Analisa Arus Jenuh dan Panjang Antrian pada Simpang Bersinyal dan Mikro Simulasi Menggunakan Software Vissim
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. Persimpangan
Persimpangan jalan adalah daerah umum dimana dua jalan atau lebih
bergabung atau bersimpangan, termasuk jalan dan fasilitas tepi jalan untuk
pergerakan lalu lintas di dalamnya. Persimpangan merupakan bagian yang tidak
terpisahkan dari semua sistem jalan. Perancangan persimpangan harus dengan
mempertimbangkan efisiensi, keselamatan, kecepatan, biaya operasi dan kapasitas
(AASHTO, 2001) .
2.1.1 Jenis-jenis persimpangan
Menurut Khisty. 2003 secara umum terdapat dua jenis persimpangan,
yaitu:
1. Persimpangan sebidang
Persimpangan sebidang (intersection at grade) adalah persimpangan
dimana dua jalan raya atau lebih bergabung, dengan tiap jalan raya
mengarah keluar dari sebeuah persimpangan dan membentuk bagian
darinya (kaki persimpangan).
2. Persimpangan interchange
Persimpangan interchange adalah persimpangan yang digunakan ketika
volume lalu lintas tinggi, sehingga memungkinkan untuk menggunakan
lalur lalu lintas yang dipisahkan.
2. 2. Simpang Bersinyal
Simpang bersinyal adalah simpang yang terdapat sinyal atau sistem
lamppu lalu lintas yang berfungsi untuk mengatur lalu lintas di suatu simpang
Universitas Sumatera Utara
untuk menghindari terjadinya konflik-konflik
konflik
lalu lintas. Sistem lalu lintas
merupakan salah satu cara untuk mengatur lalu lintas di suatu simpang agar
menciptaakan sistem pererakan dan hak berjalan ssecara bergantian dan teratur,
sehingga dapat meningkatkan kapasitas simpang dalam melayani arus lalu lintas
yang efektif dan mengurangi tingkat kecelakaan dan tundaan lalu lintas yang
efektif dan murah dibandingkan pengaturan manual.
Tujuan lampu lalu lintas menurut Khisty 2003 adalah:
Untuk meningkatkan keamanan sistem secara keseluruhan
rata di sebuah persimpangan,
Untuk mengurangi waktu tempuh
temp
rata-rata
sehingga meningkatkan kapasitas
Untuk menyeimbangkan kualitas pelayanan di seluruh aliran lalu lintas
Gambar 2.1 Konflik-konflik
Konflik konflik utama dan kedua pada simpang bersinyal
Terdapat beberapa jenis pergerakan arus lalu lint
lintas
as pada gambar 2.1 yang
menggunakan ruang persimpangan dapat meinmbulkan beberapa titik
titik-titik
konflik, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
a. Konflik bersilang (crossing)
b. Konflik memisah (diverging)
c. Konflik bergabung (merging)
d. Konflik menjalin (weaving)
Semakin banyak titik konflik yang terjadi di suatu persimpangan
menyebabkan semakin berkurangnya kapasitas persimpangan tersebut dan kan
meningkatkan kemungkinan terjadinya kecelakaan.
Jumlah dan jenis konflik pada ruang persimpangan akan sangat bergantung
pada (Ofyar, 2008):
Jumlah lengan persimpangan
Jumlah lajur setiap persimpangan
Arah pergerakan arus lalu lintas dari setiap lengan persimpangan
(belok kiri, lurus dan belok kanan)
Pengaturan pergerakan arus lalu lintas (fase)
Penggunaan sinyal dengan lampu tiga-warna (hijau, kuning, merah)
diterapkan untuk memisahkan lintasan dari gerakan-gerakan lalu lintas yang
saling bertentangan dalam dimensi waktu (MKJI, 1997). Sinyal lampu lalu lintas
ini berfungsi untuk menghindari terjadinya konflik utama dan konflik kedua.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Urutan waktu pada pengaturan sinnyal dengan dua fase
Pada urutan waktu pengaturaan sinyal diatas, akan terjadi waktu kuning
(intergreen) yaitu periode waktu yang terjadi pada sinyal lampu hijau menuju
sinyal lampu merah. Tujuan dari periode antar hijau (IG = kuning + merah semua)
diantara dua fase yang berurutan adalah:
1. Memperingatkan lalu lintas yang sedang bergerak bahwa fase sudah
berakhir.
2. Menjamin agar kenderaan terakhir ppada fase hijau yang baru saja
diakhiri memperoleh waktu yang cukup untuk ke luar dari daerah
konflik sebelum kenderaan pertama dari fase berikutnya memasuki
daerah yang sama.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Waktu Siklus Simpang Bersinyal
a. Waktu Siklus
Waktu siklus merupakan waktu untuk urutan lengkap dari indikasi sinyal
antara dua saat permulaaan hijau yang berurutan didalam pendekatan yang sama
(MKJI, 1997).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 penetapan
waktu siklus simpang bersinyal yaitu:
a. Waktu siklus minimal
Cmin =
(2.1)
Dimana:
Cmin = waktu siklus minimal, detik
L
= (∑wha – 1), detik
wha
= waktu hijau antara, detik
IFR
= ∑yi, maksimum
yi
= qi/si
qi
= besarnya arus pada arah i, SMP/jam
si
= arus jenuh untul arah i, SMP/jam
b. Waktu siklus optimal (Co)
Co =
,
(detik)
(2.2)
c. Batasan panjang waktu siklus
Pengendalian panjang siklus pada suatu simpang ditunjukkan pada tabel
2.1 dengan panjang siklus minimum 40 detik dan maksimum 130 detik. Tetapi
Universitas Sumatera Utara
pada persimpangan yang cukup besar, panjang waktu siklus dapat mencapai 180
detik, hal ini biasanya dapat menyebabkan berkurangnya kapasitas persimpangan
secara keseluruhan.
