Volume 4, No. 3 Maret 2023
p-ISSN 2722-7782 | e-ISSN 2722-5356
PEMODELAN KONDISI PERKERASAN JALAN DENGAN METODE
PROBABILISTIK RANTAI MARKOV
Edison
Pardamean Togatorop, Ahmad Perwira Mulia Tarigan,
Emma Patricia Bangun
Teknik
Sipil, Universitas Sumatera Utara, Indonesia
Email:
[email protected]
Abstrak: ��������
Perkerasan jalan merupakan bagian penting dari infrastruktur transportasi dan memerlukan pemeliharaan yang teratur. Penelitian ini bertujuan untuk memodelkan kondisi perkerasan jalan dengan metode probabilistik
rantai Markov. Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah studi literatur
dan pengambilan data dari survei kondisi perkerasan jalan di lapangan. Analisis data dilakukan dengan menggunakan metode probabilistik rantai Markov, yang
dapat digunakan untuk memodelkan perubahan kondisi perkerasan jalan dari waktu ke
waktu. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode probabilistik rantai Markov dapat digunakan untuk memodelkan perubahan kondisi perkerasan jalan dengan akurasi
yang tinggi. Metode ini juga dapat digunakan untuk membuat prediksi kondisi perkerasan jalan di masa depan dan menentukan waktu yang tepat untuk melakukan
perawatan dan perbaikan. Penelitian ini merekomendasikan penggunaan metode probabilistik rantai Markov sebagai alat untuk memodelkan
kondisi perkerasan jalan dan membuat keputusan perawatan dan perbaikan yang tepat. Dengan demikian, diharapkan dapat meningkatkan efektivitas pengelolaan perkerasan jalan dan memperpanjang umur layanan perkerasan
jalan.
�����������������������������������������������������������������������
Kata Kunci: Preservasi; Prediksi Kondisi Perkerasan; Rantai Markov; SDI.
Abstract:
Road pavements are an
important part of transportation infrastructure and require regular
maintenance. This study aimed to model the condition of road pavement by the
probabilistic method of Markov chains. The method used in this study is a
literature study and data collection from a survey of road pavement conditions
in the field. Data analysis was performed using the Markov chain probabilistic
method, which can be used to model changes in pavement conditions over time.
The results showed that the Markov chain probabilistic method can be used to
model changes in pavement conditions with high accuracy. This method can also
be used to make predictions of future pavement conditions and determine the
right time to perform maintenance and repairs. The study recommends using the
Markov chain probabilistic method as a tool to model pavement conditions and
make appropriate maintenance and repair decisions. Thus, it is expected to
increase the effectiveness of road pavement management and extend the service
life of road pavement.
Keywords: Preservation; Pavement
Condition Prediction; Markov chain; SDI���������
Article History�����������
Diterima��������� :
05 Maret 2023
Direvisi����������� :
Publish������������ :
�����������
PENDAHULUAN
Kerusakan jalan akan mempengaruhi laju dan terganggunya kenyamanan dan keamanan kendaraan yang melintas (Juliansyah
& Rahmi, 2021). Berbagai macam tingkat kondisi
kerusakan jalan akan mempengaruhi biaya pemeliharaan dan perbaikan jalan. Oleh karenanya pendekatan secara empiris diperlukan guna menentukan program pemeliharaan jalan yang efektif dan efisien, sehingga besaran biaya yang dikeluarkan tidak lagi menggunakan harga taksiran, melainkan mengacu pada tingkat kondisi kerusakan sesuai kondisi eksisting jalan.
Salah satu metode pemodelan probabilistik yang tersedia untuk tujuan ini adalah
teknik Markovian, yang merupakan
teknik probabilistik yang telah terbukti sebagai alat yang efektif dalam memprediksi
kinerja perkerasan di masa depan (Abaza
& Ashur, 1998).�
Proses Markov mengasumsikan perubahan kondisi perkerasan bergantung pada kondisi perkerasan saat ini. Sebagai
tambahan prediksi performa perkerasan dengan rantai Markov, tingkat penurunan kondisi perkerasan dan tingkat perbaikan kondisi perkerasan juga dapat diintegrasikan (Abaza et
al., 2004). Pada proses penggunaannya,
model rantai Markov memerlukan
matriks probabilitas transisi (MPT) untuk mendefinsikan perubahan kondisi perkerasan jalan dari satu
kondisi ke kondisi lainnya.
Keuntungan penggunaan
model rantai Markov dalam memprediksi kondisi adalah kemampuan mengatasi ketidakpastian dari konstruksi, lingkungan dan kualitas bahan (Mahani,
2019);(Arimbi,
2015). Selain itu, model Markov memiliki kelebihan dalam hal kemudahannya untuk digunakan pada penyusunan rencana anggaran pemeliharaan setiap tahun dengan
memberikan hasil yang
optimum ditinjau dari segi biaya untuk
jenis pemeliharaan rutin (Cahyaningrum
& Nugroho, 2014). Penggunaan
Model Rantai Markov dalam memprediksi kondisi perkerasan jalan dapat membantu dalam membandingkan kondisi keseluruhan setelah dilakukan tindakan pemeliharaan pada jaringan jalan, sehingga tindakan pemeliharaan dapat dilakukan dengan tepat dan optimal (Surendrakumar
et al., 2013).
