KECEPATAN KEPADATAN, ARUS LALU LINTAS

NAMA             : SITI NUR AMALIA

NPM                : 17-630-024

KECEPATAN KEPADATAN, ARUS LALU LINTAS

2.1.     Parameter Arus Lalu Lintas

Parameter lalu lintas adalah suatu ukuran yang digunakan sebagai tolak ukur dari kegiatan lalu lintas. Arus lalu lintas terjadi karena adanya mobilisasi dari manusia ataupun barang. Hal ini terjadi karena adanya kepentingan kebutuhan dari manusia yang tidak dapat terpenuhi hanya di tempat itu. Mobilitas ini menyebabkan adanya konflik di jalan. Setiap orang menginginkan akses yang baik yang dapat menunjang mobolitasnya. 

Dalam bab ini akan diuraikan parameter yang mempengaruhi lalu lintas itu sendiri, yaitu  arus (flow), kecepatan (speed), dan kerapatan (density).

2.1.1.  Arus (flow)

Arus adalah jumlah kendaraan yang melintas ruas jalan pada waktu tertentu (pendek) dengan membedakan arah dan lajur yang dinyatakan dalam smp/ waktu atau kendaraan/ waktu.

Elemen-elemen Arus Lalu Lintas terdiri dari karakteristik pemakai jalan, yang termasuk di dalamnya yaitu; penglihatan dari seorang pengendara, waktu persepsi dan reaksi serta karakteristik lain yang dimiliki oleh seorang pengendara. Yang kedua adalah kendaraan itu sendiri, yang termasuk di dalamnya yaitu; kendaraan rencana, kinerja percepatan kendaraan, kemampuan mengerem kendaraan, dan persamaan jarak mengerem dan reaksi. Serta yang ketiga adalah jalan menurut klasifikasi dan ciri geometrik jalan itu sendiri.

Karakteristik arus lalu lintas dapat dijabarkan dalam bebagai variasi, diantaranya variasi arus dalam waktu yang meliputi; variasi arus lalu lintas bulanan, variasi arus lalu lintas harian, variasi arus lalu lintas jam-jaman, variasi arus lalu lintas kurang dari satu jam, volume jam perancangan, dan volume perancangan menurut arah. Kemudian variasi arus dalam ruang dan variasi arus terhadap jenis kendaraan.

2.12.   Kecepatan (speed)

Kecepaan didefinisikan sebagai tingkat gerakan di dalam suatu jarak tertentu dalam satu satuan waktu, yang dinyatakan dengan rumus

V = 

Dengan,

V          = kecepatan (km/jam)

d          = Jarak perjalanan (km)

t           = waktu perjalanan (jam)

Dalam suatu pergerakan kecepatan dari setiap kendaraan tidak mungkin akan sama, hal ini disebabkan dari karakteristik pengemudi yang berbeda-beda sehingga arus lalu lintas tidak mempunyai sifat kecepatan yag tunggal akan tetapi dalam bentuk distribusi kecepatan kendaraan individual. Dari distribusi kecepatan kendaraan secara diskrit suatu nilai rata–rata atau tipikal digunakan untuk mengidentifikasikan arus lalu lintas secara menyeluruh.

Terdapat 3 jenis klasifikasi kecepatan yang digunakan yaitu :

a.       Kecepatan setempat (Spot Speed), yaitu kecepatan kendaraan pada suatu saat diukur dari suatu tempat yang ditentukan.

b.      Kecepatan bergerak (Running Speed), yaitu kecepatan kendaraan rata-rata pada suatu jalur pada saat kendaraan bergerak (tidak termasuk waktu berhenti ) yang didapatkan dengan membagi panjang jalur yang ditempuh dengan waktu kendaraan bergerak menempuh jalur tersebut.

c.       Kecepatan perjalanan (Jeourney Speed), yaitu kecepatan efektif kendaraan yang sedang dalam perjalanan antara dua tempat, yang merupakan jarak antara dua tempat dibagi dengan lama waktu bagi kendaraan untuk menyelesaikan perjalanan antara dua tempat tersebut, dengan lama waktu ini mencakup setiap waktu berhenti yang ditimbulkan oleh hambatan lalu lintas.