Tabel 2.1: Panjang siklus simpang bersinyal yang disarankan
Jumlah Phase Panjang waktu siklus yang disarankan
2
40 – 80
3
50 – 100
4
80 – 130
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat.1999
Waktu siklus harus lebih besar dari nilai yang ditentukan berdasarkan
rumus (2.1). Apabila waktu siklus lebih kecil dari nilai ini maka akan terjadinya
lewat jenuh pada simpang tersebut. Waktu siklus yang terlalu panjang dapat
mengakibatkan meningkatnya tundaan rata-rata.
b. Waktu Hijau
Kinerja suatu simpang bersinyal dipengaruhi terhadap pembagian waktu
hijau daripada terhadap panjangnya waktu siklus. Rumus perhitungan waktu
hijau:
Dimana:
g =( −
)
(
)
C
= waktu siklus sinyal (detik)
LTI
= jumlah waktu hilang persiklus (detik)
FR
= arus dibagi dengan arus jenuh (Q/S)
(2.3)
FRcrit = nilai FR tertinggi dari semua pendekatan yang berangkat pada
suatu fase sinyal
Universitas Sumatera Utara
2.4 Kemacetan
Kemacetan lalu lintas adalah situasi dimana arus lalu lintas melebihi kapasitas
jalan tersebut yang mengakibatkan kecepatan bebas ruas jalan tersebut mendekati
atau melebihi 0 km/jam sehingga menyebabkan terjadinya antrian kendaraan
(MKJI, 1997). Kemacetan akan meningkat apabila arus kendaraan besar sehingga
kendaraan saling berdekatan satu sama lain. Beberapa penyebab kemacetan lalu
lintas adalah (Dheby.dkk, 2016):
- arus kendaraan meningkat melebihi dari kapasitas jalan
- terjadi kecelakaan yang menyebabkan terjadinya ganggua kelancaran arus
lalu lintas
- terdapat bangunan liar di pinggir jalan yang mengakibatkan lebar jalan
menjadi sempit
- pemakai jalan yang tidak mematuhi aturan lalu lintas
- adanya parkir liar di sepanjang jalan
2.5. Kapasitas
Kapasitas adalah maksimum laju aliran berkelanjutan di mana kendaraan
atau orang cukup dapat diharapkan untuk melintasi titik atau segmen seragam
jalur atau jalan selama jangka waktu yang ditentukan berdasarkan diberikan jalan,
geometrik, lalu lintas, lingkungan, dan kontrol kondisi; biasanya dinyatakan
sebagai kendaraan per jam, mobil penumpang per jam, atau orang per jam
(Highway Capacity Manual, 2000).
Volume kenderaan yang mencapai kapasitas maksimum dengan batasan
geometrik jalan, waktu sinyal dan komposisi lalu lintas maka dianggap kapasitas
suatu jalan adalah aliran jenuh atau pun arus jenuh.
Universitas Sumatera Utara
2.5.1 Kapasitas Dasar Simpang
Kapasitas persimpangan adalah arus lalu lintas maksimum yang dapat
dipertahankan (tetap) pada suatu bagian jalan dalam kondisi tertentu (MKJI,
1997).
Kapasitas dasar simpang dinyatakan denagn rumus (MKJI, 1997):
(2.4)
C = S × g/c
di mana:
C = Kapasitas (smp/jam)
S = Arus Jenuh, yaitu arus berangkat rata-rata dari antrian dalam pendekat selama
sinyal hijau (smp/jam hijau = smp per-jam hijau)
g = Waktu hijau (det).
c = Waktu siklus, yaitu selang waktu untuk urutan perubahan sinyal yang lengkap
(yaitu antara dua awal hijau yang berurutan pada fase yang sama)
Untuk mengetahui kapasitas simpang harus diketahui terlebih dahulu
waktu sinyal dari simpang tersebut.
Menurut Direktorat Jenderal Perhubungan Darat (1999) kapasitas dasar
simpang ditetapkan sebagai berikut :
Tabel 2.2: Kapasitas dasar persimpangan
Tipe Persimpangan Kapasitas Dasar (smp/jam)
322
2700
342
2900
324 atau 344
3200
422
2900
424 atau 444
3400
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
Yang dimaksud dengan tipe persimpangan 3 kaki dan 4 kaki dijelaskan pada tabel
2.3 dan 2.4:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3: Tipe persimpangan 3 kaki
Tipe
Julah Lajur Jalan
Median
Persimpangan
Utama
322
1
N
324
2
N
324M
2
Y
344
2
N
324M
2
Y
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
Jumlah Lajur Jalan
Minor
1
1
1
2
2
Tabel 2.4: Tipe persimpangan 4 kaki
Tipe
Persimpangan
Julah Lajur Jalan
Utama
Median
Jumlah Lajur Jalan
Minor
422
1
N
424
2
N
424M
2
Y
444
2
N
424M
2
Y
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
1
1
1
2
2
Arus lalu-lintas (Q) untuk setiap gerakan (belok-kiri QLT, lurus QST dan
belok-kanan QRT) dikonversidari kendaraan per-jam menjadi satuan mobil
penumpang (smp) per-jam dengan menggunakanekivalen kendaraan penumpang
(emp) untuk masing-masing pendekat terlindung dan terlawan:
Tabel 2.5 Emp Untuk Jalan Tipe Terlindung dan Terlawan
Sumber: MKJI 1997
2.6. Arus Jenuh
Arus jenuh (saturated flow) adalah arus keberangkatan maksimum yang
dapat dihasilkan dari suatu lengan persimpangan selama selang waktu hijau
Universitas Sumatera Utara
tertentu (smp/waktu hijau) yang merupakan fungsi dari lebar efektif lengan
persimpangan (Ofyar, 2008).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 arus jenuh
adalah jumlah maksimum kenderaan yang dapat melalui mulut persimpangan
persatuan hijau. Peninjauan arus lalulintas pada kondisi jenuh bertujuan untuk
melihat gambaran jumlah kendaraan tiap jam tiap lajur jika waktu hijau efektif
(effective green time) yang tersedia selama satu jam penuh dan diusahakan agar
arus kendaraan tak pernah berhenti.