Dalam usaha
memperoleh perencanaan
program pemeliharaan yang optimal pada jaringan jalan, pengelola jalan memerlukan informasi perkiraan dari perubahan kondisi perkerasan jalan di waktu mendatang, baik perubahan akibat dilakukan penanganan maupun tidak dilakukannya penanganan terhadap kerusakan perkerasan jalan. Oleh karena itu, suatu metode
yang efektif untuk mengetahui kinerja jalan di masa mendatang sangat dibutuhkan (Nugrahayu &
Retnani, 2015). Salah satu cara untuk mengetahui
kinerja jalan di masa mendatang adalah dengan cara memprediksi
perkembangan kondisi perkerasan jalan guna menentukan preservasi perkerasan jalan yang sesuai dengan kerusakan jalan di masa yang akan dating (Hutauruk et al., 2015). Maksud dari
penelitian ini adalah untuk mengetahui
perubahan kondisi perkerasan jalan di periode lima tahun mendatang dengan menerapkan model rantai Markov berdasarkan jenis usulan tindakan penanganan terhadap kerusakan perkerasan jalan setiap tahunnya
pada wilayah studi Jalan Provinsi
di Kota Medan.
Ada pun penelitian yang serupa dilakukan oleh Sazali (2019), dalam penelitiannya
yang berjudul "Aplikasi
Model Rantai Markov Dalam Pengelolaan Jalan Di Kabupaten
Bangka Barat." dalam penelitiannya
menghasilkan Aplikasi model
rantai Markov pada jaringan
jalan kabupaten untuk periode lima tahun (2018 � 2022) menggunakan nilai MPT dari transisi kondisi jalan tahun 2016 � 2017, dengan asumsi penanganan
kerusakan untuk seluruh jaringan jalan dilakukan setiap tahun tanpa
ada penundaan, menghasilkan gambaran perubahan kondisi perkerasan jalan yang sangat baik, dimana kondisi
Baik (B) mengalami peningkatan setiap tahun, dari 62.9% di tahun 2017 menjadi 96.8% di tahun 2022.
Penelitian ini bertujuan
untuk memodelkan kondisi perkerasan jalan dengan metode
probabilistik rantai Markov.
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah (a) Meningkatkan efisiensi perawatan. (b) Meningkatkan umur layanan perkerasan jalan. (c) Menjaga keselamatan pengguna jalan.
METODE
Gambar 1 Diagram Alur Penelitian
Sumber data histori penanganan jalan tahun 2019/2020 dan data kondisi jalan tahun 2012-2018 diperoleh dari data sekunder dari Unit Pelaksana Teknis Jalan dan Jembatan
(UPT JJ) Medan Dinas Bina Marga dan Bina Konstruksi Kota Medan. Metode untuk memperdiksi kondisi perkerasan jalan tahun 2021 sampai 2025 adalah dengan model Rantai Markov dan analisis regresi linear. Untuk model Rantai Markov, perubahan kondisi perkerasan jalan yang diamati untuk penyusunan
Matriks Probabilitas Transisi (MPT) adalah untuk kondisi perkerasan
jalan tahun 2019 � 2020, dengan kondisi state pada tahun 2020. Prediksi yang dilakukan adalah untuk kondisi perkerasan
jalan tahun 2021 sampai 2025. Validasi prediksi kondisi perkerasan jalan tahun 2021 dari model Rantai Markov divalidasi dengan kondisi perkerasan jalan hasil survei SDI tahun 2021. Selanjutnya dilakukan perbandingan hasil prediksi kondisi perkerasan jalan dengan model Rantai Markov dan model regresi untuk tahun 2021 sampai 2025.
Penelitian ini mengambil lokasi
di Kota Medan, dimana yang menjadi
objek studi adalah beberapa ruas jalan di Kota Medan yang merupakan kewenangan Provinsi Sumatera Utara (Status jalan
Provinsi). Berdasarkan
Surat Keputusan Gubernur Sumatera Utara Nomor 188.44/673/ KPTS/2018 tanggal
08 Juni 2018, tentang Penetapan Ruas Ruas Jalan Menurut Statusnya sebagai Jalan Provinsi, ada sebanyak
171 (seratus tujuh puluh satu) ruas
dengan total panjang jalan provinsi = 3.005,65 Km,
yang tersebar di 33 (tiga puluh tiga) kabupaten
dan kota di Sumatera Utara. Dalam
penelitian ini diambil keseluruhan data 8 (delapan) ruas jalan
provinsi yang ada di Kota
Medan dengan total panjang sebesar = 37,55 Km yang berada di
wilayah kerja Unit Pelaksana
Teknis Jalan dan Jembatan (UPT JJ) Medan Dinas Bina Marga dan Bina Konstruksi, dan disajikan dalam Tabel 1. Peta jaringan jalan provinsi di Kota Medan terdapat pada Gambar 2 dengan garis berwarna kuning menunjukkan jalan provinsi.