      Ada dua jenis analisis kecepatan yang dipakai pada studi kecepatan arus lalu-lintas yaitu :

a.       Time mean speed (TMS), yaitu rata-rata kecepatan dari seluruh kendaraan yang melewati suatu titik pada jalan selama periode waktu tertentu.

b.      Space mean speed (SMS), yaitu rata-rata kecepatan kendaraan yang menempati suatu segmen atau bagian jalan pada interval waktu tertentu.

      Perbedaan analisis dari kedua jenis kecepatan di atas adalah bahwa TMS adalah pengukuran titik, sementara SMS pengukuran berkenaan dengan panjang jalan atau lajur.

2.1.3.  Kerapatan

Kerapatan adalah jumlah kendaraan yang menempati suatu panjang jalan atau lajur dalam kendaraan per km atau kendaraan per km per lajur. Nilai kerapatan dihitung berdasarkan nilai kecepatan dan arus, karena sulit diukur dilapangan. Biasanya diperlukan titik ketinggian yang cukup sehingga kendaraan dapat diamati dalam suatu ruas tertentu. Namun demikian kepadatan dapat dihitung dari kecepatan dan volume, yang memunyai bentuk hubungan seperti ditunjukkan pada rumus berikut.

F = S x D

Dengan,

F          = Arus lalu lintas (smp/jam atau kend/jam)

S          = kecepatan tengah berdasarkan ruang (km/jam)

D         = kepadatan (smp/km atau kend/km)

Adapun hubungan antara tiga variable yang sudah dibahas yaitu;

1.      Kecepatan dengan Kerapatan

2.      Arus dengan Kecepatan

3.      Arus dengan Kerapatan

Atau dapat ditunjukan seperti pada gambar dibawah ini.

                  

           

            Dari kurva diatas terlihat bahwa;

                Hubungan antara kecepatan dan kerapatan menunjukan bahwa kecepatan akan menurun apabila kerapatan bertambah, kecepatan arus bebas akan terjadi apabila kerapatan sama dengan nol, dan pada saat kecepatan sama dengan nol maka terjadi kemacetan (jam density)         

                Hubungan mendasar antara arus dan kecepatannya adalah dengan bertambahnya volume lalu lintas maka kecepatan rata-rata ruangannya tercapai. Setelah tercapai arus maksimum maka kecepatan rata-rata ruang dan arus akan berkurang. Jadi kurva ini menggambarkan dua kondisi yang berbeda dimana lengan atas untuk kondisi stabil sedangkan lengan bawah menunjukan kondisi arus padat.

                Hubungan antara arus dan kerapatan memperlihatkan bahwa kerapatan akan bertambah apabila volumenya juga bertambah. Volume maksimum terjadi pada saat kerapatan mencapai titik Dm (kapasitas jalur jalan sudah tercapai). Setelah mencapai titik ini volume akan menurun walaupun kerapatan bertambah sampai terjadi kemacetan di titi Dj.

2.2.     Tingkat Pelayanan

            Tingkat pelayanan (level of service) adalah ukuran kinerja ruas jalan atau simpang jalan yang dihitung berdasarkan tingkat penggunaan jalan, kecepatan, kepadatan dan hambatan yang terjadi. Dalam bentuk matematis tingkat pelayanan jalan ditunjukkan dengan V-C Ratio versus kecepatan (V = volume lalu lintas, C = kapasitas jalan).

2.21 Volume

Volume adalah jumlah kendaraan yang melewati suatu titik atau segmen jalan selama selang waktu tertentu yang dapat diekspresikan dalam tahunan, harian, jam-jaman atau sub jam. Volume lalu-lintas yang diekspresikan dibawah satu jam (sub jam) seperti, 15 menitan dikenal dengan istilah rate of flow atau nilai arus. Untuk mendapatkan nilai arus suatu segmen jalan yang terdiri dari banyak tipe kendaraan maka semua tipe-tipe kendaraan tersebut harus dikonversi ke dalam satuan mobil penumpang (smp). Konversi kendaraan ke dalam smp diperlukan angka faktor ekivalen untuk berbagai jenis kendaraan. Faktor ekivalen mobil penumpang (emp) ditabulasi pada Tabel 1.