Arus jenuh dasar dapat dijelaskan melalui gambar 2.3 menunjukkan
keadaan yang terjadi bila suatu antrian kenderaan yang tertahan oleh lampu merah
dan kemudian mendapat hak jalan oleh lampu hijau. Kenderaan akan terus keluar
melewati arus jenuh ini sampai lampu hijau habis dan laju kenderaan akan terus
menurun sampai mencapai nol pada lampu merah (Hoobs, 1995).
Gambar 2.3 Model Dasar untuk Arus Jenuh
Arus jenuh dasar (So) dihitung berdasarkan konsep lebar efektif lengan
pendekat (We) simpang bersinyal, dengan rumus (MKJI. 1997):
Universitas Sumatera Utara
So = 600 x We
(2.5)
Arus jenuh dapat dihitung berdasarkan rumus yang dikembangkan oleh
Indonesia Highway Capacity Manual:
Dimana:
=
(SMP/jam hijau)
(2.6)
So = arus jenuh dasar
Fcs = faktor ukuran kota
FSF = faktor gesekan samping
FG = faktor kelandaian
FP = faktor kenderaan parkir
FRT = faktor kenderaan belok kanan
FLT = faktor kenderaan belok kiri
Arus lalu lintas jenuh sangat dipengaruhi oleh komposisi lalu lintas dan
oleh waktu, pada periode-periode puncak yang kurang ramai, arus lalu lintas
mungkin 5% kurang dari pada periode puncak (Hobbs, 1995).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 ada beberapa
hal yang dapat mempengaruhi besarnya arus jenuh, yaitu:
a. Tanjakan ataupun penurunan pada kaki persimpangan.
b. Komposisi lalu lintas
c. Jarak lokasi tempat parkir dan garis henti.
d. Ada tidaknya lal lintas yang akan membelok kekanan dan berpaspasan
dengan lalu lintas yang akan datang dari arah yang berlawanan.
Universitas Sumatera Utara
e. Radius tikungan.
Akibat gangguan yang mempengaruhi arus jenuh, maka mengakibatkan
terlambat start dan akan menghalangi pergerakan kenderaan yang lain. Gangguan
ini akan meningkatkan waktu hilang pada awal waktu hijau yang secara nyata
akan mengurangi kapasitas dari lengan persimpangan tersebut (Masykur.dkk,
2014).
Waktu hijau efektif adalah tampilan waktu hijau dikurang kehilangan
waktu diawal ditambah tambahan waktu diakhir (MKJI, 1997). Maka besarnya
waktu hijau efektif adalah:
Waktu Hijau Efektif = Tampilan waktu hijau – Kehilangan awal +
Tambahan akhir
Menurut MKJI 1997 besarnya arus jenuh juga dipengaruhi oleh faktorfaktor, seperti :
Tabel 2.6 Faktor ukuran kota
Penduduk Kota (Juta Jiwa) Faktor Koreksi Ukuran Kota
> 3.0
1.05
1.0 – 3.0
1.00
0.5 – 1.0
0.94
0.1 – 0.5
0.88
< 0.1
0.82
Sumber: MKJI 1997
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Faktor Hambatan Samping
Sumber: MKJI 1997
Tabel 2.8 Kelas Hambatan Samping Untuk Jalan Perkotaan
Sumber: MKJI 1997
2.7 Metode Time Slice
Pada proses analisis arus jenuh interval dengan metode time slice, data lalu
lintas digabungkan dengan beberapa data primer yang telah ditentukan untuk
mendapatkan nilai arus jenuh (Bowoputro H.dkk, 2014).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Arus jenuh yang diamati per selang waktu 6 detik
Pada gambar 2.4 arus jenuh dianggap tetap selama waktu hijau. Meskipun
demikian dalam kenyataannya, arus berangkat mulai dari 0 pada awal waktu hijau
dan mencapai nilai puncaknya setelah 10-15 detik. Nilai ini akan menurun sedikit
sampai akhir waktu hijau arus berangkat terus berlangsung selama waktu kuning
dan merah-semua hingga turun menjadi 0, yang biasanya terjadi 5 – 10 detik
setelah awal sinyal merah (MKJI, 1997).
2.8 Panjang Antrian
Panjang antrian adalah jumlah rata-rata antrian (smp) pada awal sinyal
hijau (NQ) dihitung sebagai jumlah smp yang tersisa dari fase hijau sebelumnya
(NQ1) ditambah jumlah smp yang datang selama fase merah (NQ2) (MKJI, 1997).
NQ = NQ1 + NQ2
(2.7)
Dengan
= 0,25
Jika; DS > 0,5 selain dari itu NQ1 = 0
Dimana:
=
(
− 1) +
(
, )
(2.8)
(2.9)
Universitas Sumatera Utara
NQ1
= jumlah smp yang tertinggal dari fase hijau sebelumnya
NQ2
= jumlah smp yang datang selama fase merah
DS
= derajat kejenuhan
GR
= rasio hijau
c
= waktu siklus (det)
C
= kapasitas (smp/jam) = arus jenuh kali rasio hijau (S x GR)
Q
= arus lalu-lintas pada pendekat tersebut (smp/det)
Panjang antrian (QL) diperoleh dari perkalian (NQ) dengan luas rata-rata yang
dipergunakan per smp (20m2) dan pembagian dengan lebar masuk (MKJI, 1997).
=
(2.10)
2.9 Program VISSIM (Vissual Simulation)
Vissim adalah
perangkat lunak mikroskopik yang berfungsi untuk
mensimulasi model lalu lintas perkotaan dan operasi angkutan umum. Program ini
dapat menganalisis lalu lintas dan perpindahan dengan batasan pemodelan seperti
geometrik jalur, komposisi kenderaan, sinyal lalu lintas, stop line, perilaku
pengemudi dan lain-lain, sehingga menjadi suatu alat yang berguna untuk
mengevaluasi berbagai alternatif berdasarkan rekayasa transportasi sebagai
langkah-langkah pengambilan keputusan yang lebih efektif dan efisien dalam
suatukegiatan perencanaan termasuk simulasi dalam pengembangan model (User
Manual VISSIM 5.0, 2007).
