77 Bab VI Hasil Simulasi dan Eksperimen Bab ini mendeskripsikan tentang simulasi dan eksperimen untuk menguji algoritma, metode, dan sistem yang diusulkan. Pembahasan dimulai dari penentuan lingkungan simulasi, analisis dan perancangan jembatan uji skala laboratorium, pembangkitan data-data yang digunakan dalam simulasi, simulasi komputer in-network processing dan metode penjadwalannya, dan ujicoba di jembatan uji skala laboratorium. Di sini hasil eksperimen divalidasi dengan FEA. VI.1 Simulasi di Lingkungan Komputer Untuk memastikan bahwa algoritma in-network processing berjalan dan dievaluasi kinerjanya, perlu dibuatkan kumpulan data-data getaran jembatan yang nantinya disimpan dan dijalankan di emulator simpul sensor. Simulasi di emulator simpul sensor diperlukan untuk memastikan program seperti pendeteksi puncak akselerasi, moving average filter, dan FFT beserta peak pickingnya berjalan baik sebelum diterapkan di jembatan uji atau skala penuh. Sebagaimana diketahui, pengujian sistem langsung di jembatan skala penuh bukanlah pekerjaan yang praktis sehingga perlu dilakukan terlebih dahulu di piranti lunak emulator dan di jembatan uji skala laboratorium. Pada penelitian ini, kumpulan data-data getaran jembatan diperoleh dari pengukuran langsung menggunakan sensor nirkabel di jembatan bentang tunggal underpass Cisomang, Tol Purbaluenyi, Jawa Barat untuk memastikan bahwa sistem mampu memilah truk-truk yang tidak dapat disimulasikan di jembatan uji skala laboratorium karena keterbatasan variasi truk miniatur yang tersedia. Di sini digunakan truk yang dikendalikan jarak jauh berskala 1:14 untuk uji coba di jembatan uji skala laboratorium. VI.1.1 Kumpulan data-data getaran jembatan underpass Cisomang Dataset yang terkumpul melalui simpul-simpul sensor nirkabel perlu divalidasi dengan data yang dibangkitkan melalui FEA. Oleh sebab itu, FEA untuk kasus jembatan underpass Cisomang juga perlu dilakukan. Melalui kerja sama dengan Jasa Marga Purbaluenyi Tol, data properti jembatan tersebut dapat diperoleh. Bab VI Hasil Simulasi dan Eksperimen Bab iininininiii iimmmememendnnnneskripsikan tentang simulasi dan eksperiiriiimememmmmn ununununutuk menguji alalalllgogoogggrririrrtmtmaa,mmetetetetetodododododode,e,e,,,, dan sistem yayayayayangngn diusulkan. PePePePePembmbmbaahaahahaaaasaanandddddimimmmimmuluai dari pepepepepepnnnnentuanlingkukuuuungngngngngaana simmimmmulululululasi,,,anananaaalalalalalisisisisisisiddddddananananannpperrranannannancacacaacaangngngngngannnnnjjememmbabbatatatannnn nnuujujuiskala labbbobobraraatototoririumumum, , ,,peppembmbmbmbmmbaaananangkggkgkgkitititttananananandadaadaatata-ddadaddtaaayaannngngnndddddigigigigigunununununnakaaaanandddddalalalalalamamamamamsssimimimimimululululuaasasasasi,i,i,i,i simulasi kkkokokompmpmpmpmputututututeerrer innnn-nenenenenetwtwtttoooorkkk k kkpprpppoccccceessssisiingddddadnnnnnmeettototoodeeeeepppeeeeenejjajajajadwdwalalananananannnynya,a,a,a,a,dddddanannanananuuuuujijijijijiccoba di jjjejejmbmbmbmbmbmbatatatatatatanananananan ujujujujujujiiiiisksksksksksalalallallalalalalalabbbbobbrarararartotototoorrrrirummmm. DiDiDiDiDiDssssssinnininini iihahahahahahsisisisisillekekkkkspppspeeeeerimmmmenenenenenddddddiviaaalalalaidididddasasasasiiii