Tipe jalan tak terbagi	Arus lalu lintas		Emp
	total dua arah		HV	MC
	(kendaraan/jam)			Lebar jalur lalu-lintas
				< 6m	> 6m
Dua lajur tak-terbagi	0		1.3	0.5	0.4
(2/2 UD)	≥ 1800		1.2	0.35	0.25
Empat lajur tak-terbagi	0		1.3	0.4
(4/2 UD)	≥ 3700		1.2	0.25

Namun demikian pengamatan lalu lintas ini diharapkan selama 24 jam perhari yang biasanya untuk mengetahui terjadinya volume jam puncak (VJP) sepanjang jam kerja baik itu pagi, siang maupun sore. Biasanya volume jam puncak diukur untuk masing – masing arah secara terpisah. VJP digunakan sebagai dasar untuk perancangan jalan raya dan berbagai macam analisis operasional. Jalan raya harus dirancang sedemikian rupa sehingga mampu melayani pada saat lalu lintas konsisi VJP. Untuk analisis operasional, apakah itu terkait dengan pengendalian, keselamatan, kapasitas, maka jalan raya harus mampu mengakomodasi kondisi ketika VJP. Di dalam perancangan VJP kadang – kadang diestimasi dari proyeksi LHR sebagaimana ditunjukkan pada rumus :

VJRD = LHR x K x D

Dengan,

VJRD   = Volume rancangan berdasarkan arah (smp/hari)

LHR     = lalu lintas harian rata – rata (smp/hari)

K          = proporsi lalu lintas harian yang terjadi selama jam puncak

D         = proporsi lalu lintas jam puncak dalam suatu arah tertentu

Menurut McShane dan Roess (1990), dalam kegunaan untuk perancangan nilai K sering dinyatakan dalam bentuk proporsi LHR pada jam puncak tertinggi yang ke 30 selama satu tahun. Volume jam puncak tertinggi yang ke 30 sering digunakan untuk perancangan dan analisis pada jalan raya luar kota, namun demikian untuk jalan perkotaan digunakan volume jam puncak tertinggi yang ke 50. Faktor D lebih bervariasi di mana pembangkit lalu lintas utama pada suatu kawasan untuk kawasan perkotaan misalnya nilai D berkisar antara 0,5 sampai 0,6.

2.22 Kapasitas

Kapasitas adalah arus lalu-lintas maksimum yang dapat dipertahankan (tetap) pada suatu bagian jalan dalam kondisi tertentu (misalnya: rencana geometrik, lingkungan, komposisi lalu-lintas dan sebagainya. Catatan: Biasanya dinyatakan dalarn kend/jam atau smp/jam). Kapasitas harian sebaiknya tidak digunakan sebagai ukuran karena akan bervariasi sesuai dengan faktor-k.

Pengukuran kualitatif yang menyatakan operasional lalu lintas dan pandangannya oleh pengemudi, dibutuhkan untuk memperkirakan tingkat kemacetan pada fasilitas jalan raya. Pengukuran tingkat pelayanan jalan didasarkan pada tingkat pelayanan dan dimaksudkan untuk memperoleh faktor-faktor, yaitu; kecepatan, waktu perjalanan, kebebasan bergerak dan keamanan. Tingkat pelayanan memiliki selang dari A sampai dengan F. tingkat pelayanan A mewakili ondisi operasi pelayanan terbaik dan tingkat pelayanan F mewakili operasi pelayanan terburuk.

2.23.1.           Ukuran Tingkat Pelayanan

Tingkat pelayanan suatu jalan menunjukkan kualitas jalan diukur dari beberapa faktor yaitu :

      Kecepatan dan waktu tempuh

      Kerapatan (density)

      Tundaan (delay)

      Arus lalu lintas dan arus jenuh (saturation flow)

      Derajat kejenuhan (degree of saturation)

2.23.2.           Klasifikasi Tingkat Pelayanan

Berkaitan dengan kecepatan operasi atau fasilitas jalan yang tergantung pada perbandingan antara arus terhadap kapasitas. Dipakai oleh HCM. Tingkat pelayanan ditentukan dalam suatu skala yang terdiri dari enam tingkat pada kisaran A sampai dengan F. Oglesby (1990) menerangkan bahwa kondisi operasi dari berbagai tingkat pelayanan jalan adalah sebagai berikut:

a.       Tingkat pelayanan A (Free Flow)