Tabel 1
Daftar Ruas Jalan
Provinsi di Kota Medan wilayah kerja Unit Pelaksana Teknis Jalan
dan Jembatan (UPT
JJ) Medan Dinas Bina Marga dan Bina Konstruksi
(Sumber: Surat Keputusan Gubernur
Sumatera Utara Nomor 188.44/673/ KPTS/2018 tanggal 08 Juni 2018)
Gambar 2 Peta Jaringan Jalan Provinsi di Kota
Medan
(Sumber: Surat Keputusan Gubernur
Sumatera Utara Nomor 188.44/673/ KPTS/2018 tanggal 08 Juni 2018)
Data yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: �(a) Data Surface Distress Index (SDI) dipakai sebagai data kondisi jalan pada kondisi sekarang. Data SDI ini diperoleh dari
data sekunder hasil survei pada tahun 2012 - 2020;
(b) Data kondisi eksisting perkerasan jalan, merupakan variabel yang akan digunakan dalam pemodelan, dimana kondisi jalan terbagi menjadi
empat tingkatan, yaitu: Baik, Sedang, Rusak Ringan dan Rusak Berat;
Data usulan penanganan jalan, digunakan untuk mengetahui jenis penanganan yang akan dilaksanakan.
Metode analisis data diawali dengan Markov chain process. Secara
garis besar, ada empat langkah yang dilakukan dalam proses pemodelan ini, yaitu: (a) Penentuan kriteria kondisi; (b) Perhitungan distribusi kondisi awal; (c) Penyusunan matriks probabilitas transisi; (d) Model prediksi kondisi perkerasan.
Kriteria state kondisi ditentukan menjadi empat state kondisi, sesuai dengan jumlah dari
jenis tingkatan kondisi yang ada, yaitu kondisi Baik
(B), Sedang (S), Rusak Ringan
(RR) dan Rusak Berat (RB). State
1 mewakili kondisi terbaiknya, di mana perkerasan jalan berada pada tingkat kondisi Baik (B), sedangkan state
4 mewakili kondisi terburuknya, dimana perkerasan jalan berada pada tingkat kondisi Rusak Berat
(RB). Kriteria state kondisi
perkerasan jalan untuk empat jenis
tingkatan kondisi yang ada, ditampilkan pada Tabel
2.
Tabel 2
Kriteria State
Kondisi Jalan
State Kondisi |
Tingkat Kondisi Ruas Jalan |
1 |
Baik (B) |
2 |
Sedang (S) |
3 |
Rusak Ringan (RR) |
4 |
Rusak Berat (RB) |
Pada penelitian ini,
akhir tahun 2020 dijadikan sebagai tahun dasar (t=0). Dari data kondisi jalan tahun
2020, distribusi kondisi perkerasan dapat dihitung berdasarkan klasifikasi nilai kondisi yang telah ditentukan. Proporsi distribusi diperoleh dengan cara membandingkan
panjang segmen jalan yang berada pada kondisi tertentu dengan panjang total dari ruas jalan
yang ditinjau. Setelah diperoleh nilai distribusi kondisi awal untuk seluruh
state, selanjutnya vektor kondisi awal (a0) dapat disusun sesuai
dengan persamaan 1.
a0 =
(a1, a2, a3
�, an)��
������������������������������������������������� �������..(1)
dimana:
a0 = Distribusi kondisi pada waktu ke-0; yang merupakan vector
awal (at-1)
ai = Nilai kondisi state I pada tahun
kesatu (t = 1)
a2 =
Nilai kondisi state
II pada tahun kedua (t
= 2)
a3 =
Nilai kondisi state
III pada tahun ketiga
(t = 3)
an =
Nilai kondisi state
n pada tahun n (t = n)
Kemudian
MPT disusun berdasarkan
data transisi kondisi jalan dalam satu
tahun operasional penanganan perkerasan jalan (tahun 2020). Kategori yang digunakan adalah dengan penanganan,
artinya terdapat tindakan penanganan terhadap kerusakan jalan, sehingga nilai kondisi perkerasan
dimungkinkan akan berpindah ke keadaan
yang lebih baik setelah satu siklus.
Jenis program penanganan jalan dapat berupa
pemeliharaan rutin, pemeliharaan berkala, rehabilitasi dan rekonstruksi atau peningkatan struktur. MPT yang disusun pada kategori ini berisikan
nilai probabilitas transisi peningkatan.
