TUGAS 3 REKAYASA LALU LINTAS
“PENGENALAN DAN PEMAHAMAN KARAKTERISTIK LALU LINTAS”
Disusun oleh
ERLITA ( 16 630 066)
FAKULTAS TEKNIK
PROGRAM STUDI TEKNIK SIPIL
UNIVERSITAS DAYANU IKHSANUDDIN
BAUBAU
2019
A.
Karakteristik Utama Lalu-lintas
Arus lalu lintas dibentuk oleh pengendara dan
kendaraan sehingga terjalin suatu interaksi keduanya serta interksi antara
kedua komponen tersebut terhadap jalan dan lingkungan. Kendaraan yang
memasuki suatu arus lalu lintas tidak mungkin berjalan secara seragam karena
ketidaksamaan pengemudi dalam hal ketrampilan mengemudi dan pengambilan
keputusan. Bahkan dapat dikatakan bahwa tidak ada keadaan dua lalu lintas yang serupa
sekalipun dalam kondisi yang setara, jalan dan kendaraan, yang hal itu
diakibatkan oleh perilaku dan kebiasaan pengemudi yang sangat bervariasi.
Walaupun demikian, perilaku pengemudi dalam suatu aliran lalu lintas akan tetap konsisten pada suatu range tertentu yang normal. Sebagai contoh pada suatu ruas jalan dengan kecepatan disain 60 km/jam misalnya, pengemudi akan cenderung menjalankan kendaraan pada kecepatan sekitar range tersebut misalnya pada kecepatan antara 45 sampai dengan 65 km/jam, dan sedikit pengemudi yang menjalankan kendaraannya pada kecepatan 70 km/jam atau di atas 80 km/jam.
Secara kuantitatif untuk keperluan disain arus lalu lintas, sekalipun karakteristik sangat bervariasi, perilakunya tetap dapat diprediksi pada suatu rentang yang normal. Dengan kata lain parameter-parameter tersebut harus bisa didefinisikan dan diukur, sehingga seorang Traffic Engineer akan bisa menganalisis, mengevaluasi, dan merencanakan dalam batas minimal berdasarkan batasan normal parameter-parameter di atas. Arus lalu lintas dibentuk oleh pengendara dan kendaraan sehingga terjalin suatu interaksi keduanya serta interaksi antara kedua komponen tersebut terhadap jalan dan lingkungan. Kendaraan yang memasuki suatu arus lalu lintas tidak mungkin berjalan secara seragam karena ketidaksamaan pengemudi dalam hal ketrampilan mengemudi dan pengambilan keputusan. Bahkan dapat dikatakan bahwa tidak ada keadaan dua lalu lintas yang serupa sekalipun dalam kondisi yang setara, jalan dan kendaraan, yang hal itu diakibatkan oleh perilaku dan kebiasaan pengemudi yang sangat bervariasi.
Perilaku arus lalu lintas sangat berlainan dengan perilaku suatu aliran suatu fluida yang melalui suatu saluran terbuka atau pipa tertutup, yang perilakunya bisa diprediksi yakni mengikuti hukum hidraulis dan aliran fluida. Karakteristik aliran lalu lintas yang melewati suatu jalan merupakan variasi dari lokasi dan waktu. Suatu tantangan bagi seorang Traffic Engineer ketika harus merencanakan dan mendisain suatu lalu lintas, dia tidak cukup hanya memprediksi hal-hal yang bersifat eksak melainkan juga memperhitungkan perilaku manusia sebagai road user yang kompleks.
Walaupun demikian, perilaku pengemudi dalam suatu aliran lalu lintas akan tetap konsisten pada suatu range tertentu yang normal. Sebagai contoh pada suatu ruas jalan dengan kecepatan disain 60 km/jam misalnya, pengemudi akan cenderung menjalankan kendaraan pada kecepatan sekitar range tersebut misalnya pada kecepatan antara 45 sampai dengan 65 km/jam, dan sedikit pengemudi yang menjalankan kendaraannya pada kecepatan 70 km/jam atau di atas 80 km/jam.
Secara kuantitatif untuk keperluan disain arus lalu lintas, sekalipun karakteristik sangat bervariasi, perilakunya tetap dapat diprediksi pada suatu rentang yang normal. Dengan kata lain parameter-parameter tersebut harus bisa didefinisikan dan diukur, sehingga seorang Traffic Engineer akan bisa menganalisis, mengevaluasi, dan merencanakan dalam batas minimal berdasarkan batasan normal parameter-parameter di atas.