LOS A mewakili free flow. Pengguna jalan tidak dipengaruhi oleh keberadaan variable lain dalam arus lalu lintas. Kebebasan memilih kecepatan yang diinginkan dan kebebasan bergerak dalam arus lalu lintas yang sangata besar. Tingkat kenyamanan dan keandalan secara umu yang dibutuhkan oleh pengendara atau penumpang sangat baik. Tingkat pelayanan A dapat dikondisikan seperti :

1.      arus bebas dengan volume lalu lintas rendah dan kecepatan tinggi;

2.      kepadatan lalu lintas sangat rendah dengan kecepatan yang dapat dikendalikan oleh pengemudi berdasarkan batasan kecepatan maksimum/minimum dan kondisi fisik jalan;

3.      pengemudi dapat mempertahankan kecepatan yang diinginkannya tanpa atau dengan sedikit tundaan.

b.      Tingkat Pelayanan B (Stable Flow – Rural Road Design)

      LOS B berada dalam selang arus stabil, tetapi keberadaan pengguna laindalam arus lalu lintas mulai terasa. Kebebasan memilih kecepatan yang diinginkan relative terpengaruh, tetapi terdapat sedikit penurunan dalam kebebasan bergerak dalam arus lalu lintas dibandingkan LOS A. tingkat kenyamanan dan keandalan jga agak kurang dari pada LOS  karena keberadaan variable lain dalam arus lalu lintas mulai mempengaruhi keberadaan individu. Tingkat pelayanan A dapat dikondisikan seperti :

1.      arus stabil dengan volume lalu lintas sedang dan kecepatan mulai dibatasi oleh kondisi lalu lintas;

2.      kepadatan lalu lintas rendah hambatan internal lalu lintas belum memengaruhi kecepatan;

3.      pengemudi masih punya cukup kebebasan untuk memilih kecepatannya dan lajur jalan yang digunakan.

c.       Tingkat pelayanan C (Stable Flow – Urban Road Design)

      LOS C berada dalam selang arus stabil, tetapi ditandai dengan awal operasi pengguna individu yang dipengaruhi oleh interaksi lain dalam arus lalu lintas. Pemilihan kecepatan bergerak dalam arus lalu lintas memerlukan kewaspadaan masung –masing pengguna. Tingkat kenyamanan dan keandalan umumnya menurun pada LOS C. Tingkat pelayanan C dapat dikondisikan seperti:

1.      arus stabil tetapi kecepatan dan pergerakan kendaraan dikendalikan oleh volume lalu lintas yang lebih tinggi;

2.      kepadatan lalu lintas sedang karena hambatan internal lalu lintas meningkat;

3.      pengemudi memiliki keterbatasan untuk memilih kecepatan, pindah lajur atau mendahului.

d.      Tingkat pelayanan D (Approach Unstable Flow)

      LOS D mewakili kepadatan tinggi, tetapi arus stabil. Kecepatan dan kebebasan bergerak terbatas secara acak dan pengalaman pengemudi umumnya mewakili tingkat kenyamanan dan keandalan yang buruk. Sedikit penambahan arus lalu lintas umumnya menyebabkan masalah operasional pada LOS D. Tingkat pelayanan D dapat dikondisikan seperti :

1.      arus mendekati tidak stabil dengan volume lalu lintas tinggi dan kecepatan masih ditolerir namun sangat terpengaruh oleh perubahan kondisi arus;

2.      kepadatan lalu lintas sedang namun fluktuasi volume lalu lintas dan hambatan temporer dapat menyebabkan penurunan kecepatan yang besar;

3.      pengemudi memiliki kebebasan yang sangat terbatas dalam menjalankan kendaraan, kenyamanan rendah, tetapi kondisi ini masih dapat ditolerir untuk waktu yang singkat.

e.       Tingkat pelayanan E (Unstable Flow – Some Stops and Starts)