Dengan diperolehnya
vektor kondisi awal (ao)
dan MPT dari hasil perhitungan, maka terbentuk model rantai Markov. Perhitungan estimasi kondisi perkerasan tahun ke t menggunakan
model prediksi ini dilakukan dengan cara mengalikan vektor kondisi awal dengan MPT, sesuai dengan Persamaan
2.
������������ � ��������������������� ������������������������������������������������� .......(2)
dalam hal ini:
at�������� = distribusi kondisi pada waktu t;
ao������� = distribusi kondisi pada waktu ke-0; yang merupakan vektor awal (at-1);
Pt�������� = MPT yang ditingkatkan dengan kontrol waktu t;
t���������� = waktu
yang berlalu dalam satuan tahun;
Setelah mendapatkan model prediksi rantai Markov, maka aplikasi model untuk memprediksi kondisi perkerasan jalan dimasa mendatang dapat dilakukan. Akan tetapi, sebelum masuk ke tahap
aplikasi prediksi, terlebih dahulu ditentukan jenis usulan penanganan sesuai dengan kategori
yang dibuat, berdasarkan
data kondisi pada tahun dasar (t=0). Penentuan jenis penanganan ini, akan berpengaruh
pada MPT mana yang akan digunakan
dalam perhitungan.
Aplikasi prediksi dilakukan untuk periode lima tahun (2021 � 2025). Nilai kondisi
hasil prediksi tahun pertama (t=1) menjadi masukan dalam perhitungan prediksi untuk tahun kedua (t=2). Prediksi kondisi untuk tahun berikutnya
dilakukan dengan cara yang sama dan dilakukan sampai dengan akhir tahun
kelima (t=5).
Hasil dari prediksi metode Rantai Markov ini selanjutnya dibandingkan dengan hasil dari regresi
linear. Berbeda dengan Rantai Markov, regresi linier memberikan prediksi berdasarkan kondisi jalan pada beberapa tahun sebelumnya. Hasil prediksi regresi ini nantinya akan
memberikan gambaran kesesuaian hasil prediksi Rantai Markov yang telah dilakukan. Pada penelitian ini, regresi linier akan dilakukan menggunakan data kondisi jalan dari
tahun 2012 sampai tahun 2020. Tahap terakhir adalah kesimpulan dan saran, yaitu dari hasil analisis
akan ditarik kesimpulan dan disampaikan saran bagi para peneliti selanjutnya yang akan mengkaji hal sejenis
untuk mendapatkan hasil yang lebih baik.
HASIL DAN
PEMBAHASAN
A. Perhitungan Matriks Probabilitas
Transisi (MPT)
Perhitungan estimasi probabilitas transisi merupakan proses yang tidak begitu rumit apabila
observasi perubahan kondisi masing-masing segmen perkerasan dapat dilakukan (Rifai, 2021). Sebagai contoh, apabila dilakukan pengukuran kondisi perkerasan di tahun 2019 dan kemudian ditahun 2020, maka kita dapat mengestimasi
probabilitas perubahan kondisi perkerasan dari satu state ke state lainnya.
B.
Matriks Probabilitas Transisi
(MPT)
Berdasarkan persentase kondisi permukaan jalan dan kategorisasi jenis penanganannya, maka ruas yang mendapat penanganan pemeliharaan rutin dan pemeliharaan
berkala adalah: (a) Ruas 1, Jl. Sp. A.H. Nasution - Bts. Kota Medan dengan panjang 2700 meter; (b) Ruas 2, Jl. Setia Budi (Sp. Jln. Dr. Mansyur - Sp. Jln. Flamboyan) (Kota Medan) dengan panjang 3800 meter; (c) Ruas 3, Jl. Setia Budi (Sp. Jln. Flamboyan - Sp. Jln. Jamin Ginting) (Kota Medan) dengan panjang 2.300 meter; (d) Ruas 4, Jl. Sp. Ngumban Surbakti - Flamboyan - Sp. Gatot Subroto (Kota Medan) dengan
panjang 10.200 meter; (e) Ruas
8, Jl. K. Rahmat Buddin - Batas Kab.
Deli Serdang dengan panjang
3300 meter.
