
ITS memiliki peranan penting dalam pengembangan
85 Prosiding Seminar Nasional Teknologi Elektro Terapan 2017 Vol.01 No.01, ISSN: 2581-0049
Desain Roadside UnitUntuk Pendeteksi Kepadatan Lalu Lintas
Pada Sistem Komunikasi Infrastructure To Vehicle( I2V)
Ari Wijayanti*, Okkie Puspitorini, Nur Adi Siswandari, Haniah Mahmudah,Yuri Pamungkas
vehicle (kendaraan) bersifat bergerak (mobile).
dimaksud dengan infrastructure atau juga biasa disebut dengan roadside unit (RSU) adalah sebuah sarana yang digunakan untuk mendeteksi, memonitor dan mengolah data pada sistem komunikasi dan bersifat tetap (fixed), sedangkan
vehicle (V2V) [1]. Pada sistem komunikasi I2V yang
tovehicle (I2V), vehicle ke infrastruktur (V2I) dan vehicleto
Jumlah pertumbuhan penduduk yang semakin tinggi membawa dampak pada berbagai aspek kehidupan tak terkecuali penggunaan alat transportasi di jalan raya.Pertumbuhan jumlah pengguna kendaraan dijalan raya yang sangat tinggi mengakibatkan berbagai problem diantaranya kemacetan lalu lintas.IntelligenttransportationSystem (ITS) merupakan sistem cerdas yang menyediakan layanan inovatif untuk mendukung pemecahan berbagai masalah yang timbul dijalan raya baik untuk manajemen lalu lintas maupun manajemen alat transportasi.Penerapan ITS harus didukung dengan sistem komuniakasi yang handal pula. Daam ITS dikenal dengan beberapa sistem komunikasi yaitu infrastructure to infrastructure (I2I), infrastructure
Kata Kunci :Infrastructure to vehicle (I2V), Roadside unit (RSU), RFID, Raspberry Phi, sensor, kepadatan
(RSU) yang diletakkan ditepi jalan untuk memonitor kondisi jalan raya. Sedangkan server bertugas untuk menyimpan dan mengolah data yang dikirimkan dari sisi client.Roadside unit terdiri dari sensor dan sistem transmisi untuk mengikirimkan data ke sisi server. Pada penelitian ini digunakan sensor RFIDReader dan tag sebagai identitas pada kendaraan serta mikrokontroller Raspberry phi yang bertugas mengolah data dari sensor hingga dapat dikirim kesisi server. Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan roadside unit(RSU) mendeteksi posisi kendaraan hingga 10 meter dengan variasi sudut penbacaan hingga 270 derajat ketinggian hingga 2 meter dan variasi kecepatan hingga 65 km/jam.Hasil perhitungan kepadatan jalan raya dihitung berdasarjkan derajat kejenuhan akibat lebar jalan dan banyaknya kendaraan yang terdeteksi oleh Roadside unit. Data kepadatan lalu lintas akan ditampilkan pada website yang menunjukkan kondisi kepadatan jalan tersebut.
roadside unit
infrastruktur jalan yang tetap mengakibatkan kemacetan yang semakin parah. Untuk itu dibutuhkan sistem cerdas yang mampu untuk memonitor jalan raya.Pada penelitian ini dibangun sistem Infrastructure to vehicle (I2V) berupa sistem pendeteksi kepadatan lalu lintas.Sistem ini terdiri dari dua bagian yaitu sisi client dan sisi server. Pada sisi clientdidesain
Abstrak: Jumlah kendaraaan bermotor di Indonesia setiap tahunnya mengalami peningkatan namun jumlah
Beberapa penelitian telah membahas sistim komunikasi
2. Desain Sistem komunikasi I2V
2.2. Kepadatan lalu lintas Kepadatan lalu lintas dikategorikan berdasarkan derajat
2.1. Desain Sistem
kejenuhan seperti ditunjukkan pada Tabel 1.Derajat kejenuhan dihitung berdasarkan arus kendaraan dibagi
Sistem yang akan dibuat ini terdiri dari dua bagian
dengan kapasitas jalan Arus kendaraan dihitung
yaitu perancangan pada sisi client dan perancangan pada berdasarkan jumlah kendaraan yang lewat dalam satu jam. sisi server seperti ditunjukkan pada Gambar 1
Tabel 1
Tingkat Kepadatan Lalu Lintas berdasarkan Derajat Kejenuhan [9]
Derajat Kejenuhan Keterangan
Lancar ≤ 0.6
0.61 - 0.7 Ramai Lancar 0.71 - 0.9 Padat Merayap 0.91 - 1.0 Padat Tersendat
1.0 > Macet Tabel 2.
