APLIKASI ALJABAR MAKS-PLUS PADA SISTEM PENJADWALAN KERETA REL LISTRIK (KRL) JABODETABEK.

APLIKASI ALJABAR MAKS-PLUS PADA SISTEM
PENJADWALAN KERETA REL LISTRIK (KRL) JABODETABEK

oleh
AHMAD DIMYATHI
M0111003

SKRIPSI
ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar
Sarjana Sains Matematika

PROGRAM STUDI MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016

APLIKASI ALJABAR MAKS-PLUS PADA SISTEM
PENJADWALAN KERETA REL LISTRIK (KRL) JABODETABEK

oleh

AHMAD DIMYATHI
M0111003

SKRIPSI
ditulis dan diajukan untuk memenuhi sebagian persyaratan memperoleh gelar
Sarjana Sains Matematika

PROGRAM STUDI MATEMATIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2016

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayahNya sehingga
penulis dapat menyelesaikan laporan skripsi ini dengan baik dan lancar. Penulis
menyadari bahwa laporan skripsi ini banyak mengalami kesulitan, namun berkat

bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak kesulitan-kesulitan dapat terselesaikan dengan baik. Oleh karena itu, penulis mengucapkan terima kasih kepada
1. Drs. Siswanto, M.Si dan Drs. Pangadi, M.Si sebagai pembimbing I dan
Pembimbing II yang telah memberikan bimbingan dan arahan baik penulisan maupun materi.
2. Semua pihak yang membantu dalam penulisan skripsi ini yang tidak dapat
penulis sebut satu per satu.
Semoga laporan ini dapat memberikan manfaat bagi seluruh pihak yang
membutuhkan.
Surakarta,

Mei 2016
Penulis

iii

ABSTRAK
Ahmad Dimyathi, 2016. APLIKASI ALJABAR MAKS-PLUS PADA
SISTEM PENJADWALAN KERETA REL LISTRIK (KRL) JABODETABEK.
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sebelas Maret.
Misalkan R merupakan himpunan bilangan real dan Rϵ = R ∪ {ϵ} dengan
ϵ = − ∝. Aljabar maks-plus (Rmax ) merupakan himpunan Rϵ yang dilengkapi

operasi maksimum (⊕) dan jumlahan (⊗). Aljabar maks-plus dapat digunakan
untuk menyelesaikan masalah discrete event system (DES ), salah satunya masalah penjadwalan.
Tujuan dari penelitian ini adalah mengaplikasikan aljabar maks-plus pada
sistem penjadwalan kereta rel listrik (KRL) JABODETABEK dengan menentukan jadwal keberangkatan kemudian melakukan simulasi keterlambatan. Jadwal
diperoleh dengan menyelesaikan sistem persamaan linier x(k + 1) = A ⊗ x(k)
dengan x(k) merupakan keberangkatan ke-k dan A merupakan matriks dengan
elemen berupa waktu perjalanan KRL. Selanjutnya menentukan nilai eigen dan
vektor eigen dari matriks A. Nilai eigen dan vektor eigen merepresentasikan
periode keberangkatan KRL dan jadwal keberangkatan KRL. Simulasi keterlambatan dilakukan dengan menentukan vektor keterlambatan z(k) = x(k) − d(k).
Hasil simulasi keterlambatan diperoleh pada k ≥ 3 vektor keterlambatan
z(k) bernilai 0 yang menandakan tidak terjadi lagi keterlambatan keberangkatan
KRL selanjutnya, dalam hal ini dikatakan penjadwalan dalam keadaan stabil.
Kata kunci: aljabar maks-plus, DES, KRL, nilai eigen, vektor eigen, penjadwalan, simulasi keterlambatan, vektor keterlambatan, stabil.

iv

ABSTRACT
Ahmad Dimyathi. 2016. APPLICATIONS OF MAX-PLUS ALGEBRA
ON THE SCHEDULING SYSTEM OF THE ELECTRICAL TRAIN (ET)
JABODETABEK. Faculty of Mathematics and Nature Sciences. Sebelas Maret

University.
Let R be the set of real numbers and Rϵ = R ∪ {ϵ} with ϵ = − ∝. Maxplus algebra (Rmax ) is a set of Rϵ equipped with maximum (⊕) and sum (⊗)
operations. Max-plus algebra can be used to solve the Discrete Event System
(DES) problems. Scheduling is one of the problems.
The purpose of this research is to apply the max-plus algebra on the scheduling system of the Electrical Train (ET) JABODETABEK to determine the
departure time and then simulate a delay. The schedules are obtained by completing the linear equation system. The equation system is x(k + 1) = A ⊗ x(k)
with x(k) is a departure to-k and A is a matrix element in the form of travel
time ET. Furthermore, the eigenvalues and eigenvectors of matrix A are determined. The eigenvalues represent the period of departure and eigenvectors represent ET departure. The simulation of delay is obtained by determining vector
z(k) = x(k) − d(k).
The result of delay simulation is obtained in k ≥ 3 and delay vector z(k) is
0 so indicating no delay for the next departure of ET. In this case, the schedule
is on stable condition.
Keywords: max-plus algebra, DES, ET, eigenvalue, eigenvector, scheduling, simulation of delay, delay vector, stable.