Dari data transisi kondisi
perkerasan jalan dihitung MPT untuk masing-masing ruas jalan Sebagai
contoh pada ruas jalan 1, untuk kondisi perkerasan baik adalah:
Kondisi perkerasan Baik � Baik
������������������������������� = �= 0,7068
Kondisi perkerasan Baik � Sedang �������������������������� =� = 0,2932
Kondisi perkerasan Baik � Rusak
Ringan ���������������� =
�= 0,000
Kondisi perkerasan Baik � Rusak
Berat ������������������ =
�= 0,000
Perhitungan dengan prinsip yang sama dilakukan untuk perubahan kondisi perkerasan Sedang, Rusak Ringan, dan Rusak berat ke
kondisi perkerasan Baik, Sedang, Rusak Ringan, dan Rusak Berat. Sehingga, MPT untuk penanganan Pemeliharaan Rutin dan Pemeliharaan Berkala pada ruas 1 adalah:
Adapun ruas yang mendapat penanganan Rehabilitasi dan Rekonstruksi adalah: (a) Ruas 5, Jln. Marelan (Sp. Kantor - Bts. Deli Serdang) dengan panjang 6.650 meter; (b) Ruas 6,
Jl. Seruwai (Akses Kawasan Industri Medan - Deli Serdang) dengan
panjang 3.000 meter; (c) Ruas
7, Jln. Marelan (Sp. Jln. Pertempuran - Bts. Medan) dengan panjang 5.400 meter.
MPT untuk penanganan Rehabilitasi dan Rekonstruksi
pada ruas 5 adalah sebagai berikut:
C. Prediksi Kondisi Perkerasan
Jalan dengan Rantai Markov
Pada penelitian ini,
akhir tahun 2020 dijadikan sebagai tahun dasar (t = 0). Dari data kondisi jalan tahun
2019 � 2020, distribusi kondisi
perkerasan dapat dihitung berdasarkan klasifikasi nilai kondisi yang telah ditentukan. Proporsi distribusi diperoleh dengan cara membandingkan
luas segmen jalan yang berada pada kondisi tertentu dengan luas total dari ruas jalan
yang ditinjau. Setelah diperoleh nilai distribusi kondisi awal untuk seluruh
state, selanjutnya vektor
kondisi awal (a0) dapat disusun.
Selanjutnya disusun MPT berdasarkan data transisi kondisi jalan dalam
satu tahun operasional perkerasan jalan (tahun 2019 � 2020). Kategori yang digunakan adalah dengan penanganan,
artinya terdapat tindakan penanganan terhadap kerusakan jalan, sehingga nilai kondisi perkerasan
dimungkinkan akan berpindah ke keadaan
yang lebih baik atau lebih buruk
setelah satu siklus. MPT yang disusun pada kategori ini berisikan
nilai probabilitas transisi peningkatan atau penurunan.
Prediksi kondisi perkerasan
jalan di masa mendatang menggunakan MPT yang telah disusun di atas, dengan persamaan 3.
����������������������������������������������������������������������������������������������������� �.(3)��� ���
dalam hal
ini:
distribusi kondisi di masa mendatang;
distribusi kondisi awal;
MPT per jenis pemeliharaan.
Untuk
Ruas-1: Jl. Sp. A.H. Nasution - Bts.
Kota Medan, Ruas-2: Jl. Setia Budi (Sp. Jln. Dr. Mansyur - Sp. Jln. Flamboyan) (Kota Medan),
Ruas-3: Jl. Setia Budi (Sp[. Jln. Flamboyan
- Sp. Jln. Jamin Ginting )
(Kota Medan), Ruas-4: Jl. Sp. Ngumban Surbakti - Flamboyan - Sp. Gatot Subroto (Kota Medan) dan Ruas-8: Jl. K. Rahmat Buddin � Bts. Kab.
Deli Serdang, hasil prediksi
kondisi perkerasan jalan dipresentasikan dalam grafik batang
yang terlihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Grafik prediksi kondisi perkerasan untuk jalan tahun 2021
� 2025 untuk (a) Ruas-1: Jl. Sp. A.H. Nasution - Bts. Kota
Medan, (b) Ruas-2: Jl. Setia Budi (Sp. Jln. Dr.
Mansyur - Sp. Jln. Flamboyan) (Kota Medan),
(c) Ruas-3: Jl. Setia Budi (Sp. Jln. Flamboyan
- Sp. Jln. Jamin Ginting)� (Kota Medan),
(d) Ruas-4: Jl. Sp.
Ngumban Surbakti - Flamboyan - Sp. Gatot Subroto (Kota Medan),
dan (e)
Ruas-8: Jl. K. Rahmat Buddin � Bts. Kab. Deli Serdang
Untuk
Ruas-5: Jln. Marelan (Sp.
Kantor - Bts. Deli Serdang), Ruas-6: Jl. Seruwai (Akses Kawasan Industri Medan - Deli Serdang), dan Ruas-7: Jl. Marelan (Sp. Jln. Pertempuran - Bts. Medan), data hasil prediksi kondisi perkerasan jalan dipresentasikan dalam grafik batang
seperti terlihat pada
Gambar 4.
Gambar 4 Grafik prediksi kondisi perkerasan untuk
jalan tahun 2021 � 2025 untuk (a) Ruas-5: Jln. Marelan (Sp. Kantor - Bts. Deli
Serdang), (b) �Ruas-6: Jl. Seruwai (Akses Kawasan Industri
Medan - Deli Serdang),
dan (c) Ruas-7: Jl. Marelan (Sp. Jln. Pertempuran � Bts.
