Estimasi Matrik Asal Tujuan Ddari Data Lalu Lintas dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian Menggunakan Piranti Lunak EMME/3 (Studi Kasus Kota Surakarta).
ESTIMASI MATRIK ASAL TUJUAN
DARI DATA LALU LINTAS
DENGAN METODE ESTIMASI INFERENSI BAYESIAN
MENGGUNAKAN PIRANTI LUNAK EMME/3
(Studi Kasus Kota Surakarta)
Origin-Destination Matrix Estimation From Traffic Count
Using Bayesian Inference Estimation Method
Using EMME/3 Software
(A Case Study of Surakarta City)
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
WULAN SEPTIYANI
NIM. I 0111105
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
i
ii
iii
Motto
y
,
y
ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan
sungguhy
y
y
.
(QS. Al Insyirah (94) : 5-8)
Y
H
y
Ti
M. y ’
...
y
H
...
...
.
.A
w
y
,
,
y
..
(Penulis)
Persembahan
Alhamdulillah atas segala limpahan berkah yang telah Allah Subhanahu wa
Ta’ala berikan kepadaku.
Serta suri tauladanku Nabi Muhammad SAW.
Skripsi ini saya persembahkan untuk mereka yang tidak kenal lelah
menyemangati saya untuk segera menyelesaikan skripsi ini dan juga
terimakasih atas dukungan beserta doanya, kalian lah motivasiku.
Bapak Joko Subagyo dan (Alm. Ibu Kasiyati).
Kakak-kakakku: Eko Raharjo, Erista, Yuni Sulistyowati, Tunjung Widi, Meta
Tribawono & Ani.
Pak Syafi’i dan Pak Legowo terima kasih atas bimbingan dan kebaikan hati
Anda.
Terimakasih para Sahabat: Galih, Resita, Elfa, Zuli, Koh Kus, Novikitty, Bela,
Intan, Putri, Mumun, Gita, Dina, Wiga, Inez dan semuanya yang tidak bisa
saya sebut satu per satu.
Serta seluruh kawan-kawan Teknik Sipil UNS 2011, saya bangga menjadi
bagian Keluarga Besar CIVIL ENGINEERING 2011 :)
iv
ABSTRAK
Wulan Septiyani, 2015, Estimasi Matrik Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian Menggunakan Piranti Lunak
Emme/3 (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi. Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Permasalahan transportasi seperti kemacetan, polusi suara dan udara, kecelakaan,
tundaan, dan berbagai masalah keselamatan akan timbul jika kebutuhan akan
pergerakan terus meningkat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah
dengan membuat perancanaan transportasi yang baik, manajemen pengaturan lalu
lintas yang baik, dan memahami pola pergerakan. Salah satu perencanaan yang
dilakukan adalah dengan menggambarkan pola pergerakan menggunakan matrik
asal tujuan (MAT). Penelitian ini bertujuan untuk mencari besarnya nilai β dan
mengestimasi MAT tahun 2015 sehingga dapat diketahui jumlah pergerakan antar
zonanya. Selain itu untuk mengetahui tingkat validitas dari arus lalu lintas hasil
pemodelan dengan arus lalu lintas hasil pengamatan di lapangan.
Penelitian ini dilakukan di kota Surakarta dengan membagi Surakarta menjadi 65
zona yaitu 51 zona internal dan 14 zona eksternal. Model yang dipakai untuk
mengestimasi MAT menggunakan model Gravity dengan batasan bangkitan dan
tarikan. Pada model ini terdapat parameter β yang berfungsi sebagai faktor
penentu besarnya nilai sebaran yang terjadi di setiap zona. Metode kalibrasi untuk
memperoleh parameter β yang nantinya digunakan dalam perhitungan MAT hasil
estimasi metode Inferensi Bayesian (dengan fungsi hambatan Tanner) adalah
metode kalibrasi Newton-Raphson. Kalibrasi ini dilakukan dengan proses
pengulangan sampai nilai parameter mencapai batas konvergensi menggunakan
software Matlab. Nilai volume lalu lintas diperoleh dengan cara membebankan
matriks baru dan memasukan arus hasil pengamatan (traffic count) ke dalam
jaringan jalan dengan metode pembebanan User Equilibrium. Uji Validitas
menggunakan koefisien Determinasi (R²).
Dari hasil perhitungan dengan bantuan software Matlab, diperoleh nilai β
seebesar -0,00034. Dan dari hasil perhitungan dengan bantuan EMME/3,
diperoleh total jumlah pergerakan kota Surakarta pada tahun 2015 adalah 47549
smp/jam. Tingkat validitas (R2) yang didapatkan adalah sebesar 0,803.
Kata kunci : MAT, EMME/3, Matlab, Model Gravity
v
ABSTRACT
Wulan Septiyani, 2015, Origin-Destination Matrix Estimation From Traffic
Count Using Bayesian Inference Estimation Method Using EMME/3
Software (A Case Study of Surakarta City). Thesis. Civil Engineering
Department Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta.
Transportation problems such as congestion, air and noise pollution, accidents,
delay, and various safety issues can be arise if the need for movement on the rise.