dedededededngngngngngngananananan FFFFFEEEEAA. VIVI.1111.1SiSiiiimmmmumlalsidiLLiingggkggunnnnngagagagggan KKKoKKoKmpuututtuter UUUUnUnUtututututuk kkmemastikan bahahahahahhwa algoritma in-neetwtwwwtwworkk k kk kprprpocessingbebebeeerjrjjjaaalalaan dan diievevvvevallalalaluauauauauausisikkkinininininneererjajajajajnynynyynynyaaa,aa,pperererererluluuddddibiuatkan kumpmppppuuuuulllalan n nn ddadaddadatatatata-dadadaadadatatttttgegeegegtatatatatatararararaarannnnnnjjejejejemmmbmbmbatan yang nantinnnyayyayayaddddisisisisisiiimipan dan dididiiijjajjajalalaalalalanknknnnaaananan di emulululululattorororororsssisisimpmpuulullusssssenennsososososorr.rSSmimmimmulululululasasasaasaiidi emulator simpmpmpmpmpmululululul sensor diperllukukkkkanananuuuuuntntntntntukuuuu memasssssstitikakakaakaknn nnprprprpprprogogogogogrararararammmmmsesesesepppperti pendddetetetetetekekekekekksiss puncak akakakakakseseeeselllerasi, moviviving averagegeffilltttetrrrrr,,dan FFFFFFFFFFTTT T Tbebebebebeesesesesesertrtrtrtrtaaa aaapepepepepeakakakakkkppicicicicickikngnyaggbeberjrjrjrjrjaalallalaan baik seeeeebbeblum diteerararararappppkppannndddddi i ii i jembatttttananananan ujuiatttauauauauaussssskakakakakallalalalappppppenenenennuuhuhu. SeSeeeSebbbbabgaimana dididididikkekekekektahui, ppppepepngujian sissststtemmmmllanngsgsung diijjjjjjememememmbabababbabtatnskskkalalalalalalaa a aapepepeepepenunnnununuhhhhhhbubbkkkkaknnnnlnah pekerjaaaaaanan yang ppprpprpaktissseeehihihihingnngaaa peeeerrluddiliakkkukukukukukuananannanantttterererrrlelelelelelebibibh hhhh h dadadaddhuhuhhuhulululululudddddi ipiraannntntni iiiiluluuuunank emulatorrrdddadadan di jjeejeembmbbbbatatatananananujujujujujiiiiiskkkkkalalllla llaaboboooorararararatototototoririuumumumum.. .. PaPaPaPaPaddad penelitian ininiiii,, kumpppppulan data-ddddadataaa geeeteetaran jeeeeeembmbmbmbmbmbatatatttananananandidididipepepepprrrororleleeleeh hhhhdadadadadaririipppppenenenenenegukuran nlalangsung mememememmengngngngngguguguguggunananananakakaakakaannnn nseseseseseensnnsnsnsororororornnirrrirrkakakaaaabbebeldi jejejejejembmbmbmmmatatattatananabbbenennenentatataaangngngngngtttunununnnggggggggggggalal underpapaaassssssssssCisomanggg,,ToToToToollll l PuPuPuPuPurbrbrbrbrbalalalalalueueueueueuenynynynynyii,ii,i,JJJJJawawwwwwa aBarat unununununtttututk memememememamamamamasstikikikaaaana babababababahwhhhwa sisistststememem mampupuuu memememmmimlahhhhhtrtrtukukukukuk--trtrtukukkyayayayayangnggggttttttididiidididakakakakakkdddddapat dddididsimulaaaaasisskakakaakakan nnndiddddjjjjeembababababatatatatatannnujiiiiskskkkkalalaallla aaaalalalalalabobobobborararrrrttttottoriiriiuumumkkkkkarararaenennenena akeeeeeteteteteterbrbbrbatatasana variasasiiiiitrrrukukuuu miniaturyananananngg ggg gttersdedia.DiDiisssssinininii ii i dididididiguggggnnananakakakakakan nn nntttrtrtruuuukuk yang dikendalikan jarak jjjaauhhhhhh berskala 1:14 untuk uji coba a adidididididjjjjjjemememememebbaabtannnnuujujujujiiiiiskskkkskskallllla aalaboratorium. VIVIVIVIVI111.1.11.1.1.1KuKuKuKuKuKmpmpullllllanananananadddddataa--dadadadadata gegegegegetttatttrarararaannjejejejejembmbbbbatatatatattanannnnn uunuunuudedddrppasasasassssssssCiCiCCCsomangg DaDaDaDDtataasetyayangngnggggttererererrkukukuukumpmpmpmmpuluuulmmmmelelelelelalalalaluiuiuiuiuii