Kapasitas Dasar Jalan
Kapasitas dasar (smp/jam) Tipe Jalan Tipe Jalan Jalan Catatan Bebas Jalan Perkota Luar Hambat an Kota an Gambar 1
. Perancangan Sistem I2V Empat Datar 1.650 1.900 2.300 lajur
desain di sisi client mencakup integrasi perangkat Roadside Bukit 1.850 2.250
Per lajur terbagi
unit yang terdiri dari sensor RFID Reader dan RFID tag Gunung
1.800 2.150 yang diletakkan dikendaraan, Kamera webcam, Raspberry
Pi b + dan router untuk koneksi internet saat pengiriman Empat Datar 1.500 1.700
data ke client. Pada sisi server terdiri dari data base dan lajur tak Bukit 1.650 Per lajur terbagi koneksi internet dan ditampilkan pada Website seperti Gunung 1.600 ditunjukkan pada Gambar 1. Gambar 2 (a) dan (b)
Datar 2.900 3.100 3.400 Dua
Total menunjukkan flowchart pengerjaan sistem. lajur tak Bukit 3.000 3.300 dua arah terbagi Gunung 2.900 3.200 3.
Pengujian Sistem 3.1. Pengujian Roadside unit
Pengujian terdiri dari pembacaan RFID Reader terhadap tag yang terpasang pada kendaraan saat melaju dengan kecepatan yang bervariasi, ketinggian optimal pembacaan RFID Reader, jangkauan pembacaan RFID Reader yang disesuaikan dengan lebar jalan, polasasi sudut baca RFID
, dan counting jumlah kendaraan yang terdeteksi
Reader
sensor serta pengiriman data kendaraan ke server 3.1.1.
Uji polarisasi sudut baca RFID Reader
Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui sudut baca dari RFID Reader. Dimana RFID Tag diletakkan pada sudut 0º, 90º, 180º dan 270º terhadap RFID Reader dengan skema pengujian polarisasi sudut baca RFID Reader ditunjukkan pada Gambar 3 dan Tabel 3 menunjukkan
(b) hasil pengujian. (a)
Gambar 2(a)
Flowchart pada sisi client
(b)
Flowchart pada sisi server
Gambar 3.
5 5 1345 ms 4 %
5
5
5
4
5
3
4
2
1 1,2 meter
4 5 1254 ms 4 %
5
5
5
4
5
3
5
2
1 1 meter 5 5 1230 ms 0 %
1 1,5 meter
2
Hasil pembacaan RFID berdasarkan ketinggian
5
5. Tabel 5 menunjukkan bahwa RFID reader dapat melakukan deteksi terhadap tag pada kecepatan 10 km/jam hingga kecepatan 65 km/jam. Pada percobaan ini kecepatan dibatasi hingga kecepatan 65 km/jam karena pertimbangan faktor keamanan pengendara saat pengujian.Berdasarkan hasil pengujian menunjukkan bahwa tipe sensir RFID ini dapat digunakan sebagai Roadsideunit pada jalan raya.
Berdasarkan hasil pengujian pengaruh kecepatan terhadap pembacaan RFID Readerdiyunjukkan pada Tabel
Pada pengujian ini id tag yang terpasang pada kendaraan akan dilakukan pembacaan oleh RFID Reader terhadap kecepatan kendaraan. Pengujian ini sangat penting mengingat setiap kendaraan yang melaju di jalan raya memiliki kecepatan yang berbeda-beda. Hasil yang didapat pada pengujian ini akan sangat berpengaruh terhadap keberhasilan sistem yang telah dibuat.