      LOS E mewakili kondisi opera sinal pada atau dekat dengan tingkat kapasitas. Semua kecepatan menurun ke nilai yang kecil, tetapi relative seragam. Kebebasan bergerak dalam lalu lintas sangat sulit dan secara umum untuk melakukan pergerakan kendaraan dilakukan dengan cara memaksa kendaraan lain member jalan untuk pergerakan kendaraan. Tingkat kenyamanan dan keandalan sangat buruk sehingga jumlah pengemudi yang frustasi umumnya tinggi. Operasional LOS E biasanya tidak stabil, karena sedikit peningkatan arus atau gangguan kecil dalam arus menyebabkan gangguan pada arus secara keseluruhan. Tingkat pelayanan E dapat dikondisikan seperti :

1.      arus lebih rendah daripada tingkat pelayanan D dengan volume lalu lintas mendekati kapasitas jalan dan kecepatan sangat rendah;

2.      kepadatan lalu lintas tinggi karena hambatan internal lalu lintas tinggi;

3.      pengemudi mulai merasakan kemacetan-kemacetan durasi pendek.

f.        Tingkat pelayanan F (Forced Flow – Stops, Queues, Jams)

            LOS F digunakan untuk mendefinisikan arus lalu lintas yang dipaksakan atau buruk. Kondisi LOS Fterjadi jika jumlah lalu lintas menuju suatu titik nilai tertentu yang dapat menghentikan arus lalu lintas.

V/C RASIO	Tingkat Pelayanan	Keterangan
	jalan
< 0.60	A	Arus lancar, volume rendah, kecepatan
		tinggi
0.60 - 0.70	B	Arus stabil, kecepatan terbatas, volume
		sesuai untuk jalan luar kota
0.70 - 0.80	C	Arus stabil, kecepatan dipengaruhi oleh
		lalu lintas, volume sesuai untuk jalan kota
0.80 - 0.90	D	mendekati arus tidak stabil, kecepatan
		rendah
0.90 - 1.00	E	Arus tidak stabil, kecepatan rendah,
		volume padat atau mendekati kapasitas
> 1.00	F	Arus yang terhambat, kecepatan rendah,
		volume diatas kapasitas, banyak berhenti

2.3.     Metode Analisis Simpang Bersinyal

Simpang adalah suatu area kritis pada suatu jalan raya yang merupakan titik konflik dan tempat kemacetan karena bertemunya dua ruas jalan atau lebih (Pignataro, 1973). Karena merupakan tempat terjadinya konflik dan kemacetan maka hampir semua simpang terutama di perkotaan membutuhkan pengaturan. Untuk menganalisis simpang bersinyal ada beberapa cara yaitu salah satunya metode akcelik dan sidra.

2.3.1.  Metode akcelik

Metode hasil pengembangan lebih lanjut dari Rahmi Akcelik, sebenarnya didasarkan pada kerangka dasar desain terdahulu (Miller 1968b; Webster and Cobbe 1966). Akcelik mengubah teknik tradisional yang didasarkan atas metode phase-related kepada pendekatan movement-related. Salah satu aspek penting di sini, adalah penggunaan konsep movement lost time, sebagai pengganti phase lost time. Juga penerapan waktu hilang persimpangan (intersection lost time), yang didefinisikan sebagai jumlah waktu hilang pergerakan kritis, mengganti konsep jumlah waktu hilang seluruh fase. Pendekatan baru ini membuat pengertian lebih jelas atas hubungan pergerakan dan karakteristik fase sinyal serta memungkinkan penanganan terhadap sistem sinyal yang kompleks dengan multi-fase.

Menurut Akcelik, setiap antrian yang terpisah (separate queue) yang sedang menuju persimpangan, lalu diklasifikasi berdasarkan arah, penggunaan lajur dan penyediaan hak berjalan melintasi persimpangan, dikategorikan sebagai suatu pergerakan (movement). Dan pengalokasian hak berjalan bagi pergerakan individual ditentukan berdasarkan pengaturan fase sinyal. Pergerakan dari masing-masing pendekat didasarkan atas hak berjalan tersendiri (pengaturan fase) dan alokasi lajur dengan karakteristik penggunaannya. Ini berarti bahwa setiap pergerakan memiliki karakteristik pengaturan sinyal tersendiri, berikut lajur menunggu maupun keluar untuk meninggalkan persimpangan.