Terdapat 3 (tiga) karakteristik utama dari
lalu-lintas, yaitu: arus, kecepatan dan konsentrasi (Daniel L dan
Mathew J.H, 1975).
Arus Lalu-lintas atau Volume Lalu-lintas (Q) adalah
jumlah kendaraan berdasarkan satuan waktu yang dirumuskan dengan:
q = N/T ……………………………………………………………….(1)
dimana: N = jumlah kendaraan yang
melintasi titik tertentu,
T = satuan waktu tertentu.
Umumnya dalam praktek teknik lalu-lintas, perhitungan
arus atau volume lalu-lintas dilakukan dalam interval waktu 1 jam atau 15
menit.
Untuk lebih memahami tentang arus lalu-lintas, perlu
juga dipahami tentang apa yang disebut sebagai “headway”.
“Headway” adalah ukuran interval waktu
kedatangan antara kendaraan (diukur pada titik bagian depan kendaraan, misal: bumper)
yang melintasi titik tertentu, yang dirumuskan dengan:
q = 1/ h
…………………………………………………………(2)
dimana: q
= arus/volume lalu-lintas,
h = mean headway.
Kecepatan rata-rata adalah ukuran yang penting dari
kinerja lalu-lintas, yang dinyatakan dalam kilometer/jam atau mil/jam. Terdapat
dua jenis kecepatan rata-rata, yakni: kecepatan sesaat rata-rata (spot
speed) atau time mean speed, dan kecepatan rata-rata ruang (space
mean speed) atau travel time.
Kecepatan sesaat rata-rata (spot speed) yaitu nilai
rata-rata dari serangkaian kecepatan sesaat dari individu kendaraan yang
melintasi titik tertentu pada suatu ruas jalan, yang dirumuskan dengan:
ut = 1/N
Σ u(1-n) ……………………………………………..(3)
dimana:
ut = Kecepatan sesaat
rata-rata (spot speed)
N = Jumlah kendaraan
u(1-n) = Kecepatan
individu kendaraan.
Kecepatan sesaat digunakan untuk mengevaluasi kinerja
sistem pengoperasian dari perangkat pengaturan lalu-lintas dan teknik
lalu-lintas, seperti: penentuan peraturan lalu-lintas dan peralatan kontrolnya,
studi pada lokasi rawan kecelakaan, dan untuk menentukan elemen-elemen desain
geometrik jalan raya.
Kecepatan rata-rata ruang (space mean speed) yaitu
kecepatan rata-rata waktu tempuh kendaraan, yang dirumuskan dengan:
us = D
/ t …………………………………………………….. (4)
dimana:
us = Kecepatan
rata-rata ruang (space mean speed)
D = Jarak
t =
waktu tempuh rata-rata
Kecepatan rata-rata ruang digunakan untuk mengevaluasi kinerja tingkat efektivitas dari suatu sistem lalu-lintas, yang terkait dengan tundaan, antara lain meliputi: penilaian efisiensi rute dalam lalu-lintas, identifikasi lokasi kemacetan dalam sistem jalan utama, pendefinisian kemacetan menurut lokasi, evaluasi efektivitas perbaikan (sebelum dan sesudah), perhitungan biaya pengguna jalan, perhitungan tingkat pelayan dan kapasitas untuk arus lalu-lintas menerus, untuk pengembangan model dalam perencanaan transportasi (trip distribution dan trip assignment).
Konsentrasi adalah jumlah kendaraan per satuan
jarak, dan diestimasikan menggunakan persamaan:
k = q /
us ………………………………………………………….(5)
dimana: k = Konsentrasi
lalu-lintas
q =
Arus/Volume lalu-lintas
us = kecepatan
rata-rata ruang (time mean speed)
B. Model Arus Lalu-lintas (Traffic Stream Models)
Hubungan antara variabel arus/volume lalu-lintas,
kecepatan dan konsentrasi lalu-lintas disebut sebagai model arus lalu-lintas (traffic
stream models). Terdapat beberapa model hubungan antara kecepatan dan
konsentrasi sebagaimana yang akan dijelaskan berikut ini (Daniel L dan Mathew
J.H, 1975).
Model Linier Kecepatan-Konsentrasi “Greenshields”, merupakan
model yang sederhana dan dirumuskan dengan:
u = ut (1 – k / kj)
……………………………………………….. (6)
dimana: ut
= kecepatan arus bebas (free flow speed) atau kecepatan pada
saat volume lalu-lintas sangat rendah.
kj =
konsentrasi pada saat lalu-lintas macet.