To overcome these problems is to create good transportation planning
management traffic settings are good, and understanding the patterns of
movement. One of the planning is done is to describe the pattern of movement
using a origin destination matrix (O-D Matrix). This research aimed to calculate β
value and estimate O-D Matrix in 2015 so the inter-zone movement can be
known. In addition, to determine the validation level by comparing traffic flow
resulted from the model and observation.
This research was conducted in Surakarta, by dividing Surakarta into 65 zones
with 51 internal zones and 14 external zones. The model used to estimate O-D
Matrix using Gravity model with trip generation and attraction constraint. On this
model there are parameters β that function as determinants of the magnitude of the
spread of values that occur in each zone. Calibration method for obtaining
parameters β that are later used in the calculation method of estimation results OD Matrix Bayesian Inference (with Tanner barrier function) is the NewtonRaphson method of calibration. The calibration is done with a repetition of the
process until convergence is reached the limit parameter values using the Matlab
software application help. The value of the traffic volume is obtained by way of
imposing a new matrix and enter a stream of observations (traffic count) to the
road network by the method of loading the User Equilibrium. Test Validation
using the coefficient of Determination (R ²).
The value of parameter β by using application software Matlab is -0,00034. The
result of the calculation by using EMME/3 shows the total number of estimation
of movement Surakarta in the year of 2015 is 47549 smp/jam with level of
validation (R2) is 0,803.
Keywords: O-D Matrix, EMME/3, Matlab, Gravity Model
vi
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis bisa menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Estimasi Matrik Asal
Tujuan Dari Data Arus Lalulintas Dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian
Menggunakan Piranti Lunak EMME/3 (Studi Kasus Kota Surakarta)”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk
mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret. Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa
bantuan, bimbingan, dan saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1.
Segenap pimpinan Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
2.
Dr. Eng. Ir. Syafi’i, M.T. dan Slamet Jauhari Legowo, S.T., M.T, selaku
Dosen Pembimbing skripsi. Terima kasih atas semua waktu, bimbingan,
motivasi, dan bantuan, serta kepercayaan bapak untuk bisa menyelesaikan
skripsi ini.
3.
Dosen Pembimbing Akademis Purnawan Gunawan, S.T., M.T.
4.
Semua Staff Pengajar pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5.
Teman-teman S1 Reguler Program Studi Teknik Sipil UNS 2011.
6.
Seluruh civitas akademika Program Studi Teknik Sipil UNS.
Akhirnya, pengantar ini juga menjadi semacam ingatan bagi penulis selama
menempuh tahap pembelajaran di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi ini
masih jauh dari sempurna, maka kritik dan saran demi perbaikan akan diterima
dengan senang hati. Semoga skripsi ini bermanfaat, khususnya dalam bidang
Pemodelan Transportasi.
Surakarta,
Agustus 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
iii
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................
iv
ABSTRAK ...................................................................................................
v
ABSTRACT ................................................................................................
vi
PRAKATA ..................................................................................................
vii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..........................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ...............................................................................
2
1.3
Batasan Masalah .................................................................................
3
1.4
Tujuan Penelitian ................................................................................
4
1.5
Manfaat Penelitian ..............................................................................
4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Tinjauan Pustaka .................................................................................
5
2.2
Dasar Teori ..........................................................................................
11
2.2.1
Pemodelan Transportasi ..........................................................
11
2.2.2
Konsep Perencanaan Transportasi ..........................................
11
2.2.3
Matrik Asal Tujuan (MAT) .....................................................
12
2.2.4
Daerah Kajian ..........................................................................
13
2.2.5
Sistem Zona .............................................................................
14
2.2.6
Aksesibilitas ............................................................................
15
2.2.7
Sistem Jaringan Transportasi ..................................................
16
viii
2.3
2.2.8
Fungsi Jalan .............................................................................
16
2.2.9
Satuan Mobil Penumpang .......................................................
18
2.2.10 Kapasitas .................................................................................
18
2.2.11 Kecepatan ................................................................................
19
2.2.12 Matrix Estimation by Maximum Entropy (ME2) .....................
20
2.2.13 Konsep Model Gravity Sebagai Model Sebaran Pergerakan ...
21
2.2.14 Model Gravity dengan Batasan Bangkitan dan Tarikan ..........
23
2.2.15 Metode Estimasi Inferensi Bayesian ........................................
23
2.2.16 Metode Kalibrasi Newton-Raphson .........................................
28
2.2.17 Pendekatan Pembebanan User Equilibrium .............................
29
2.2.18 Indikator Uji Statistik ...............................................................
30
2.2.19 EMME-3 (Equilibre Multimodal, Multimodal Equilibrium) ...
32
2.2.20 Matlab (Matrix Laboratory).....................................................
34
Kerangka pemikiran .............................................................................
35
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Lokasi Penelitian .................................................................................
37
3.2
Jenis dan Sumber Data ........................................................................
43
3.2.1
Data Primer .............................................................................
43
3.2.2
Data Sekunder .........................................................................
43
Teknik Pengumpulan Data ..................................................................