VISSIM merupakan alat bantu atau perangkat lunak simulasi lalulintas
untuk keperluan rekayasa lalulintas, perencanaan transportasi, waktu sinyal,
angkutan umum serta perencanaan kota yang bersifat mikroskopis dalam aliran
lalulintas multi – moda yang diterjemahkan secara visual dan dikembangkan pada
Universitas Sumatera Utara
tahun 1992 oleh salah satu perusahaan IT di negara Jerman (Siemens, 2012 dalam
Dheby.dkk, 2016). VISSIM berasal dari kata VerkehrStadten – Simulationsmodel
(dalam bahasa Jerman) yang artinya model simulasi lalulintas kota.
Vissim dapat mensimulasikan kondisi operasional unik yang terdapat
dalam sistem transportasi. Pengguna dapat memasukkan data-data untuk dianalisis
sesuai keinginan pengguna. Perhitungan-perhitungan keefektifan yang beragam
bisa dimasukkan pada software Vissim, pada umumnya antara lain tundaan,
kecepatan, antrian, waktu tempuh dan berhenti. Vissim telah digunakan untuk
menganalisis jaringan-jaringan dari segala jenis ukuran jarak persimpangan
individual hingga keseluruhan daerah metropolitan (Dheby.dkk, 2016).
Parameter input data yang perlu dimasukkan pada program mikrosimulasi
VISSIM 8.0 yaitu:
a. Parameter yang tetap:
User preferences
Links
Statistic vehicle routing decisions
Vehicle compositions
Vehicle input
Signal control
b. Parameter bebas:
Lebar geometrik jalan
Background
Connector
Universitas Sumatera Utara
Vehicle type
Vehicle behaviour
Vehicle Behaviour yang ada pada vissim yaitu Wiedemann 74 model dan
Wiedemann 99 model. Wiedemann 74 adalah model yang dipakai untuk simulasi
jalan perkotaan dan jalan arteri. Wiedemann 74 biasanya digunakan untuk
simulasi jalan dengan kecepatan rata-rata kenderaan 48-58 km/Jam. Widemann 94
adalah model yang dipakai untuk simulasi jalan bebas hambatan/jalan tol biasanya
dengan kecepatan rata-rata 80 km/jam.
Setelah menginput parameter input maka akan dihasilkan parameter output
seperti:
a.
Panjang antrian (queue)
b.
Tundaan (delay)
c.
Pemodelan simulasi simpang
d.
Video hasil simulasi yang dibuat berdasarkan data yang diperoleh dari
lapangan
2.9.1 Tahapan Pemodelan Simulasi
Menurut Putri, N.H. dan Irawan (2015) dalam melakukan simulasi
mikroskopik dengan menggunakan VISSIM, terdapat beberapa parameter yang
perlu ditentukan dan diinput agar model simulasi dapat berjalan. Secara singkat,
parameter yang perlu diatur untuk menjalankan model simulasi pada simpang
bersinyal adalah sebagai berikut:
1. Menginput background
Universitas Sumatera Utara
Menginput background digunakan untuk mempermudah pembuatan
simulasi secara offline dengan cara input screenshot peta lokasi yang
dibutuhkan. Peta lokasi diperoleh dari google earth atau pun google maps.
Gambar 2.5 Menginput Background Lokasi Simulasi
2. Membuat jaringan jalan (links)
Pada tahap ini yaitu menggambarkan jaringan jalan sesuai dengan keadaan
yang ada di lapangan, dengan mengatur lebar dan jumlah lajur yang ada.
Gambar 2.6 Membuat Jaringan Jalan (Links)
Universitas Sumatera Utara
3. Menentukan jenis kendaraan
Pada tahap ini dilakukan penentuan jenis kenderaan berdasarkan data
pengelompokan jenis kenderaan yang lewat pada persimpangan tersebut,
yaitu kenderaan ringan (LV), kenderaan berat (HV), sepeda motor (MC), dan
kenderaan tidak bermotor (UM).
4. Menginput kecepatan kendaraan
Kecepatan kenderaan ditentukan berdasarkan asumsi ketika awal
pergerakan kenderaan yang terjadi setelah nyala lampu hijau. Asumsi
kenderaan ditentukan yaitu 10 – 20 km/jam.
5. Menginput komposisi kendaraan (vehicle composition)
Komposisi kenderaaan adalah tahapan untuk menginput komposisi
kenderaan berdasarkan jenis kenderaan yang telah ditentukan. Jumlah
kenderaan yang ada dari masing-masing jenis kenderaan diinput pada kolom
RelFlow. Pada komposisi kenderaan ini dapat juga diinput jumlah pejalan
kaki yang melewati zebra cross.
Gambar 2.7 Menginput Komposisi Kenderaan
Universitas Sumatera Utara
6. Menentukan rute perjalanan (vehicle routes)
Penentuan rute perjalanan berfungsi untuk mengatur arah perjalanan
kederaan yang akan lewat. Pengaturan rute perjalanan ini dibuat berdasarkan
apa yang terjadi di lapangan.
Gambar 2.8 Menentukan Rute Perjalanan
7. Menginput jumlah kendaraan
Menginput jumlah kenderaan yaitu menginput data volume kenderaan
yang terjadi yang telah diperoleh dari hasil survey. Data kenderaan yang
diinput berdasarkan masing-masing kaki simpang.
Gambar 2.9 Menginput Jumlah Kenderaan
Universitas Sumatera Utara
8. Mengatur sinyal lalu lintas
Pengaturan sinyal lalu lintas dengan tujuan untuk mengatur kenderaan
yang lewat pada suatu simpang. Sinyal lalu lintas dapat diatur melalui signal
control kemudian pilih signal controllers. Menu Edit Signal Control
digunakan untuk membuat pengaturan sinyal lalu lintas.
Gambar 2.10 Mengatur Sinyal Lalu Lintas
9.