Model Logaritmik Kecepatan-Konsentrasi, merupakan
model yang dikembangkan oleh Greenberg, dan dirumuskan dengan:
u = um ln (kj / k)
……………………………………………….. (7)
dimana: um
= adalah kecepatan pada arus/ volume lalu-lintas maksimum (konstan).
Model Kecepatan-Konsentrasi “Generalized Single
Regime”, terdiri dari beberapa model, meliputi: Model
“Pipes-Munjal”, Model “Drew”, Model “Car-Following”, Model Kurva “Bell-Shaped”.
Model Kecepatan-Konsentrasi “Multiregime”, terdiri
dari beberapa model, meliputi: Model “Edie’s”, Model “Under Wood Two-Regime”,
Model “Dick’s”, Model “Fitting Multiregime” (gambar 1).
Studi tentang kapasitas jalan umumnya mengacu pada dua
pendekatan utama, yaitu berdasarkan model hubungan kecepatan-arus lalu-lintas (speed-flow
relationship) pada saat konsentrasi lalu-lintas rendah, dan “headway”
pada saat konsentrasi lalu-lintas tinggi. Lighthill dan Whitham (1964)
mengusulkan penggunaan kurva arus lalu-lintas-konsentrasi untuk menggabungkan
dua pendekatan tersebut. Beberapa fitur penting dari model ini adalah sebagai
berikut:
a. Pada saat konsentrasi adalah nol, maka kemungkinan
tidak ada arus lalu-lintas.
b. Pada saat konsentrasi tinggi, pengamat mungkin juga
tidak dapat mencatat arus lalu-lintas karena arus lalu-lintas berhenti.
c. Dengan demikian, kurva model ini akan berada
diantara dua titik nol dari fungsi arus lalu-lintas.
Lighthill dan Whitham (1964) juga membahas tentang
fenomena gelombang kejut (shockwaves) terkait dengan model arus
lalu-lintas-konsentrasi. Terdapat beberapa model hubungan antara arus
lalu-lintas dan konsentrasi (Daniel L dan Mathew J.H, 1975).
Model Parabolik Arus Lalu-lintas – Konsentrasi, merupakan
model yang dirumuskan oleh Greenshields, sebagai berikut:
q = k u = k ut (1-k / kj)
= u .k – ut k2/ kj …………………………..
(8)
Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan
turunan (diferensial) dari persamaan, dengan penetapan dq/dk = 0,
dan pendefinisian qm (arus lalu-lintas maksimum) = ut
kj / 4 = um kj / 2
; km (konsentrasi maksimum) = kj / 2 dan um
(kecepatan maksimum) = ut / 2.
Model Logaritmik Arus Lalu-lintas – Konsentrasi, merupakan
model yang dirumuskan oleh Greenberg (gambar 2), sebagai berikut:
q = k u = k um ln (kj /
k) …………………………………………………. (9)
Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan
turunan (diferensial) dari persamaan diatas, dengan km =
kj / е ; um = um ; qm
= um kj / e.
Model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi lainnya, meliputi: model
arus lalu-lintas-konsentrasi “Discontinous”, yang merupakan model
yang dikembangkan oleh Edie’s, dan model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi Khusus
(gambar 3).
Model arus lalu-lintas konsentrasi umumnya juga
digunakan dalam mengkaji arus lalu-lintas pada segmen ruas jalan yang menyempit
(bottle-neck), dan untuk pengendalian lalu-lintas pada jalan bebas
hambatan. Berdasarkan model-model kecepatan-konsentrasi (speed-concentration
models) dapat dikembangkan model hubungan antara kecepatan dan arus
lalu-lintas (speed-flow models). Model ini memperlihatkan, pada saat
konsentrasi nol, kecepatan adalah maksimum (free flow speed), dan
terdapat dua titik arus dimana lalu-lintas sama dengan nol, yakni saat
konsentrasi sama dengan nol dan saat konsentrasi maksimum. Adapun diagram hubungan
antara kecepatan dan arus lalu-lintas ada yang berbentuk linier dan ada
yang berbentuk kurva (lihat gambar 4).
Highway Capacity Manual (1985)
menggunakan kurva kecepatan-arus lalu-lintas (speed-flow curves) dan
konsentrasi untuk menetapkan tingkat pelayanan (level of sevices)
lalu-lintas.