43
3.3.1
Pengumpulan Data Primer .......................................................
43
3.3.2
Pengumpulan data Sekunder ....................................................
44
3.3.3
Alat Pengambilan Data Lalu Lintas .........................................
44
3.3.4
Jenis Kendaraan ......................................................................
44
3.3.5
Design Formulir .......................................................................
44
Metode Analisis Data ..........................................................................
45
3.4.1
Pengolahan Data Basis Jaringan Jalan ....................................
45
3.4.2
Matriks Hasil Estimasi oleh EMME/3 ....................................
45
3.4.3
Estimasi Parameter Beta (β) ....................................................
45
3.4.4
Estimasi Matrik Asal Tujuan Hasil Pemodelan ......................
47
3.4.5
Pembebanan Arus Lalu Lintas ke Jaringan Jalan ....................
47
3.3
3.4
ix
3.4.6
3.5
Uji Validitas ............................................................................
47
Tahapan Penelitian ..............................................................................
47
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1
Umum ..................................................................................................
50
4.2
Pengolahan dan Penyajian Data ..........................................................
50
4.2.1
Pengumpulan Data ..................................................................
50
4.2.2
Pembagian Zona ......................................................................
51
4.2.3
Satuan Mobil Penumpang .......................................................
53
4.2.4
Kapasitas .................................................................................
54
4.2.5
Waktu Tempuh ........................................................................
55
Analisis dengan Program EMME/3 ....................................................
56
4.3.1
Basis Data Jaringan Jalan ........................................................
56
4.3.2
Data Lalu lintas Hasil Survei ...................................................
58
4.3.3
Data Matrik Awal (prior matrix) ............................................
59
4.3.4
Matrik baru hasil EMME/3 .....................................................
60
4.4
Kalibrasi Parameter β dengan Metode Kalibrasi Newton-Raphson ....
61
4.5
Estimasi MAT Hasil Pemodelan .........................................................
61
4.6
Pembebanan Matrik ke Jaringan Jalan ................................................
61
4.7
Uji Validitas ........................................................................................
62
4.8
Pembahasan .........................................................................................
63
4.8.1
Fungsi Hambatan ....................................................................
63
4.8.2
Estimasi Matrik Asal Tujuan Perjalanan .................................
63
4.3
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan .........................................................................................
69
5.2
Saran ....................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
xv
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Resume Hasil Penelitian tentang Estimasi Matrik Asal Tujuan ...
8
Tabel 3.1 Lokasi Survei Volume Lalulintas Zona Internal ...........................
41
Tabel 3.2 Lokasi Survei Volume Lalulintas Zona Eksternal ........................
42
Tabel 4.1 Tabel Data Hasil Survei Tahun 2015 pada Jam Puncak ...............
51
Tabel 4.2 Pembagian Zona Internal ..............................................................
52
Tabel 4.3 Pembagian Zona Eksternal............................................................
52
Tabel 4.4 Contoh Perhitungan Jumlah Kendaraan pada Jam Puncak ...........
53
Tabel 4.5 Contoh Konversi Satuan kend/jam ke smp/jam ............................
53
Tabel 4.6 Format Masukan Basis Data Jaringan Jalan .................................
56
Tabel 4.7 Data Arus Lalu Lintas 2015 ..........................................................
58
Tabel 4.8 Data Matrik Asal Tujuan Awal (Prior Matrix) Tahun 2013 ........
59
Tabel 4.9 Data Arus Lalu Lintas 2015 dan Aus Hasil Pembebanan ............
61
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Empat Tahap Pemodelan Transportasi .................................
12
Gambar 2.2
Daerah Kajian .......................................................................
14
Gambar 2.3
Help Menu .............................................................................
33
Gambar 2.4
The EMME Prompt (Prompt Console) .................................
34
Gambar 2.5
Prosedur perhitungan EMME/3 ............................................
34
Gambar 2.6
Bagan Alir Kerangka Pikir ....................................................
36
Gambar 3.1
Peta Administrasi Kota Surakarta ........................................
38
Gambar 3.2
Peta Pembagian Zona Kota Surakarta ..................................
39
Gambar 3.3
Peta Jaringan Kota Surakarta ................................................
40
Gambar 3.4
Bagan Alir Prosedur Kalibrasi Newton-Raphson .................
46
Gambar 3.5
Bagan Alir Metode Penelitian ...............................................
49
Gambar 4.1
Network Editor .....................................................................
57
Gambar 4.2
Editor toolbar .......................................................................
58
Gambar 4.3
Matrik Hasil EMME/3 .........................................................
60
Gambar 4.4
Grafik Uji Validitas Va dan Va’ ..........................................
62
Gambar 4.5
Desire Line Pergerakan Tahun 2015 Hasil Estimasi ............
64
Gambar 4.6
Grafik Pergerakan Antar Zona Internal ................................
65
Gambar 4.7
Grafik Pergerakan Antar Zona Ekaternal .............................
66
Gambar 4.8
Grafik Pergerakan Antar Zona .............................................