3.1.2. Uji pengaruh kecepatan terhadap pembacaan RFID Reader
5
5
4
4
3
5
5
2
1 2 meter 5 5 1231 ms 4 %
5
5
5
4
5
3
Percobaan Altitude RFID Reader Jumlah Tags Terdeteksi Jumlah tag yang digunakan Rata-rata deteksi & Upload Data Error
Tabel4.
Skema pengujian polarisasi sudut baca RFID Reader Berikut adalah hasil pengujian polarisasi sudut baca RFID
-
- 270
- 180 ⁰
90 ⁰
⁰ -
⁰ - 3 7 meter
⁰ - 270
- 180
90 ⁰
- 2 6 meter ⁰
- 4 8 meter ⁰
- 270 ⁰
- 180 ⁰
90 ⁰
-
1 5 meter ⁰
No Jarak Pengujian Sudut Hasil Pengujian Terdeteksi Tidak Terdeteksi
.Hasil pengujian polarisasi sudut baca RFID Reader
Tabel 3
Reader yang ditunjukkan pada Tabel 3.
⁰
-
dengan kecepatan 20 km/h. RFID Tagdiletakkan pada kendaraan agar nantinya dapat terdeteksi oleh RFID Reader.
90 ⁰
RFID Reader dengan kondisi objek kendaraan melaju
Pada pengujian ini dengan meletakkan RFID Reader pada posisi tertentu, yaitu mulai dengan ketinggian dari 100, 120, 150 dan 200 cm. Untuk mengetahui sensitivitas baca pada
3.1.2. Uji Pembacaan berdasarkan ketinggiansensor
RFID Reader.
dapat membaca RFID tag dari sudut manapun dengan jarak baca tertentu. Pada pengujian diambil sampel dengan jarak yaitu 5-10 meter.Pada jarak baca tersebut pembacaan RFID Readermasih optimal. Dengan kata lain, pembacaan RFID Readerterhadap tag tidak ditentukan dengan sudut melainkan pada jarak antaraRFID tag dengan
Reader
- Berdasarkan hasil tabel 3 untuk pengujian polarisasi sudut baca RFID Reader dapat dikatakan bahwa RFID Reader dapat membaca RFID tagpada sudut yang berbeda-beda yaitu 0 º, 90º, 180 º dan 270 atau dengan kata lain RFID
- 270 ⁰
- 180 ⁰
⁰ -
90 ⁰
⁰ - 6 10 meter
- 270
⁰
- 180
90 ⁰
-
- 5 9 meter ⁰
- 270 ⁰
- 180 ⁰
Tabel 5 Hasil pengujian kecepatan terhadap pembacaan RFID Reader 3.2.