v

MOTTO

If you believe, nothing is impossible
(Penulis)


Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan.(Qs. Al-Insyirah:6)

vi

PERSEMBAHAN

Karya ini kupersembahkan untuk
bapak dan ibu saya yang selalu memberiku semangat hingga karya ini dapat
terselesaikan dengan baik dan terima kasih atas cinta kasih dan pengorbanan yang
telah diberikan kepadaku.

vii

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL . . . . .
HALAMAN PENGESAHAN
KATA PENGANTAR . . . .
ABSTRAK . . . . . . . . . .
ABSTRACT . . . . . . . . .

MOTTO . . . . . . . . . . . .
PERSEMBAHAN . . . . . . .
DAFTAR ISI . . . . . . . . .
DAFTAR TABEL . . . . . .
DAFTAR GAMBAR . . . . .
NOTASI DAN SIMBOL . . .
I

PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang . . .
1.2 Perumusan Masalah
1.3 Tujuan . . . . . . . .
1.4 Manfaat . . . . . . .

.
.
.
.

.

.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.


.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

II LANDASAN TEORI
2.1 Tinjauan Pustaka . . . . . . . . . . . .
2.1.1 KRL JABODETABEK . . . . .
2.1.2 Struktur Aljabar . . . . . . . .
2.1.3 Teori Graf . . . . . . . . . . . .
2.1.4 Discrete Event System . . . . .
2.1.5 Aljabar Maks-Plus . . . . . . .
2.1.6 Matriks dan Vektor dalam Rmax
2.1.7 Sistem Linear Maks-Plus Waktu
2.1.8 Nilai Eigen dan Vektor Eigen .
2.1.9 Kestabilan Jaringan KRL . . .
2.2 Kerangka Pemikiran . . . . . . . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
Invarian
. . . . .
. . . . .
. . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
. . . . .
(SLMI)
. . . . .
. . . . .
. . . . .

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

.
i
.
ii
. iii
. iv
.
v
. vi
. vii
. viii
.
x
. xi
. xii

.
.
.
.

.
.
.
.

1
1
3
3
3

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

4
4
5
6
7
9
9
11
13
14
16
17

.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.

III METODE PENELITIAN

19

IV PEMBAHASAN
4.1 Sistem Penjadwalan KRL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
4.2 Aplikasi Aljabar Maks-Plus pada Sistem Penjadwalan KRL . . . .

20
20
22

viii

4.2.1
4.2.2
4.2.3

Model Aljabar Maks-Plus . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Jadwal Keberangkatan KRL . . . . . . . . . . . . . . . . .
Simulasi Terhadap Keterlambatan . . . . . . . . . . . . . .

22
27
30

V PENUTUP
5.1 Kesimpulan . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Saran . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

34
34
34

DAFTAR PUSTAKA

35

ix

DAFTAR TABEL
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5

Jadwal perjalanan KRL. . . . . . . . . . .
Pemisalan Kereta. . . . . . . . . . . . . . .
Jadwal Keberangkatan KRL . . . . . . . .
Jadwal Keberangkatan dan Keterlambatan
Simulasi Keterlambatan . . . . . . . . . .

x

. . .
. . .
. . .
KRL
. . .

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

.
.
.
.
.

22
23
30
32
33

DAFTAR GAMBAR
2.1
2.2
2.3

Graf sederhana . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Graf berarah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
Graf berbobot . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

7
8
9

4.1

Jalur KRL. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

21

xi

NOTASI DAN SIMBOL

G

:

grup

R

:

ring

F

:

field

S

:

semiring

R

:

himpunan bilangan real

Rmax

:

aljabar maks-plus



:

elemen aljabar maks-plus yaitu gabungan R dan − ∝



:

union

ϵ

:

elemen − ∝

+

:

operasi penjumlahan dalam aljabar biasa

×

:

operasi perkalian dalam aljabar biasa



:

operasi maksimum dalam aljabar maks-plus



:

operasi penjumlahan dalam aljabar maks-plus

m×n
Rmax

:

himpunan matriks berukuran m × n dalam aljabar maks-plus

λ

:

nilai eigen

v

:

vektor eigen

V (G)

:

himpunan vertex pada graf G

V (G)

:

himpunan edge pada graf G

xii