67
xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Dd
= Total pergerakan ke zona tujuan d
Oi
= Total pergerakan dari zona asal i
Ai , Bd = Faktor penyimbang untuk setiap zona asal i dan tujuan d
F(cid) = Fungsi faktor penghambat (biaya perjalanan)
β
= Parameter dari model yang belum diketahui yang harus dikalibrasi
C id
= Merupakan fungsi dari jarak, atau waktu atau biaya perjalanan.
R2
= Koefisien determinasi
Y
= Nilai y hasil pemodelan
Yi
= Nilai y data pengamatan
Y
= Rata-rata y data pengamatan
C
= Kapasitas (smp / jam)
Co
= Kapasitas dasar untuk kondisi tertentu (ideal) (smp / jam)
FCw
= Faktor penyesuaian lebar jalur lalu lintas
FCsp
= Faktor penyesuaian pemisah arah
FCsf
= Faktor penyesuaian hambatan samping
FCcs
= Faktor penyesuaian ukuran kota
FV
= Kecepatan arus bebas kendaraan ringan sesungguhnya (km/jam)
Fvo
= Kecepatan arus bebas dasar kendaraan ringan (km/jam)
FVw
= Penyesuaian lebar jalur lalu lintas efektif (km/jam)
FFVsf = Faktor penyesuaian kondisi hambatan samping
FFVcs = Faktor penyesuaian ukuran kota.
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
: MKJI
Lampiran B
: Data Survei Lalu Lintas
Lampiran C
: Konversi Satuan Kendaraan
Lampiran D
: Kapasitas
Lampiran E
: Kecepatan dan Waktu tempuh
Lampiran F
: Basis Data Jaringan Jalan
Lampiran G
: Koordinat Kota Surakarta
Lampiran H
: Traffic Count 2015
Lampiran I
: Prior Matrix
Lampiran J
: MAT 2015
Lampiran K
: MAT Hasil Estimasi
Lampiran L
: Arus Hasil Survei & Pembebanan
Lampiran M : Listing Program
Lampiran N
: Desain Formulir Survei
Lampiran O
: Form Skripsi
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1990. Panduan Penentuan Klasifikasi Fungsi Jalan di wilayah
Perkotaan. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen
Pekerjaan Umum RI.
Anonim. 1997. Manual Kapasitas Jalan Indonesia (MKJI) 1997. Jakarta:
Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum RI.
Anonim. 2005. Buku Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
INRO Consultants Inc.. 1998. EMME/2 User’s Manual Software Realeas 9.
Montreal (Quebec). Canada.
INRO Consultan Inc. 2007. EMME/3 Release Notes: Emme 3.0. Canada.
Isnaini, Alfiyani Yogaturida. 2013. Estimasi Matriks Asal Tujuan Denagn
Batasan Tarikan Pergerakkan Dengan Metode Kalibrasi Newton-Rhapson
Di Surakarta. Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas
Maret. Surakarta.
Lupita, Yenny Dwi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Kemiripan Maksimum. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Nugroho, Dewi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Kuadrat Terkecil. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Nurmalia. 2009. Estimasi Matrik Asal Tujuan dari Data Lalu Lintas dengan
Metode Entropi Maksimum (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi.
Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Pamungkas, Hendarwati. 2014. Estimasi Matriks Asal Tujuan Perjalanan
Menggunakan Model Gravity Dengan Fungsi Hambatan EksponensialNegatif Di Kota Surakarta. Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil
Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Puspitasari, Niken. 2014. Estimasi Matriks Asal Tujuan Perjalanan Menggunakan
Model Gravity Dengan Fungsi Hambatan Tanner Di Kota Surakarta.
Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Tamin, O. Z. 2000. Perencanaan dan Pemodelan Transportasi Edisi kedua.
Bandung: ITB.
Wahyudi, Anton. 2010. Pengaruh Jumlah Data Traffic Count Terhadap Tingkat
Akurasi MAtriks Asal Tujuan (MAT) dan Arus Lalu Lintas dengan
Menggunakan Software EMME/3 (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi.
Surakarta: Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret.
Widyastuti, Revi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Arus Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Entropi Maksimum. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Wijiastuti, Rahayu Mahanani. 2008. Estimasi Matrik Asal Tujuan dari Data Lalu
Lintas dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian (Studi Kasus Kota
Surakarta). Skripsi. Surakarta: Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas
Sebelas Maret.
xv
DARI DATA LALU LINTAS
DENGAN METODE ESTIMASI INFERENSI BAYESIAN
MENGGUNAKAN PIRANTI LUNAK EMME/3
(Studi Kasus Kota Surakarta)
Origin-Destination Matrix Estimation From Traffic Count
Using Bayesian Inference Estimation Method
Using EMME/3 Software
(A Case Study of Surakarta City)
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat
Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
Disusun Oleh :
WULAN SEPTIYANI
NIM. I 0111105
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
i
ii
iii
Motto
y
,
y
ada kemudahan. Maka apabila kamu telah selesai (dari sesuatu urusan), kerjakanlah dengan
sungguhy
y
y
.
(QS. Al Insyirah (94) : 5-8)
Y
H
y
Ti
M. y ’
...
y
H
...
...
.
.A
w
y
,
,
y
..