Medan)
Secara kumulatif, untuk keseluruhan sebanyak 8 ruas jalan, pola
penanganan jalan dalam periode lima tahun (2021 � 2025) yang dihasilkan
berdasarkan prediksi model Rantai Markov, menghasilkan pola yang cenderung konstan dengan sedikit
peningkatan di beberapa kondisi maupun penurunan di kondisi lainnya. Jenis program penanganan
terus bergeser dari pekerjaan berat menuju pekerjaan
ringan. Hal ini disebabkan oleh adanya tindakan penanganan yang konstan dilakukan setiap tahunnya.
Rekapitulasi hasil prediksi kondisi perkerasan untuk seluruh jaringan
jalan sesuai dengan simulasi program penanganan jalan selama lima tahun (2021 � 2025), diperlihatkan pada Tabel 3 dan dalam bentuk grafik
yang disajikan pada Gambar 5.
Tabel 3
Prediksi kondisi perkerasan jalan 8 ruas jalan di Kota
Medan dari Tahun 2020 sampai 2025 menggunakan model Rantai Markov
(Sumber: Penulis,
2022)
Tabel 3 menunjukkan bahwa dengan konsistennya penanganan yang dilakukan pada
masing-masing ruas jalan provinsi di Kota Medan, pemodelan
untuk jangka waktu 5 (lima) tahun menghasilkan kenaikan kondisi jalan cenderung konstan.
Nilai pada kolom M memperlihatkan
total panjang jalan pada
masing-masing kondisi dalam
satuan meter dengan persentase panjang diperlihatkan pada kolom % (persen).
Gambar 5 Prediksi kondisi perkerasan jalan 8 ruas
jalan di Kota Medan dari tahun 2021 sampai 2025
Grafik
pada Gambar
5 membuktikan bahwa simulasi dalam program penanganan jalan untuk jangka waktu
5 (lima) tahun menghasilkan
kondisi Mantap (B+S) sebesar 98,96%, sedangkan kondisi Tidak Mantap
(RR+RB) terus mengalami penurunan sampai dengan 1,05%. Hal ini menunjukkan bahwa rencana program penanganan jalan dalam pemodelan
ini cukup optimal, dimana pemodelan dilakukan dengan adanya tindakan penanganan untuk seluruh ruas jalan
yang dilakukan setiap tahun dengan konsisten
(Resdiawan, 2015). Penundaan tindakan penanganan jalan baik penanganan rutin, berkala maupun rehabilitasi/rekonstruksi terhadap kerusakan jalan akan memberikan hasil yang kurang baik dari segi
nilai kondisi perkerasan jalan dan nantinya akan membutuhkan
biaya yang besar dalam penanganannya.
D.
Validasi Prediksi Rantai Markov dengan SDI Tahun 2021
Validasi
data prediksi kondisi jalan dengan model rantai Markov dengan dari hasil survei
SDI di tahun 2021 untuk 8 ruas jalan di Kota Medan dilakukan untuk mendapatkan gambaran sejauh mana kecocokan dengan hasil survei
SDI untuk persentase kondisi jalan Baik
(B), Sedang (S), Rusak Ringan
(RR), dan Rusak Berat (RB)
pada masing-masing ruas jalan.
Dari pemodelan
Rantai Markov yang telah dilakukan, selanjutnya akan dilakukan perhitungan keakuratan data hasil survei kondisi
tahun 2021 terhadap hasil prediksi rantai Markov tahun 2021 dengan adanya tindakan
penangan dan perhitungan keakuratan antara hasil survei kondisi
tahun 2021 terhadap hasil prediksi rantai Markov setelah dilakukan penyesuaian (penundaan tindakan penanganan pada ruas 6 dan ruas 7. Perhitungan keakuratan hasil prediksi ini akan
dilakukan dengan menggunakan Mean Absolute Percentage Error (MAPE) dengan persamaan 4.
�����������������������
����������������������������������������������������������������������������������������������� �(4)
di mana:
n adalah
ukuran sampel
Ai� adalah nilai data aktual
Fi adalah nilai
data prediksi
Perhitungan keakuratan akan dilakukan terhadap hasil prediksi kondisi jalan model Rantai Markov pada tahun 2021 dengan data aktual kondisi jalan hasil
survei SDI tahun 2021. Perhitungan MAPE diperlihatkan
pada Tabel 4.