2.3.2.  Metode Sidra

Sidra Intersection (sebelumnya disebut Sidra dan aaSIDRA) adalah paket perangkat lunak yang digunakan untuk persimpangan (junction) kapasitas, tingkat layanan dan analisis kinerja oleh lalu lintas desain, operasi dan profesional perencanaan. Pertama kali dirilis pada tahun 1984, telah dalam pembangunan berkelanjutan dalam menanggapi umpan balik pengguna. Sebuah versi dengan kemampuan jaringan pemodelan saat ini sedang dalam pembangunan.

Sidra Persimpangan merupakan alat evaluasi lalu lintas mikro-analitis yang menggunakan jalur-by-jalur dan model kendaraan berkendara siklus. Hal ini dapat digunakan untuk membandingkan pengobatan alternatif yang melibatkan persimpangan bersinyal, bundaran (tanpa lampu), bundaran dengan sinyal metering, dua arah berhenti dan memberikan arah (yield) Kontrol tanda, semua arah (4-way dan 3-way) menghentikan kontrol tanda, penggabungan, single-titik susun perkotaan, segmen jalan bebas hambatan dasar dan bersinyal dan penyeberangan tengah-tengah blok tanpa lampu lalu lintas untuk pejalan kaki.

Di Australia dan Selandia Baru, Sidra temu didukung oleh Austroads. Di Amerika Serikat, Sidra temu diakui oleh US Manual Kapasitas Jalan TRB / FHWA 2010 Panduan Roundabout (NCHRP Laporkan 672) dan berbagai panduan bundaran lokal.

   

3.1.     Kesimpulan

Karakteristik dasar lalu lintas merupakan unsur pembentuk aliran lalu lintas mempunyai pola hubungan yang dapat diuraikan sebagai berikut;

                Hubungan antara kecepatan dan kerapatan menunjukan bahwa kecepatan akan menurun apabila kerapatan bertambah, kecepatan arus bebas akan terjadi apabila kerapatan sama dengan nol, dan pada saat kecepatan sama dengan nol maka terjadi kemacetan (jam density)         

                Hubungan mendasar antara arus dan kecepatannya adalah dengan bertambahnya volume lalu lintas maka kecepatan rata-rata ruangannya tercapai. Setelah tercapai arus maksimum maka kecepatan rata-rata ruang dan arus akan berkurang. Jadi kurva ini menggambarkan dua kondisi yang berbeda dimana lengan atas untuk kondisi stabil sedangkan lengan bawah menunjukan kondisi arus padat.

Hubungan antara arus dan kerapatan memperlihatkan bahwa kerapatan akan bertambah apabila volumenya juga bertambah. Volume maksimum terjadi pada saat kerapatan mencapai titik Dm (kapasitas jalur jalan sudah tercapai). Setelah mencapai titik ini volume akan menurun walaupun kerapatan bertambah sampai terjadi kemacetan di titi Dj.

Hubungan antara volume dan kapasitas yaitu ketika kapasitas semakin besar maka volume yang dapat ditampung akan semakin besar pula. Ketika volume terlalu besar dan kapasitas jalan tidak sanggup untuk menampung jumlah kendaraan maka akan terjadi over load pada jalan dan bisa mengakibatkan terjadinya kemacetan (jam density).

Metode analisis akcelik mengubah teknik tradisional yang didasarkan atas metode phase-related kepada pendekatan movement-related. Salah satu aspek penting adalah penggunaan konsep movement lost time, sebagai pengganti phase lost time. Juga penerapan waktu hilang persimpangan (intersection lost time), yang didefinisikan sebagai jumlah waktu hilang pergerakan kritis, mengganti konsep jumlah waktu hilang seluruh fase. Pendekatan baru ini membuat pengertian lebih jelas atas hubungan pergerakan dan karakteristik fase sinyal serta memungkinkan penanganan terhadap sistem sinyal yang kompleks dengan multi-fase.