Pengujian kepadatan kendaraan Pengujian ini bertujuan untuk mengetahui keakuratan deteksi RFID Reader pada kendaraan baik posisi kendaraan seri dan paralel dengan menempatkan RFID Reader pada ketinggian dan jarak tertentu bersamaan dengan data kendaraan yang diunggah ke server seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
(menit) Jumlah kendaraan
5 25 0,89 Padat merayap
10 24 0,86 Padat merayap
Tabel9. Pengujian kondisi kendaraan seri &pararel pada
kecepatan40km/h
Waktu (menit) kecepatan Tag Terdeteksi Pengguna tag Rata-rata waktu deteksi hinga upload Error
1 40 km/h
44 48 1372,1 ms 8,33 % 3 40 km/h 108 112 1378,7 ms 3,57 % 5 40 km/h 185 192 1379,3 ms 3,64 % 10 40 km/h 267 272 1381,3 ms 1,83 %
Tabel 10. Kepadatan lalu lintas berdasarkan DK pada
kecepatan 40 Km/jam Waktu
(smp / minute) Derajat kejenuhan
1 31 1,11 Macet
Kepadatan jalan 1 44 1,57 macet
3 36 1,29 macet
5 37 1,32 macet
10 27 0,96 Padat
Tersendat
No Kecepatan Hasil Pengujian Terdeteksi Tidak Terdeteksi
1 10 km/jam - 2 20 km/jam - 3 30 km/jam - 4 40 km/jam
- 5 50 km/jam
- 6 60 km/jam
3 21 0,75 Padat merayap
Waktu (menit) Jumlah kendaraan (smp/menit) Derajat kejenuhan Kepadatan jalan
Gambar4. Skema pengujian pembacaan RFID Readerpada
Waktu (menit) Jumlah kendaraan (smp/menit) Derajat kejenuhan Kepadatan jalan
kendaraan secara seri dan parallel Hasil pengujian untuk kecepatan kendaraan dan kepadatan lalu lintas pada kecepatan 20 km/jam, 30 km/jam dan 40 km/jam ditunjukkan pada Tabel 5- tabel 10
Tabel6 Pengujian kondisi kendaraan seri &pararel pada
kecepatan 20km/h Waktu
(menit) kecepatan Tag
Terdeteksi Pengguna tag
Rata-rata waktu deteksi hinga upload
Error 1 20 km/h 15 16 1372,7 ms 6,25 % 3 20 km/h 30 32 1372,1 ms 6,25 % 5 20 km/h 92 96 1384,5 ms 4,16 % 10 20 km/h 152 160 1380,2 ms 5 %
Tabel 11.
Kepadatan lalu lintas berdasarkan DK pada kecepatan 20 Km/jam
1 15 0,54 Lancar
kecepatan 30 Km/jam
3 10 0,36 Lancar
5 19 0,68 Ramai lancar
10 16 0,57 Lancar Tabel7.
Pengujian kondisi kendaraan seri &pararel pada kecepatanof 30km/h
Waktu (menit) kecepatan Tag Terdete ksi Pengguna tag Rata-rata waktu deteksi hinga upload Error
1 30 km/h
31 32 1372,9 ms 3,12 % 3 30 km/h 62 64 1384,2 ms 6,25 % 5 30 km/h 123 128 1384,7 ms 3,90 %
10 30 km/h 236 240 1381,3 ms 1,66 %
Tabel8. Kepadatan lalu lintas berdasarkan DK pada
- 7 65 km/jam - Pada pengujian kendaraan secara seri & paralel yang disertai upload data kendaraan, diperoleh hasil bahwa kendaraan yang melaju dengan kecepatan 20
- – 40 km/jam selama kurun waktu 1
- – 10 menit dapat terdeteksi oleh RFID Reader dengan >– rata delay deteksi kurang dari 1400 ms dengan error pembacaan maksimum hingga 8,33 %. Selain itu, diperoleh data berupa arus kendaraan tiap menitnya pada jalan tersebut.Arus kendaraan digunakan untuk mencari nilai derajat kejenuhan jalan (arus kendaraan ÷ kapasitas maksimum jalan). Jika kapasitas maksimum jalan adalah 1650 kend / jam atau 28 kend / menit maka akan diperoleh nilai derajat kejenuhan jalannya. Kondisi jalan dikatakan lancar jika derajat kejenuhan (DK) ≤ 0,6 ; ramai lancar jika DK berkisar 0,61
- – 0,7 ; padat merayap jika DK berkisar
- – 0,9 ; padat tersendat jika DK berkisar 0,91 – 1 ; dan macet jika DK > 1.
Gambar 7.