Tabel 4
menunjukkan nilai MAPE untuk mengetahui tingkat keakuratan hasil prediksi model Rantai Markov pada tahun 2021. Diketahui bahwa tingkat keakuratan hasil prediksi model Rantai Markov memberikan hasil prediksi layak (cukup baik)
dengan nilai MAPE 24.70%. Maka,
dari nilai validasi yang ditunjukkan dapat dikatakan bahwa bahwa model tersebut
dapat digunakan untuk memprediksi kondisi mendatang dari setiap ruas perkerasan
dengan tingkat akurasi yang cukup baik. Hal yang sama juga telah ditemukan oleh Susantio (2015) dalam
memprediksi kondisi penampang perkerasan di masa mendatang berdasarkan model
rantai Markov dan indeks kekasaran internasional (IRI). Dengan cara yang sama,
ditemukan bahwa 90% hasil prediksi sesuai dengan kondisi jalan yang ada. Hal
ini menunjukkan bahwa model tersebut dapat digunakan untuk memprediksi kondisi
mendatang dari setiap ruas perkerasan dengan tingkat akurasi yang sangat baik.
Dengan hasil pemodelan ini, hal ini dapat membantu para pengambil keputusan
untuk memprediksi kondisi perkerasan, mengurutkannya, dan mempersiapkan
kebutuhan pemeliharaan dan rehabilitasi pada waktu yang sesuai.
Adapun perbedaan nilai prediksi
masih tetap ada disebabkan karena variabel-variabel lain yang mempengaruhi
kondisi jalan seperti perubahan sistem drainase dan volume lalu lintas tidak
diperhitungkan dalam pemodelan ini (SARI,
2021). Selain
itu, pemodelan dengan Rantai Markov juga dapat memberikan hasil prediksi yang
berbeda yang disebabkan karena
data yang terbatas dalam satu siklus penanganan
jalan (Broto, 2020). Hal ini sesuai
dengan penelitian yang telah dilakukan oleh Arimbi, 2015) dalam memprediksi kondisi perkerasan jalan dengan menggunakan Rantai Markov,
yang menyatakan bahwa keterbatasan data dalam satu siklus kerusakan
mengakibatkan sulit untuk sepenuhnya memisahkan pengaruh kinerja pemeliharaan. Hal ini menjadi salah satu penyebab hasil
prediksi kondisi jalan masih mengandung
beberapa bias.
Tabel 4
Perhitungan MAPE hasil prediksi
Nama Ruas |
Kondisi |
Kondisi
Hasil Survey SDI 2021 |
Hasil Prediksi
Rantai Markov 2021 |
Persentase
Kesalahan Absolut |
JL.
SP. A.H. NASUTION - BTS. (KOTA MEDAN) |
B
(%) |
27.89 |
30.56 |
9.56 |
S
(%) |
72.11 |
69.45 |
3.70 |
|
RR
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
RB
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
JL.
SETIA BUDI (SP. JLN. DR. MANSYUR -SP. JLN. FLAMBOYAN) (KOTA MEDAN) |
B
(%) |
73.68 |
79.71 |
8.18 |
S
(%) |
26.32 |
20.29 |
22.89 |
|
RR
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
RB
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
JL.
SETIA BUDI (SP. JLN. FLAMBOYAN - SP. JLN. JAMIN GINTING) (KOTA MEDAN) |
B
(%) |
21.74 |
13.25 |
39.05 |
S
(%) |
78.26 |
86.75 |
10.85 |
|
RR
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
RB
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
JL.
SP NGUMBAN SURBAKTI - FLAMBOYAN � SP GATOT SUBROTO (KOTA MEDAN) |
B
(%) |
32.21 |
34.30 |
6.47 |
S
(%) |
65.90 |
63.82 |
3.16 |
|
RR
(%) |
1.89 |
0.00 |
100.00 |
|
RB
(%) |
0.00 |
1.89 |
0.00 |
|
JL.
MARELAN (SP KANTOR � BTS D SERDANG) |
B
(%) |
52.45 |
48.79 |
6.97 |
S
(%) |
41.57 |
51.21 |
23.18 |
|
RR
(%) |
2.99 |
0.00 |
100.00 |
|
RB
(%) |
2.99 |
0.00 |
100.00 |
|
JL.
SERUWAI (AKSES KAWASAN INDUSTRI MEDAN - DELI SERDANG) |
B
(%) |
16.00 |
22.17 |
38.57 |
S
(%) |
48.00 |
37.83 |
21.19 |
|
RR
(%) |
8.00 |
8.00 |
0.00 |
|
RB
(%) |
28.00 |
32.00 |
14.29 |
|
JL.
MARELAN (SP. JLN. PERTEMPURAN - BTS.MEDAN) |
B
(%) |
9.72 |
33.50 |
110.04 |
S
(%) |
63.45 |
38.39 |
39.50 |
|
RR
(%) |
19.07 |
20.35 |
6.72 |
|
RB
(%) |
7.76 |
7.76 |
0.00 |
|
JL.