Sidra Intersection (sebelumnya disebut Sidra dan aaSIDRA) adalah paket perangkat lunak yang digunakan untuk persimpangan (junction) kapasitas, tingkat layanan dan analisis kinerja oleh lalu lintas desain, operasi dan profesional perencanaan.

Permasalahan lalu lintas adalah perihal yang akan selalu dimintakan upaya untuk pembenahan terhadapnya. Dalam upaya mengatasi masalah lalu lintas tersebut dibutuhkan perencanaan yang matang agar ketika kebijakan atau hasil rencana tersebut diaplikasikan ke dalam kenyataan hal itu benar-benar memberikan manfaat dan solusi atas permasalahan yang terjadi di lapangan.

                       

KARAKTERISTIK LALU LINTAS

NAMA  :  SITI NUR AMALIA

NPM     :  17 – 630 – 024

Karakteristik Lalu-lintas

A.   Pengertian Arus Lalu Lintas

   

      Arus lalu lintas terbentuk dari pergerakan individu pengendara dan pengendara yang melakukan interaksi antara yang satu dengan yang lainnya pada satu ruas jalan dan lingkungannya. Suatu arus lalu lintas secara makroskopik dapat digambarkan tiga parameter utama, yaitu : volume dan arus, kecepatan dan kepadatan.

     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:

u_t = 1/N Σ u_(1-n) ……………………………………………..(3)

     dimana:    

                       u_t = 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:

u_s = D / t …………………………………………………….. (4)

      dimana:    

                       u_s = 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 / u_s ………………………………………………………….(5)

          dimana: 

                        k = Konsentrasi lalu-lintas

                       q = Arus/Volume lalu-lintas

                       u_s = 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 = u_t (1 – k / k_j) ……………………………………………….. (6)

         dimana:

                      u_t =   kecepatan arus bebas (free flow speed) atau kecepatan pada saat volume lalu-lintas sangat rendah.

                      k_j =     konsentrasi pada saat lalu-lintas macet.      

     Model Logaritmik Kecepatan-Konsentrasi, merupakan model yang dikembangkan oleh Greenberg, dan dirumuskan dengan:

        u = u_m ln (k_j / k) ……………………………………………….. (7)

       dimana:

                    u_m =  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.

 

Gambar 1 – Model-model Kecepatan Konsentrasi

    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 u_t (1-k / k_j) = u .k – u_t k²/ k_j ………………………….. (8)

Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan turunan (diferensial) dari persamaan, dengan penetapan dq/dk = 0, dan pendefinisian q_m (arus lalu-lintas maksimum) = u_t k_j / 4 = u_m k_j / 2 ; k_m (konsentrasi maksimum) = k_j / 2 dan u_m (kecepatan maksimum) = u_t / 2.

     Model Logaritmik Arus Lalu-lintas – Konsentrasi, merupakan model yang dirumuskan oleh Greenberg (gambar 2), sebagai berikut:

q = k u = k u_m ln (k_j / k) …………………………………………………. (9)

Untuk kondisi arus lalu-lintas maksimum digunakan turunan (diferensial) dari persamaan diatas, dengan k_m = k_j / е ; u_m = u_m ; q_m = u_m k_j / e.

 

     Gambar 2 – Model Logaritmik Arus Lalu-lintas-Konsentrasi

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).

 

Gambar 3 – Model Arus Lalu-lintas-Konsentrasi “Discontinous”

Gambar 4 – Model Kecepatan-Arus Lalu-lintas

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:

   u_w = (u₂ k₂ – u₁ k₁) / (k₂ – k₁) ………………………………………….. (11)

        dimana:  

                  u_w = kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi

                  u_1,2 =    kecepatan pada area 1 dan 2

                  k_1,2 =    konsentrasi pada area 1 dan 2.

Persamaan (2.11) di atas menunjukan bahwa u_w 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:

      u_w = u_t .[ 1 – ( ŋ₁ + ŋ₂) ] ………………………………………………….. (13)

          dimana:

                       u_w = Kecepatan pada garis batas terjadinya perubahan arus lalu-lintas dan konsentrasi dari suatu pergerakan yang tidak kontinyu.

                       ut     =        kecepatan arus bebas (free flow speed)

                       ŋ_1, 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.