Menempatkan sinyal lalu lintas
10. Menjalankan simulasi
Gambar 2.11 Menjalankan Simulasi VISSIM
Universitas Sumatera Utara
TINJAUAN PUSTAKA
2. 1. Persimpangan
Persimpangan jalan adalah daerah umum dimana dua jalan atau lebih
bergabung atau bersimpangan, termasuk jalan dan fasilitas tepi jalan untuk
pergerakan lalu lintas di dalamnya. Persimpangan merupakan bagian yang tidak
terpisahkan dari semua sistem jalan. Perancangan persimpangan harus dengan
mempertimbangkan efisiensi, keselamatan, kecepatan, biaya operasi dan kapasitas
(AASHTO, 2001) .
2.1.1 Jenis-jenis persimpangan
Menurut Khisty. 2003 secara umum terdapat dua jenis persimpangan,
yaitu:
1. Persimpangan sebidang
Persimpangan sebidang (intersection at grade) adalah persimpangan
dimana dua jalan raya atau lebih bergabung, dengan tiap jalan raya
mengarah keluar dari sebeuah persimpangan dan membentuk bagian
darinya (kaki persimpangan).
2. Persimpangan interchange
Persimpangan interchange adalah persimpangan yang digunakan ketika
volume lalu lintas tinggi, sehingga memungkinkan untuk menggunakan
lalur lalu lintas yang dipisahkan.
2. 2. Simpang Bersinyal
Simpang bersinyal adalah simpang yang terdapat sinyal atau sistem
lamppu lalu lintas yang berfungsi untuk mengatur lalu lintas di suatu simpang
Universitas Sumatera Utara
untuk menghindari terjadinya konflik-konflik
konflik
lalu lintas. Sistem lalu lintas
merupakan salah satu cara untuk mengatur lalu lintas di suatu simpang agar
menciptaakan sistem pererakan dan hak berjalan ssecara bergantian dan teratur,
sehingga dapat meningkatkan kapasitas simpang dalam melayani arus lalu lintas
yang efektif dan mengurangi tingkat kecelakaan dan tundaan lalu lintas yang
efektif dan murah dibandingkan pengaturan manual.
Tujuan lampu lalu lintas menurut Khisty 2003 adalah:
Untuk meningkatkan keamanan sistem secara keseluruhan
rata di sebuah persimpangan,
Untuk mengurangi waktu tempuh
temp
rata-rata
sehingga meningkatkan kapasitas
Untuk menyeimbangkan kualitas pelayanan di seluruh aliran lalu lintas
Gambar 2.1 Konflik-konflik
Konflik konflik utama dan kedua pada simpang bersinyal
Terdapat beberapa jenis pergerakan arus lalu lint
lintas
as pada gambar 2.1 yang
menggunakan ruang persimpangan dapat meinmbulkan beberapa titik
titik-titik
konflik, yaitu:
Universitas Sumatera Utara
a. Konflik bersilang (crossing)
b. Konflik memisah (diverging)
c. Konflik bergabung (merging)
d. Konflik menjalin (weaving)
Semakin banyak titik konflik yang terjadi di suatu persimpangan
menyebabkan semakin berkurangnya kapasitas persimpangan tersebut dan kan
meningkatkan kemungkinan terjadinya kecelakaan.
Jumlah dan jenis konflik pada ruang persimpangan akan sangat bergantung
pada (Ofyar, 2008):
Jumlah lengan persimpangan
Jumlah lajur setiap persimpangan
Arah pergerakan arus lalu lintas dari setiap lengan persimpangan
(belok kiri, lurus dan belok kanan)
Pengaturan pergerakan arus lalu lintas (fase)
Penggunaan sinyal dengan lampu tiga-warna (hijau, kuning, merah)
diterapkan untuk memisahkan lintasan dari gerakan-gerakan lalu lintas yang
saling bertentangan dalam dimensi waktu (MKJI, 1997). Sinyal lampu lalu lintas
ini berfungsi untuk menghindari terjadinya konflik utama dan konflik kedua.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.2 Urutan waktu pada pengaturan sinnyal dengan dua fase
Pada urutan waktu pengaturaan sinyal diatas, akan terjadi waktu kuning
(intergreen) yaitu periode waktu yang terjadi pada sinyal lampu hijau menuju
sinyal lampu merah. Tujuan dari periode antar hijau (IG = kuning + merah semua)
diantara dua fase yang berurutan adalah:
1. Memperingatkan lalu lintas yang sedang bergerak bahwa fase sudah
berakhir.
2. Menjamin agar kenderaan terakhir ppada fase hijau yang baru saja
diakhiri memperoleh waktu yang cukup untuk ke luar dari daerah
konflik sebelum kenderaan pertama dari fase berikutnya memasuki
daerah yang sama.
Universitas Sumatera Utara
2.3. Waktu Siklus Simpang Bersinyal
a. Waktu Siklus
Waktu siklus merupakan waktu untuk urutan lengkap dari indikasi sinyal
antara dua saat permulaaan hijau yang berurutan didalam pendekatan yang sama
(MKJI, 1997).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 penetapan
waktu siklus simpang bersinyal yaitu:
a. Waktu siklus minimal
Cmin =
(2.1)
Dimana:
Cmin = waktu siklus minimal, detik
L
= (∑wha – 1), detik
wha
= waktu hijau antara, detik
IFR
= ∑yi, maksimum
yi
= qi/si
qi
= besarnya arus pada arah i, SMP/jam
si
= arus jenuh untul arah i, SMP/jam
b. Waktu siklus optimal (Co)
Co =
,
(detik)
(2.2)
c. Batasan panjang waktu siklus
Pengendalian panjang siklus pada suatu simpang ditunjukkan pada tabel
2.1 dengan panjang siklus minimum 40 detik dan maksimum 130 detik. Tetapi
Universitas Sumatera Utara
pada persimpangan yang cukup besar, panjang waktu siklus dapat mencapai 180
detik, hal ini biasanya dapat menyebabkan berkurangnya kapasitas persimpangan
secara keseluruhan.