C. Model Arus
Lalu-lintas “Hidrodinamik dan Kinematik”
Persamaan kontinuitas
dikembangkan untuk menjelaskan adanya kemungkinan perbedaan perhitungan jumlah
kendaraan antara 2 (dua) titik pengamatan yang berdekatan pada suatu ruas
jalan, dimana diantara 2 (dua) titik pengamatan tersebut tidak ada kemungkinan
pertambahan jumlah kendaraan. Persamaan kontinuitas dirumuskan dengan:
∂q/∂x + ∂k/∂t = 0
……………………………………………………….. (10)
dimana: ∂q, ∂k =
perbedaan hasil pengukuran q (arus) dan k konsentrasi) antara
titik pengamatan 1 dan 2.
∂x, ∂t = jarak dan waktu tempuh
antara titik pengamatan 1 dan 2.
Perilaku lalu-lintas pada suatu ruas jalan yang
menyempit (bottleneck) menyerupai gelombang kejut (shock wave)
dalam aliran air (fluida). Keberadaan dan perilaku gelombang kejut
didemonstrasikan oleh Lighthill dan Witham (1964), tetapi penggunaan analisis
gelombang lalu-lintas tidak terbatas pada gelombang kejut (shock wave).
Lighthill dan Witham (1964) juga mendemonstrasikan beberapa masalah lalu-lintas
yang dapat dianalisa menggunakan asumsi sistem gelombang lalu-lintas. Terdapat
beberapa teknik analisis terkait dengan analisa gelombang lalu-lintas,
sebagaimana yang akan dijelaskan berikut ini.
1. Fundamental dari Gerakan Gelombang Lalu-lintas
Gelombang kejut (shock wave)
didefinisikan sebagai gerakan dari perubahan konsentrasi dan arus lalu-lintas,
dimana dalam model ini kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus
lalu-lintas dan konsentrasi dirumuskan dengan:
uw = (u2 k2 – u1 k1) / (k2 – k1) …………………………………………..
(11)
dimana: uw = kecepatan
pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi
u1,2 =
kecepatan pada area 1 dan 2
k1,2
= konsentrasi pada area 1 dan 2.
Persamaan (2.11) di atas menunjukan bahwa uw
adalah “slope” pada garis penghubung antara titik 1 dan 2 pada
diagram arus lalu-lintas-konsentrasi.
2. Akselerasi Dalam Pengamatan Aliran
Lalu-lintas
Dengan mengacu pada rumus fundamental gerakan
gelombang lalu-lintas dapat dikaji berbagai variasi akselerasi pada aliran
lalu-lintas. Akselerasi lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat yang tidak
bergerak dirumuskan dengan:
∂u/∂t = du/dk . ∂k/∂t = [ –
dw. du/dk ] . ∂k/∂x ………………….. (12)
dimana: du/dt = akselerasi
aliran lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat yang bergerak dalam aliran
lalu-lintas. Akselerasi positif apabila pengamat bergerak menuju area dengan
konsentrasi lebih rendah, dan negatif apabila pengamat bergerak menuju area
dengan konsentrasi lebih tinggi
∂u/∂t = akselerasi aliran
lalu-lintas yang dilihat oleh pengamat dari suatu titik pengamatan tetap.
Kuantitas angka yang ada di dalam kurung dapat diambil
postif, negatif, atau nol.
3. Perilaku Gelombang Kejut Untuk Model
Kecepatan-Konsentrasi Spesifik.
Dengan mengacu pada model kecepatan-konsentrasi “Green
Shield” dapat dirumuskan:
uw = ut
.[ 1 – ( ŋ1 + ŋ2) ]
………………………………………………….. (13)
dimana: uw = Kecepatan pada
garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi dari suatu
pergerakan yang tidak kontinyu.
ut =
kecepatan arus bebas (free flow speed)
ŋ1, ŋ2
= Normalisasi konsentrasi pada dua area dengan konsentrasi yang berbeda.
Normalisasi konsentrasi pada area 1 (ŋ1) = konsentrasi pada
arus bebas dibagi konsentrasi di area 1.
Dalam Kasus Konsentrasi yang hampir Sama
Persamaan menjadi: uw = ut
(1 – 2ŋ) ……………………………………………….. (14)
Gelombang Akibat Terjadiya Aliran Lalu-lintas Terhenti
Persamaan menjadi: uw = ut
[1 – (ŋ1 + 1)] = – ut ŋ1
……………………….....…….. (15)
Gelombang Pada Saat Aliran Lalu-lintas Mulai Bergerak
Persamaan menjadi: ∂k/∂t + uw ∂k/∂x
= 0 …………………………………....………. (16)
Tidak ada komentar:
Posting Komentar