(Penulis)
Persembahan
Alhamdulillah atas segala limpahan berkah yang telah Allah Subhanahu wa
Ta’ala berikan kepadaku.
Serta suri tauladanku Nabi Muhammad SAW.
Skripsi ini saya persembahkan untuk mereka yang tidak kenal lelah
menyemangati saya untuk segera menyelesaikan skripsi ini dan juga
terimakasih atas dukungan beserta doanya, kalian lah motivasiku.
Bapak Joko Subagyo dan (Alm. Ibu Kasiyati).
Kakak-kakakku: Eko Raharjo, Erista, Yuni Sulistyowati, Tunjung Widi, Meta
Tribawono & Ani.
Pak Syafi’i dan Pak Legowo terima kasih atas bimbingan dan kebaikan hati
Anda.
Terimakasih para Sahabat: Galih, Resita, Elfa, Zuli, Koh Kus, Novikitty, Bela,
Intan, Putri, Mumun, Gita, Dina, Wiga, Inez dan semuanya yang tidak bisa
saya sebut satu per satu.
Serta seluruh kawan-kawan Teknik Sipil UNS 2011, saya bangga menjadi
bagian Keluarga Besar CIVIL ENGINEERING 2011 :)
iv
ABSTRAK
Wulan Septiyani, 2015, Estimasi Matrik Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian Menggunakan Piranti Lunak
Emme/3 (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi. Program Studi Teknik Sipil
Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta.
Permasalahan transportasi seperti kemacetan, polusi suara dan udara, kecelakaan,
tundaan, dan berbagai masalah keselamatan akan timbul jika kebutuhan akan
pergerakan terus meningkat. Untuk mengatasi permasalahan tersebut adalah
dengan membuat perancanaan transportasi yang baik, manajemen pengaturan lalu
lintas yang baik, dan memahami pola pergerakan. Salah satu perencanaan yang
dilakukan adalah dengan menggambarkan pola pergerakan menggunakan matrik
asal tujuan (MAT). Penelitian ini bertujuan untuk mencari besarnya nilai β dan
mengestimasi MAT tahun 2015 sehingga dapat diketahui jumlah pergerakan antar
zonanya. Selain itu untuk mengetahui tingkat validitas dari arus lalu lintas hasil
pemodelan dengan arus lalu lintas hasil pengamatan di lapangan.
Penelitian ini dilakukan di kota Surakarta dengan membagi Surakarta menjadi 65
zona yaitu 51 zona internal dan 14 zona eksternal. Model yang dipakai untuk
mengestimasi MAT menggunakan model Gravity dengan batasan bangkitan dan
tarikan. Pada model ini terdapat parameter β yang berfungsi sebagai faktor
penentu besarnya nilai sebaran yang terjadi di setiap zona. Metode kalibrasi untuk
memperoleh parameter β yang nantinya digunakan dalam perhitungan MAT hasil
estimasi metode Inferensi Bayesian (dengan fungsi hambatan Tanner) adalah
metode kalibrasi Newton-Raphson. Kalibrasi ini dilakukan dengan proses
pengulangan sampai nilai parameter mencapai batas konvergensi menggunakan
software Matlab. Nilai volume lalu lintas diperoleh dengan cara membebankan
matriks baru dan memasukan arus hasil pengamatan (traffic count) ke dalam
jaringan jalan dengan metode pembebanan User Equilibrium. Uji Validitas
menggunakan koefisien Determinasi (R²).
Dari hasil perhitungan dengan bantuan software Matlab, diperoleh nilai β
seebesar -0,00034. Dan dari hasil perhitungan dengan bantuan EMME/3,
diperoleh total jumlah pergerakan kota Surakarta pada tahun 2015 adalah 47549
smp/jam. Tingkat validitas (R2) yang didapatkan adalah sebesar 0,803.
Kata kunci : MAT, EMME/3, Matlab, Model Gravity
v
ABSTRACT
Wulan Septiyani, 2015, Origin-Destination Matrix Estimation From Traffic
Count Using Bayesian Inference Estimation Method Using EMME/3
Software (A Case Study of Surakarta City). Thesis. Civil Engineering
Department Faculty of Engineering, Sebelas Maret University Surakarta.
Transportation problems such as congestion, air and noise pollution, accidents,
delay, and various safety issues can be arise if the need for movement on the rise.
To overcome these problems is to create good transportation planning
management traffic settings are good, and understanding the patterns of
movement. One of the planning is done is to describe the pattern of movement
using a origin destination matrix (O-D Matrix). This research aimed to calculate β
value and estimate O-D Matrix in 2015 so the inter-zone movement can be
known. In addition, to determine the validation level by comparing traffic flow
resulted from the model and observation.
This research was conducted in Surakarta, by dividing Surakarta into 65 zones
with 51 internal zones and 14 external zones. The model used to estimate O-D
Matrix using Gravity model with trip generation and attraction constraint. On this
model there are parameters β that function as determinants of the magnitude of the
spread of values that occur in each zone. Calibration method for obtaining
parameters β that are later used in the calculation method of estimation results OD Matrix Bayesian Inference (with Tanner barrier function) is the NewtonRaphson method of calibration. The calibration is done with a repetition of the
process until convergence is reached the limit parameter values using the Matlab
software application help. The value of the traffic volume is obtained by way of
imposing a new matrix and enter a stream of observations (traffic count) to the
road network by the method of loading the User Equilibrium. Test Validation
using the coefficient of Determination (R ²).