Tabel 2.1: Panjang siklus simpang bersinyal yang disarankan
Jumlah Phase Panjang waktu siklus yang disarankan
2
40 – 80
3
50 – 100
4
80 – 130
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat.1999
Waktu siklus harus lebih besar dari nilai yang ditentukan berdasarkan
rumus (2.1). Apabila waktu siklus lebih kecil dari nilai ini maka akan terjadinya
lewat jenuh pada simpang tersebut. Waktu siklus yang terlalu panjang dapat
mengakibatkan meningkatnya tundaan rata-rata.
b. Waktu Hijau
Kinerja suatu simpang bersinyal dipengaruhi terhadap pembagian waktu
hijau daripada terhadap panjangnya waktu siklus. Rumus perhitungan waktu
hijau:
Dimana:
g =( −
)
(
)
C
= waktu siklus sinyal (detik)
LTI
= jumlah waktu hilang persiklus (detik)
FR
= arus dibagi dengan arus jenuh (Q/S)
(2.3)
FRcrit = nilai FR tertinggi dari semua pendekatan yang berangkat pada
suatu fase sinyal
Universitas Sumatera Utara
2.4 Kemacetan
Kemacetan lalu lintas adalah situasi dimana arus lalu lintas melebihi kapasitas
jalan tersebut yang mengakibatkan kecepatan bebas ruas jalan tersebut mendekati
atau melebihi 0 km/jam sehingga menyebabkan terjadinya antrian kendaraan
(MKJI, 1997). Kemacetan akan meningkat apabila arus kendaraan besar sehingga
kendaraan saling berdekatan satu sama lain. Beberapa penyebab kemacetan lalu
lintas adalah (Dheby.dkk, 2016):
- arus kendaraan meningkat melebihi dari kapasitas jalan
- terjadi kecelakaan yang menyebabkan terjadinya ganggua kelancaran arus
lalu lintas
- terdapat bangunan liar di pinggir jalan yang mengakibatkan lebar jalan
menjadi sempit
- pemakai jalan yang tidak mematuhi aturan lalu lintas
- adanya parkir liar di sepanjang jalan
2.5. Kapasitas
Kapasitas adalah maksimum laju aliran berkelanjutan di mana kendaraan
atau orang cukup dapat diharapkan untuk melintasi titik atau segmen seragam
jalur atau jalan selama jangka waktu yang ditentukan berdasarkan diberikan jalan,
geometrik, lalu lintas, lingkungan, dan kontrol kondisi; biasanya dinyatakan
sebagai kendaraan per jam, mobil penumpang per jam, atau orang per jam
(Highway Capacity Manual, 2000).
Volume kenderaan yang mencapai kapasitas maksimum dengan batasan
geometrik jalan, waktu sinyal dan komposisi lalu lintas maka dianggap kapasitas
suatu jalan adalah aliran jenuh atau pun arus jenuh.
Universitas Sumatera Utara
2.5.1 Kapasitas Dasar Simpang
Kapasitas persimpangan adalah arus lalu lintas maksimum yang dapat
dipertahankan (tetap) pada suatu bagian jalan dalam kondisi tertentu (MKJI,
1997).
Kapasitas dasar simpang dinyatakan denagn rumus (MKJI, 1997):
(2.4)
C = S × g/c
di mana:
C = Kapasitas (smp/jam)
S = Arus Jenuh, yaitu arus berangkat rata-rata dari antrian dalam pendekat selama
sinyal hijau (smp/jam hijau = smp per-jam hijau)
g = Waktu hijau (det).
c = Waktu siklus, yaitu selang waktu untuk urutan perubahan sinyal yang lengkap
(yaitu antara dua awal hijau yang berurutan pada fase yang sama)
Untuk mengetahui kapasitas simpang harus diketahui terlebih dahulu
waktu sinyal dari simpang tersebut.
Menurut Direktorat Jenderal Perhubungan Darat (1999) kapasitas dasar
simpang ditetapkan sebagai berikut :
Tabel 2.2: Kapasitas dasar persimpangan
Tipe Persimpangan Kapasitas Dasar (smp/jam)
322
2700
342
2900
324 atau 344
3200
422
2900
424 atau 444
3400
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
Yang dimaksud dengan tipe persimpangan 3 kaki dan 4 kaki dijelaskan pada tabel
2.3 dan 2.4:
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3: Tipe persimpangan 3 kaki
Tipe
Julah Lajur Jalan
Median
Persimpangan
Utama
322
1
N
324
2
N
324M
2
Y
344
2
N
324M
2
Y
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
Jumlah Lajur Jalan
Minor
1
1
1
2
2
Tabel 2.4: Tipe persimpangan 4 kaki
Tipe
Persimpangan
Julah Lajur Jalan
Utama
Median
Jumlah Lajur Jalan
Minor
422
1
N
424
2
N
424M
2
Y
444
2
N
424M
2
Y
Sumber: Direktorat Jendral Perhubungan Darat, 1999
1
1
1
2
2
Arus lalu-lintas (Q) untuk setiap gerakan (belok-kiri QLT, lurus QST dan
belok-kanan QRT) dikonversidari kendaraan per-jam menjadi satuan mobil
penumpang (smp) per-jam dengan menggunakanekivalen kendaraan penumpang
(emp) untuk masing-masing pendekat terlindung dan terlawan:
Tabel 2.5 Emp Untuk Jalan Tipe Terlindung dan Terlawan
Sumber: MKJI 1997
2.6. Arus Jenuh
Arus jenuh (saturated flow) adalah arus keberangkatan maksimum yang
dapat dihasilkan dari suatu lengan persimpangan selama selang waktu hijau
Universitas Sumatera Utara
tertentu (smp/waktu hijau) yang merupakan fungsi dari lebar efektif lengan
persimpangan (Ofyar, 2008).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 arus jenuh
adalah jumlah maksimum kenderaan yang dapat melalui mulut persimpangan
persatuan hijau. Peninjauan arus lalulintas pada kondisi jenuh bertujuan untuk
melihat gambaran jumlah kendaraan tiap jam tiap lajur jika waktu hijau efektif
(effective green time) yang tersedia selama satu jam penuh dan diusahakan agar
arus kendaraan tak pernah berhenti.