TampilanTraffic Jam MenuWebsite
3.3. Sistem Informasi 4. Kesimpulan dan Saran
Data kepadatan lalu lintas yang telah diolah di Berdasarkan hasil pengujian dan analisa dari data database, kemudian ditampilkan di Web dengan informasi dapat diambil kesimpulan Sebaai berikut: berupa kondisi jalan dalam keadaan Lancar, Padat merayap
1. Roadside unit menggunakan RFID sensor mampu dan Macet seperti ditunjukkan pada Gambar 6 terlihat mendeteksi kendaraan hingga jarak 10 meter tampilan menu utama dimana terdapat beberapa menu dengan variasi sudut 0 , 90 , 180 dan 270 seperti Traffic Jam, Traffic Monitoring, Vehicle Entry,
2. Posisi ketinggian Roadside unithingga 2 m masih
Registered Vehicle, Traffic Prediction, Upload Data, User
dapat mengidentifikasi kendaraan
Management, dan Logout Menu untuk menampilkan data 3.
Sensor RFID Reader mampu mendeteksi tag yang kondisi lalu lintas jalan. Pada menu Traffic Jam terdapat terpasang pada kendaraan yang melintas hingga peta lokasi jalan dimana sensor terpasang, waktu/tanggal, kecepatan 65 km/jam dengan delay deteksi dan arus kendaraan, dan tingkat kepadatan lalu lintas jalan pengiriman data ke server antar tag yang terbaca berdasarkan data kendaraan yang telah masuk. Tampilan kurang dari 1500 ms.
Traffic Jam Menu website pada Gambar 7 yang 4.
Lebar jalan menentukan derajat kejenuhan menggambarkan data 81 kendaraan / menit, sehingga
5. Monitoring kendaraan pada website ditentukan oleh kondisi trafik dalam keadaan “Macet”. kemampuan upload data dari server
Saran
Untuk keberlanjutan penelitian ini maka pemilihan jenis dan spesifikasi RFID reader maupun RFID tag menjadi hal yang signifikan pada saat pembuatan roadside unit. Untuk komunikasi wireless dibutuhkan jaringan yang baik serta kondid lingkungan yang mendukung sehingga delay yang terjadi tidak terlalu besar.
Daftar Pustaka G.
[1] Karagiannis, 2011, “Vehicular Networking: A Survey and Tutorial on Requirements, Architectures, Challenges, Standards and Solutions”, IEEE Communications Surveys & Tutorials, Accepted For Publication,1553-877X/11/$25.00
[2] Yasifa, Nur, Okkie, September 2015, “An analysis of
simulation
- – based vehicle to vehicle (V2V) communication system in main street of Surabaya”, International Electronic Symposium, IEEE, Surabaya, ISBN 978-1-4673-9344-7, page 183-188.
Gambar 6 . Tampilan Monitoring lalu lintas
[3] Nur Adi S, Ari W, Okkie P, Haniah M, 2014, “ Analysis
of Urban Area Environmental Conditions in Surabaya to Support The Communication System for Intelligent Transportation System. Case Study: Vehicle to Infrastructure (V2I) Communication”, The Third Indonesian-Japanese Conference on Knowledge Creation and Intelligent Computing (KCIC), ISBN : 978-602-944-97-6, page 58-65.
[4] Okkie P, Ari W, Nur Adi S, Haniah M,”Measurement of
Interconnecting Network for Roadside Unit Placement on Cellular Network to Support Intelligent Transportation SystemAsian Journal of Applied Sciences (ISSN: 2321
- – 0893) Volume 05 – Issue 02, April 2017
[5] Hari Maghfiroh, Luthfi Rizal dan Risanuri Hidayat.
2012.
“Pengujian RFID sebagai Pendeteksi Identitas
Kendaraan untuk Mengatasi Pelanggaran Traffic
Light ”,JTETI, UGM – IEEE Comp. Soc. Ind. Chapter: 143.[6] Ahmed S. Salama, “Intelligent Cross Road Traffic
nd
Management System (ICRTMS) International
”, 2010 2Conference on Computer Technology and Development (ICCTD 2010). [7]
Haniah, Ari Wijayanti dkk, “Rancang Bangun Sistem Monitoring plat Nomor Kendaraan”, Sentrinov semarang 2015
[8] Peraturan Menteri Perhubungan No : KM 14 Tahun 2006 Tentang Manajemen dan Rekayasa Lalu Lintas di
Jalan