The value of parameter β by using application software Matlab is -0,00034. The
result of the calculation by using EMME/3 shows the total number of estimation
of movement Surakarta in the year of 2015 is 47549 smp/jam with level of
validation (R2) is 0,803.
Keywords: O-D Matrix, EMME/3, Matlab, Gravity Model
vi
PRAKATA
Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan hidayah-Nya sehingga
penulis bisa menyelesaikan penulisan skripsi yang berjudul “Estimasi Matrik Asal
Tujuan Dari Data Arus Lalulintas Dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian
Menggunakan Piranti Lunak EMME/3 (Studi Kasus Kota Surakarta)”.
Skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat yang harus ditempuh untuk
mendapatkan gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Teknik Sipil, Fakultas
Teknik Universitas Sebelas Maret. Skripsi ini tidak dapat terselesaikan tanpa
bantuan, bimbingan, dan saran dari berbagai pihak. Oleh karena itu pada
kesempatan ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada:
1.
Segenap pimpinan Program Studi Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas
Sebelas Maret Surakarta.
2.
Dr. Eng. Ir. Syafi’i, M.T. dan Slamet Jauhari Legowo, S.T., M.T, selaku
Dosen Pembimbing skripsi. Terima kasih atas semua waktu, bimbingan,
motivasi, dan bantuan, serta kepercayaan bapak untuk bisa menyelesaikan
skripsi ini.
3.
Dosen Pembimbing Akademis Purnawan Gunawan, S.T., M.T.
4.
Semua Staff Pengajar pada Program Studi Teknik Sipil Fakultas Teknik
Universitas Sebelas Maret Surakarta.
5.
Teman-teman S1 Reguler Program Studi Teknik Sipil UNS 2011.
6.
Seluruh civitas akademika Program Studi Teknik Sipil UNS.
Akhirnya, pengantar ini juga menjadi semacam ingatan bagi penulis selama
menempuh tahap pembelajaran di Universitas Sebelas Maret Surakarta. Skripsi ini
masih jauh dari sempurna, maka kritik dan saran demi perbaikan akan diterima
dengan senang hati. Semoga skripsi ini bermanfaat, khususnya dalam bidang
Pemodelan Transportasi.
Surakarta,
Agustus 2015
Penulis
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ..................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ..................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .....................................................................
iii
HALAMAN MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................
iv
ABSTRAK ...................................................................................................
v
ABSTRACT ................................................................................................
vi
PRAKATA ..................................................................................................
vii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
viii
DAFTAR TABEL ......................................................................................
xi
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL ..........................................................
xiii
DAFTAR LAMPIRAN ..............................................................................
xiv
BAB 1 PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah ......................................................................
1
1.2
Rumusan Masalah ...............................................................................
2
1.3
Batasan Masalah .................................................................................
3
1.4
Tujuan Penelitian ................................................................................
4
1.5
Manfaat Penelitian ..............................................................................
4
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1
Tinjauan Pustaka .................................................................................
5
2.2
Dasar Teori ..........................................................................................
11
2.2.1
Pemodelan Transportasi ..........................................................
11
2.2.2
Konsep Perencanaan Transportasi ..........................................
11
2.2.3
Matrik Asal Tujuan (MAT) .....................................................
12
2.2.4
Daerah Kajian ..........................................................................
13
2.2.5
Sistem Zona .............................................................................
14
2.2.6
Aksesibilitas ............................................................................
15
2.2.7
Sistem Jaringan Transportasi ..................................................
16
viii
2.3
2.2.8
Fungsi Jalan .............................................................................
16
2.2.9
Satuan Mobil Penumpang .......................................................
18
2.2.10 Kapasitas .................................................................................
18
2.2.11 Kecepatan ................................................................................
19
2.2.12 Matrix Estimation by Maximum Entropy (ME2) .....................
20
2.2.13 Konsep Model Gravity Sebagai Model Sebaran Pergerakan ...
21
2.2.14 Model Gravity dengan Batasan Bangkitan dan Tarikan ..........
23
2.2.15 Metode Estimasi Inferensi Bayesian ........................................
23
2.2.16 Metode Kalibrasi Newton-Raphson .........................................
28
2.2.17 Pendekatan Pembebanan User Equilibrium .............................
29
2.2.18 Indikator Uji Statistik ...............................................................
30
2.2.19 EMME-3 (Equilibre Multimodal, Multimodal Equilibrium) ...
32
2.2.20 Matlab (Matrix Laboratory).....................................................
34
Kerangka pemikiran .............................................................................
35
BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN
3.1
Lokasi Penelitian .................................................................................
37
3.2
Jenis dan Sumber Data ........................................................................
43
3.2.1
Data Primer .............................................................................
43
3.2.2
Data Sekunder .........................................................................