Arus jenuh dasar dapat dijelaskan melalui gambar 2.3 menunjukkan
keadaan yang terjadi bila suatu antrian kenderaan yang tertahan oleh lampu merah
dan kemudian mendapat hak jalan oleh lampu hijau. Kenderaan akan terus keluar
melewati arus jenuh ini sampai lampu hijau habis dan laju kenderaan akan terus
menurun sampai mencapai nol pada lampu merah (Hoobs, 1995).
Gambar 2.3 Model Dasar untuk Arus Jenuh
Arus jenuh dasar (So) dihitung berdasarkan konsep lebar efektif lengan
pendekat (We) simpang bersinyal, dengan rumus (MKJI. 1997):
Universitas Sumatera Utara
So = 600 x We
(2.5)
Arus jenuh dapat dihitung berdasarkan rumus yang dikembangkan oleh
Indonesia Highway Capacity Manual:
Dimana:
=
(SMP/jam hijau)
(2.6)
So = arus jenuh dasar
Fcs = faktor ukuran kota
FSF = faktor gesekan samping
FG = faktor kelandaian
FP = faktor kenderaan parkir
FRT = faktor kenderaan belok kanan
FLT = faktor kenderaan belok kiri
Arus lalu lintas jenuh sangat dipengaruhi oleh komposisi lalu lintas dan
oleh waktu, pada periode-periode puncak yang kurang ramai, arus lalu lintas
mungkin 5% kurang dari pada periode puncak (Hobbs, 1995).
Menurut Direktorat Jendral Perhubungan Darat Tahun 1999 ada beberapa
hal yang dapat mempengaruhi besarnya arus jenuh, yaitu:
a. Tanjakan ataupun penurunan pada kaki persimpangan.
b. Komposisi lalu lintas
c. Jarak lokasi tempat parkir dan garis henti.
d. Ada tidaknya lal lintas yang akan membelok kekanan dan berpaspasan
dengan lalu lintas yang akan datang dari arah yang berlawanan.
Universitas Sumatera Utara
e. Radius tikungan.
Akibat gangguan yang mempengaruhi arus jenuh, maka mengakibatkan
terlambat start dan akan menghalangi pergerakan kenderaan yang lain. Gangguan
ini akan meningkatkan waktu hilang pada awal waktu hijau yang secara nyata
akan mengurangi kapasitas dari lengan persimpangan tersebut (Masykur.dkk,
2014).
Waktu hijau efektif adalah tampilan waktu hijau dikurang kehilangan
waktu diawal ditambah tambahan waktu diakhir (MKJI, 1997). Maka besarnya
waktu hijau efektif adalah:
Waktu Hijau Efektif = Tampilan waktu hijau – Kehilangan awal +
Tambahan akhir
Menurut MKJI 1997 besarnya arus jenuh juga dipengaruhi oleh faktorfaktor, seperti :
Tabel 2.6 Faktor ukuran kota
Penduduk Kota (Juta Jiwa) Faktor Koreksi Ukuran Kota
> 3.0
1.05
1.0 – 3.0
1.00
0.5 – 1.0
0.94
0.1 – 0.5
0.88
< 0.1
0.82
Sumber: MKJI 1997
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.7 Faktor Hambatan Samping
Sumber: MKJI 1997
Tabel 2.8 Kelas Hambatan Samping Untuk Jalan Perkotaan
Sumber: MKJI 1997
2.7 Metode Time Slice
Pada proses analisis arus jenuh interval dengan metode time slice, data lalu
lintas digabungkan dengan beberapa data primer yang telah ditentukan untuk
mendapatkan nilai arus jenuh (Bowoputro H.dkk, 2014).
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Arus jenuh yang diamati per selang waktu 6 detik
Pada gambar 2.4 arus jenuh dianggap tetap selama waktu hijau. Meskipun
demikian dalam kenyataannya, arus berangkat mulai dari 0 pada awal waktu hijau
dan mencapai nilai puncaknya setelah 10-15 detik. Nilai ini akan menurun sedikit
sampai akhir waktu hijau arus berangkat terus berlangsung selama waktu kuning
dan merah-semua hingga turun menjadi 0, yang biasanya terjadi 5 – 10 detik
setelah awal sinyal merah (MKJI, 1997).
2.8 Panjang Antrian
Panjang antrian adalah jumlah rata-rata antrian (smp) pada awal sinyal
hijau (NQ) dihitung sebagai jumlah smp yang tersisa dari fase hijau sebelumnya
(NQ1) ditambah jumlah smp yang datang selama fase merah (NQ2) (MKJI, 1997).
NQ = NQ1 + NQ2
(2.7)
Dengan
= 0,25
Jika; DS > 0,5 selain dari itu NQ1 = 0
Dimana:
=
(
− 1) +
(
, )
(2.8)
(2.9)
Universitas Sumatera Utara
NQ1
= jumlah smp yang tertinggal dari fase hijau sebelumnya
NQ2
= jumlah smp yang datang selama fase merah
DS
= derajat kejenuhan
GR
= rasio hijau
c
= waktu siklus (det)
C
= kapasitas (smp/jam) = arus jenuh kali rasio hijau (S x GR)
Q
= arus lalu-lintas pada pendekat tersebut (smp/det)
Panjang antrian (QL) diperoleh dari perkalian (NQ) dengan luas rata-rata yang
dipergunakan per smp (20m2) dan pembagian dengan lebar masuk (MKJI, 1997).
=
(2.10)
2.9 Program VISSIM (Vissual Simulation)
Vissim adalah
perangkat lunak mikroskopik yang berfungsi untuk
mensimulasi model lalu lintas perkotaan dan operasi angkutan umum. Program ini
dapat menganalisis lalu lintas dan perpindahan dengan batasan pemodelan seperti
geometrik jalur, komposisi kenderaan, sinyal lalu lintas, stop line, perilaku
pengemudi dan lain-lain, sehingga menjadi suatu alat yang berguna untuk
mengevaluasi berbagai alternatif berdasarkan rekayasa transportasi sebagai
langkah-langkah pengambilan keputusan yang lebih efektif dan efisien dalam
suatukegiatan perencanaan termasuk simulasi dalam pengembangan model (User
Manual VISSIM 5.0, 2007).