K. RAHMAT BUDDIN - BATAS KAB. DELI SERDANG |
B
(%) |
20.00 |
39.88 |
99.38 |
S
(%) |
74.29 |
54.41 |
26.76 |
|
RR
(%) |
0.00 |
0.00 |
0.00 |
|
RB
(%) |
5.71 |
5.71 |
0.00 |
|
MAPE |
24.70 |
KESIMPULAN
Dari hasil pengolahan
dan analisis yang telah dilakukan pada bab-bab sebelumnya, dapat disimpulkan bahwa perbandingan prediksi Markov dan hasil SDI untuk luas kondisi jalan
yang melibatkan tindakan pemeliharaan adalah cukup baik. Meskipun
ada perbedaan/penyimpangan luas, namun kedua hasil
sama-sama memprediksi bahwa tindakan penanganan yang diperlukan adalah pemeliharaan rutin pada ruas 1, 2, 3, 4, dan 8
serta rehabilitasi/rekonstruksi pada ruas 5, 6, dan
7. Tingkat keakuratan hasil
prediksi model Rantai
Markov di tahun 2021 memberikan
hasil prediksi yang layak (cukup baik)
dengan nilai MAPE sebesar 24.70%.
Abaza,
K. A., & Ashur, S. A. (1998). Optimum decision policy for management of
pavement maintenance and rehabilitation. Transportation Research Record,
1655, 8�15. https://doi.org/10.3141/1655-02
Abaza,
K. A., Ashur, S. A., & Al-Khatib, I. A. (2004). Integrated pavement
management system with a Markovian prediction model. Journal of
Transportation Engineering, 130(1), 24�33.
https://doi.org/10.1061/(ASCE)0733-947X(2004)130:1(24)
Arimbi,
G. (2015). Network-Level Pavement Performance Prediction Modelling with
Markov Chains (Predicting the Condition of Road Network For Rijkswaterstaat).
103.
Broto,
A. B. (2020). Model Prediksi Kesehatan Struktur Jembatan Berbasis Jaringan
Bayesian.
Cahyaningrum,
E. K., & Nugroho, A. S. B. (2014). Pemodelan estimasi kerusakan
perkerasan jalan (studi kasus ruas jalan nasional di wilayah kerja PPK 3,
Satker PJN Wilayah Provinsi DIY). Universitas Gadjah Mada.
Hutauruk,
A. G., INFRASTRUKTUR, B. K. M. A., & HUTAURUK, A. G. (2015). Analisis
Prediksi Kondisi Perkerasan Jalan Menggunakan Pendekatan HDM-4 Untuk Penanganan
Jalan (Studi Kasus: Ruas Jalan Nasional Bts. Kota Gresik-Sadang). Jurusan
Teknik Sipil, Fakultas Teknik Sipil Dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh
Nopember, Surabaya.
Juliansyah,
R., & Rahmi, Y. (2021). Analisa Faktor Kerusakan Ruas Jalan (Studi Kasus
Ruas Jalan Beutong Ateuh-Takengon Kab. Nagan Raya. Syntax Literate; Jurnal
Ilmiah Indonesia, 6(2), 948�956.
Mahani,
S. A. E. (2019). Modul studi kelayakan bisnis. Program Studi Manajemen
Fakultas Ekonomi dan Bisnis Universitas Islam Bandung.
Nugrahayu,
E. R., & Retnani, E. D. (2015). Penerapan Metode Balanced Scorecard Sebagai
Tolok Ukur Pengukuran Kinerja Perusahaan. Jurnal Ilmu Dan Riset Akuntansi
(JIRA), 4(10).
Resdiawan,
W. (2015). Model Penentuan Prioritas Penanganan Jalan Kabupaten Berdasarkan
Analisis Hirarki Proses. Jurnal Rekayasa Teknologi Nusa Putra, 1(2),
44�54.
Rifai,
A. I. (2021). Manajemen Perkerasan: Implementasi Data Mining &
Artificial Intelligence. Nas Media Pustaka.
SARI, A.
N. (2021). Model Prediksi Kondisi Perkerasan Jalan Dengan Metode Dynamic
Bayesian Network (Studi Kasus Ruas Jalan Batas Kota Caruban�Batas Kabupaten
Nganjuk).
Sazali,
A., Setiadji, B. H., & Haryadi, B. (2019). Aplikasi Model Rantai Markov
Dalam Pengelolaan Jalan Di Kabupaten Bangka Barat. Rekayasa, 12(2),
141�150.
Surendrakumar,
K., Prashant, N., & Mayuresh, P. (2013). Application Of Markovian
Probabilistic Process To Develop A Decision Support System For Pavement
Maintenance Management. International Journal of Scientific & Technology
Research, 2(8), 295�303.
Susantio,
L. (2015). Pemilihan Metode Penilaian Kondisi Jalan Yang Mendekati Perkiraan
Kondisi Jalan Saat Pemeliharaan. Surabaya: ITS.
Edison Pardamean Togatorop,
Ahmad Perwira Mulia Tarigan, Emma Patricia Bangun (2023) |
First publication right: |
This article is licensed under: |