43
Teknik Pengumpulan Data ..................................................................
43
3.3.1
Pengumpulan Data Primer .......................................................
43
3.3.2
Pengumpulan data Sekunder ....................................................
44
3.3.3
Alat Pengambilan Data Lalu Lintas .........................................
44
3.3.4
Jenis Kendaraan ......................................................................
44
3.3.5
Design Formulir .......................................................................
44
Metode Analisis Data ..........................................................................
45
3.4.1
Pengolahan Data Basis Jaringan Jalan ....................................
45
3.4.2
Matriks Hasil Estimasi oleh EMME/3 ....................................
45
3.4.3
Estimasi Parameter Beta (β) ....................................................
45
3.4.4
Estimasi Matrik Asal Tujuan Hasil Pemodelan ......................
47
3.4.5
Pembebanan Arus Lalu Lintas ke Jaringan Jalan ....................
47
3.3
3.4
ix
3.4.6
3.5
Uji Validitas ............................................................................
47
Tahapan Penelitian ..............................................................................
47
BAB 4 ANALISIS DAN PEMBAHASAN
4.1
Umum ..................................................................................................
50
4.2
Pengolahan dan Penyajian Data ..........................................................
50
4.2.1
Pengumpulan Data ..................................................................
50
4.2.2
Pembagian Zona ......................................................................
51
4.2.3
Satuan Mobil Penumpang .......................................................
53
4.2.4
Kapasitas .................................................................................
54
4.2.5
Waktu Tempuh ........................................................................
55
Analisis dengan Program EMME/3 ....................................................
56
4.3.1
Basis Data Jaringan Jalan ........................................................
56
4.3.2
Data Lalu lintas Hasil Survei ...................................................
58
4.3.3
Data Matrik Awal (prior matrix) ............................................
59
4.3.4
Matrik baru hasil EMME/3 .....................................................
60
4.4
Kalibrasi Parameter β dengan Metode Kalibrasi Newton-Raphson ....
61
4.5
Estimasi MAT Hasil Pemodelan .........................................................
61
4.6
Pembebanan Matrik ke Jaringan Jalan ................................................
61
4.7
Uji Validitas ........................................................................................
62
4.8
Pembahasan .........................................................................................
63
4.8.1
Fungsi Hambatan ....................................................................
63
4.8.2
Estimasi Matrik Asal Tujuan Perjalanan .................................
63
4.3
BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan .........................................................................................
69
5.2
Saran ....................................................................................................
70
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................
xv
x
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Resume Hasil Penelitian tentang Estimasi Matrik Asal Tujuan ...
8
Tabel 3.1 Lokasi Survei Volume Lalulintas Zona Internal ...........................
41
Tabel 3.2 Lokasi Survei Volume Lalulintas Zona Eksternal ........................
42
Tabel 4.1 Tabel Data Hasil Survei Tahun 2015 pada Jam Puncak ...............
51
Tabel 4.2 Pembagian Zona Internal ..............................................................
52
Tabel 4.3 Pembagian Zona Eksternal............................................................
52
Tabel 4.4 Contoh Perhitungan Jumlah Kendaraan pada Jam Puncak ...........
53
Tabel 4.5 Contoh Konversi Satuan kend/jam ke smp/jam ............................
53
Tabel 4.6 Format Masukan Basis Data Jaringan Jalan .................................
56
Tabel 4.7 Data Arus Lalu Lintas 2015 ..........................................................
58
Tabel 4.8 Data Matrik Asal Tujuan Awal (Prior Matrix) Tahun 2013 ........
59
Tabel 4.9 Data Arus Lalu Lintas 2015 dan Aus Hasil Pembebanan ............
61
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Empat Tahap Pemodelan Transportasi .................................
12
Gambar 2.2
Daerah Kajian .......................................................................
14
Gambar 2.3
Help Menu .............................................................................
33
Gambar 2.4
The EMME Prompt (Prompt Console) .................................
34
Gambar 2.5
Prosedur perhitungan EMME/3 ............................................
34
Gambar 2.6
Bagan Alir Kerangka Pikir ....................................................
36
Gambar 3.1
Peta Administrasi Kota Surakarta ........................................
38
Gambar 3.2
Peta Pembagian Zona Kota Surakarta ..................................
39
Gambar 3.3
Peta Jaringan Kota Surakarta ................................................
40
Gambar 3.4
Bagan Alir Prosedur Kalibrasi Newton-Raphson .................
46
Gambar 3.5
Bagan Alir Metode Penelitian ...............................................
49
Gambar 4.1
Network Editor .....................................................................
57
Gambar 4.2
Editor toolbar .......................................................................
58
Gambar 4.3
Matrik Hasil EMME/3 .........................................................
60
Gambar 4.4
Grafik Uji Validitas Va dan Va’ ..........................................
62
Gambar 4.5
Desire Line Pergerakan Tahun 2015 Hasil Estimasi ............
64
Gambar 4.6
Grafik Pergerakan Antar Zona Internal ................................
65
Gambar 4.7
Grafik Pergerakan Antar Zona Ekaternal .............................