VISSIM merupakan alat bantu atau perangkat lunak simulasi lalulintas
untuk keperluan rekayasa lalulintas, perencanaan transportasi, waktu sinyal,
angkutan umum serta perencanaan kota yang bersifat mikroskopis dalam aliran
lalulintas multi – moda yang diterjemahkan secara visual dan dikembangkan pada
Universitas Sumatera Utara
tahun 1992 oleh salah satu perusahaan IT di negara Jerman (Siemens, 2012 dalam
Dheby.dkk, 2016). VISSIM berasal dari kata VerkehrStadten – Simulationsmodel
(dalam bahasa Jerman) yang artinya model simulasi lalulintas kota.
Vissim dapat mensimulasikan kondisi operasional unik yang terdapat
dalam sistem transportasi. Pengguna dapat memasukkan data-data untuk dianalisis
sesuai keinginan pengguna. Perhitungan-perhitungan keefektifan yang beragam
bisa dimasukkan pada software Vissim, pada umumnya antara lain tundaan,
kecepatan, antrian, waktu tempuh dan berhenti. Vissim telah digunakan untuk
menganalisis jaringan-jaringan dari segala jenis ukuran jarak persimpangan
individual hingga keseluruhan daerah metropolitan (Dheby.dkk, 2016).
Parameter input data yang perlu dimasukkan pada program mikrosimulasi
VISSIM 8.0 yaitu:
a. Parameter yang tetap:
User preferences
Links
Statistic vehicle routing decisions
Vehicle compositions
Vehicle input
Signal control
b. Parameter bebas:
Lebar geometrik jalan
Background
Connector
Universitas Sumatera Utara
Vehicle type
Vehicle behaviour
Vehicle Behaviour yang ada pada vissim yaitu Wiedemann 74 model dan
Wiedemann 99 model. Wiedemann 74 adalah model yang dipakai untuk simulasi
jalan perkotaan dan jalan arteri. Wiedemann 74 biasanya digunakan untuk
simulasi jalan dengan kecepatan rata-rata kenderaan 48-58 km/Jam. Widemann 94
adalah model yang dipakai untuk simulasi jalan bebas hambatan/jalan tol biasanya
dengan kecepatan rata-rata 80 km/jam.
Setelah menginput parameter input maka akan dihasilkan parameter output
seperti:
a.
Panjang antrian (queue)
b.
Tundaan (delay)
c.
Pemodelan simulasi simpang
d.
Video hasil simulasi yang dibuat berdasarkan data yang diperoleh dari
lapangan
2.9.1 Tahapan Pemodelan Simulasi
Menurut Putri, N.H. dan Irawan (2015) dalam melakukan simulasi
mikroskopik dengan menggunakan VISSIM, terdapat beberapa parameter yang
perlu ditentukan dan diinput agar model simulasi dapat berjalan. Secara singkat,
parameter yang perlu diatur untuk menjalankan model simulasi pada simpang
bersinyal adalah sebagai berikut:
1. Menginput background
Universitas Sumatera Utara
Menginput background digunakan untuk mempermudah pembuatan
simulasi secara offline dengan cara input screenshot peta lokasi yang
dibutuhkan. Peta lokasi diperoleh dari google earth atau pun google maps.
Gambar 2.5 Menginput Background Lokasi Simulasi
2. Membuat jaringan jalan (links)
Pada tahap ini yaitu menggambarkan jaringan jalan sesuai dengan keadaan
yang ada di lapangan, dengan mengatur lebar dan jumlah lajur yang ada.
Gambar 2.6 Membuat Jaringan Jalan (Links)
Universitas Sumatera Utara
3. Menentukan jenis kendaraan
Pada tahap ini dilakukan penentuan jenis kenderaan berdasarkan data
pengelompokan jenis kenderaan yang lewat pada persimpangan tersebut,
yaitu kenderaan ringan (LV), kenderaan berat (HV), sepeda motor (MC), dan
kenderaan tidak bermotor (UM).
4. Menginput kecepatan kendaraan
Kecepatan kenderaan ditentukan berdasarkan asumsi ketika awal
pergerakan kenderaan yang terjadi setelah nyala lampu hijau. Asumsi
kenderaan ditentukan yaitu 10 – 20 km/jam.
5. Menginput komposisi kendaraan (vehicle composition)
Komposisi kenderaaan adalah tahapan untuk menginput komposisi
kenderaan berdasarkan jenis kenderaan yang telah ditentukan. Jumlah
kenderaan yang ada dari masing-masing jenis kenderaan diinput pada kolom
RelFlow. Pada komposisi kenderaan ini dapat juga diinput jumlah pejalan
kaki yang melewati zebra cross.
Gambar 2.7 Menginput Komposisi Kenderaan
Universitas Sumatera Utara
6. Menentukan rute perjalanan (vehicle routes)
Penentuan rute perjalanan berfungsi untuk mengatur arah perjalanan
kederaan yang akan lewat. Pengaturan rute perjalanan ini dibuat berdasarkan
apa yang terjadi di lapangan.
Gambar 2.8 Menentukan Rute Perjalanan
7. Menginput jumlah kendaraan
Menginput jumlah kenderaan yaitu menginput data volume kenderaan
yang terjadi yang telah diperoleh dari hasil survey. Data kenderaan yang
diinput berdasarkan masing-masing kaki simpang.
Gambar 2.9 Menginput Jumlah Kenderaan
Universitas Sumatera Utara
8. Mengatur sinyal lalu lintas
Pengaturan sinyal lalu lintas dengan tujuan untuk mengatur kenderaan
yang lewat pada suatu simpang. Sinyal lalu lintas dapat diatur melalui signal
control kemudian pilih signal controllers. Menu Edit Signal Control
digunakan untuk membuat pengaturan sinyal lalu lintas.
Gambar 2.10 Mengatur Sinyal Lalu Lintas
9.
Menempatkan sinyal lalu lintas
10. Menjalankan simulasi
Gambar 2.11 Menjalankan Simulasi VISSIM
Universitas Sumatera Utara