66
Gambar 4.8
Grafik Pergerakan Antar Zona .............................................
67
xii
DAFTAR NOTASI DAN SIMBOL
Dd
= Total pergerakan ke zona tujuan d
Oi
= Total pergerakan dari zona asal i
Ai , Bd = Faktor penyimbang untuk setiap zona asal i dan tujuan d
F(cid) = Fungsi faktor penghambat (biaya perjalanan)
β
= Parameter dari model yang belum diketahui yang harus dikalibrasi
C id
= Merupakan fungsi dari jarak, atau waktu atau biaya perjalanan.
R2
= Koefisien determinasi
Y
= Nilai y hasil pemodelan
Yi
= Nilai y data pengamatan
Y
= Rata-rata y data pengamatan
C
= Kapasitas (smp / jam)
Co
= Kapasitas dasar untuk kondisi tertentu (ideal) (smp / jam)
FCw
= Faktor penyesuaian lebar jalur lalu lintas
FCsp
= Faktor penyesuaian pemisah arah
FCsf
= Faktor penyesuaian hambatan samping
FCcs
= Faktor penyesuaian ukuran kota
FV
= Kecepatan arus bebas kendaraan ringan sesungguhnya (km/jam)
Fvo
= Kecepatan arus bebas dasar kendaraan ringan (km/jam)
FVw
= Penyesuaian lebar jalur lalu lintas efektif (km/jam)
FFVsf = Faktor penyesuaian kondisi hambatan samping
FFVcs = Faktor penyesuaian ukuran kota.
xiii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A
: MKJI
Lampiran B
: Data Survei Lalu Lintas
Lampiran C
: Konversi Satuan Kendaraan
Lampiran D
: Kapasitas
Lampiran E
: Kecepatan dan Waktu tempuh
Lampiran F
: Basis Data Jaringan Jalan
Lampiran G
: Koordinat Kota Surakarta
Lampiran H
: Traffic Count 2015
Lampiran I
: Prior Matrix
Lampiran J
: MAT 2015
Lampiran K
: MAT Hasil Estimasi
Lampiran L
: Arus Hasil Survei & Pembebanan
Lampiran M : Listing Program
Lampiran N
: Desain Formulir Survei
Lampiran O
: Form Skripsi
xiv
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1990. Panduan Penentuan Klasifikasi Fungsi Jalan di wilayah
Perkotaan. Jakarta: Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen
Pekerjaan Umum RI.
Anonim. 1997. Manual Kapasitas Jalan Indonesia (MKJI) 1997. Jakarta:
Direktorat Jenderal Bina Marga Departemen Pekerjaan Umum RI.
Anonim. 2005. Buku Pedoman Penulisan Tugas Akhir. Fakultas Teknik Jurusan
Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
INRO Consultants Inc.. 1998. EMME/2 User’s Manual Software Realeas 9.
Montreal (Quebec). Canada.
INRO Consultan Inc. 2007. EMME/3 Release Notes: Emme 3.0. Canada.
Isnaini, Alfiyani Yogaturida. 2013. Estimasi Matriks Asal Tujuan Denagn
Batasan Tarikan Pergerakkan Dengan Metode Kalibrasi Newton-Rhapson
Di Surakarta. Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas
Maret. Surakarta.
Lupita, Yenny Dwi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Kemiripan Maksimum. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Nugroho, Dewi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Kuadrat Terkecil. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Nurmalia. 2009. Estimasi Matrik Asal Tujuan dari Data Lalu Lintas dengan
Metode Entropi Maksimum (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi.
Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Pamungkas, Hendarwati. 2014. Estimasi Matriks Asal Tujuan Perjalanan
Menggunakan Model Gravity Dengan Fungsi Hambatan EksponensialNegatif Di Kota Surakarta. Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil
Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Puspitasari, Niken. 2014. Estimasi Matriks Asal Tujuan Perjalanan Menggunakan
Model Gravity Dengan Fungsi Hambatan Tanner Di Kota Surakarta.
Skripsi. Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret.
Surakarta.
Tamin, O. Z. 2000. Perencanaan dan Pemodelan Transportasi Edisi kedua.
Bandung: ITB.
Wahyudi, Anton. 2010. Pengaruh Jumlah Data Traffic Count Terhadap Tingkat
Akurasi MAtriks Asal Tujuan (MAT) dan Arus Lalu Lintas dengan
Menggunakan Software EMME/3 (Studi Kasus Kota Surakarta). Skripsi.
Surakarta: Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret.
Widyastuti, Revi. 2007. Estimasi Matriks Asal Tujuan Dari Data Arus Lalu Lintas
Dengan Metode Estimasi Entropi Maksimum. Skripsi. Fakultas Teknik
Jurusan Sipil Universitas Sebelas Maret. Surakarta.
Wijiastuti, Rahayu Mahanani. 2008. Estimasi Matrik Asal Tujuan dari Data Lalu
Lintas dengan Metode Estimasi Inferensi Bayesian (Studi Kasus Kota
Surakarta). Skripsi. Surakarta: Fakultas Teknik Jurusan Sipil Universitas
Sebelas Maret.
xv