sisisissmpmmululul---sisisissimpmpmpmululul sessesennsnsorororornniririrkakakaaabebebebbellll pepeperlrluu dididididivaliddddadasi dededededengngngngananandddttatatata ayayayangngngdddibibankgkgkkiititkakakn nmememememelalalalalaluluiiiiiiFEFEFEEFEFEAAA. OlOeh sebab itu, FEFEA untuukk k k kakakakaassusus jejejejejeembmbmbmbbatatatatatataananananuuuunddndndnddererererpapapassssssCiCiCiCisosososososmamamamanggngngngjjjjjuguguguguga a pepprlu uuudididididilalalalalakkukkukukkkkkann.MMlellaliiuikkkkkerja sama a aadedededededngan JasaMMMaragaPuPrbbrbblaluenynyii ToTll, dadadtatatapppppprororororopepeppprtrtrttiiiiijejejejejejmbmbatan tersebut dapat diperoleh. 78 Pemodelan dan simulasi FEA jembatan underpass Cisomang Tol Purbaleunyi dilakukan dengan menggunakan aplikasi CSiBridge 2017. Terdapat dua jenis elemen pada model jembatan, yaitu balok girder yang didefinisikan sebagai elemen rangka dan plat beton yang di definisikan sebagai elemen area seperti ditunjukkan pada Gambar VI.1. Gambar VI. 1 Balok girder berupa elemen frame dan area Properti setiap elemen dapat didefinisikan di model FEA. Pada jembatan underpass Cisomang digunakan material beton 41,5 Mpa untuk balok girder, dan beton 30 Mpa untuk plat Beton. Properti material yang digunakan pada model FEA dapat dilihat pada Tabel VI.1. Tabel VI. 1 Properti Material Jembatan Underpass Cisomang Elemen Material Properti Berat Jenis (kg/m 3 ) Modulus Elastisitas (MPa) Mutu (MPa) Poisson’s Ratio Balok girder Beton 2.400 30.277 41,5 0,2 Plat beton Beton 2.400 25.741 30 0,2 Tendon Baja 7.850 200.000 1.860 Setiap elemen frame dan plat selanjutnya disusun sesuai dengan geometri jembatan. Elemen plat terhubung pada struktur balok girder melalui titik simpul dari elemen frame balok girder. Elemen model FEA yang terdiri dari frame dan plat yang sudah disusun ditunjukkan pada Gambar VI.2. Pemodelandansimulasi FEA jembatanunderpassCisomang Tol Purbaleunyi dilakukandenganmenggunakanaplikasiCSiBridge 2017. Terdapat duajenis elemenpadadadadadammmodododododeleeee jembatan, yaitubalok girderyangdidefififiiininnnniiiisiikakakakakkannnnsebagai elemennenrannngngngkkkakakakdadadadddnn pplplplpplatattatatat beton yangdiddefeinisikansebagaiieleemmmemenenennen ararreaeaeaeaea seseseesespepprti ditunjnnjnjnjukkkkkkkakkn pada Gammbbbbabr r VVVIVVV.1. GambarrrVVVVVI. 11 BaBaBaBaBaBlolkgirdddeddrrrrrbberuppaaaaaelelelelelemememememeenenenenffffffrarrararammmememffffffff dan nn n aaararaea Propopoppoerrrrrrtitsetitiiiapaapappelelelelememememememenenenenendapatdidededeeefififififinininininisiisisisikakakkkkndididididimommdel FEFEFEEFEEAA.A.A.APPPPadajembattaaana undndddderpppapapassssCCiCiCiCCsooomamamanggdidididddguuuuuunanakakaaaannnn n mmmamamteteteeeriririririalal bbbbbetetetoon441,5 55MMMMMMpppppaaununununtutututukkkkkkballlllokokok gggiririrdeededeerrr, dadadaaan betononnn33333300MMMMMMppppppaaaaaununnnnunttutututtkkkk k ppppplaaaaat t t BeBeBeBeBeBtooonnn.n.nPPPPPProrroperti material yannnnngg gdididididigugugugugugnananannanakakakakakaknnnnpppapappdddadada mododdddelllll FEA A daddddpapapapaattttttdidididiilililililihahahahahatttttpapapapapdadadadd TTTaaabababeeelllllVIVVIVIVVI.1. TaTaTabebebbebl VIVIVIVIVII.1 PrPrPrPrPoooopoeeerertiti MaMaMaMaMateteeeeririririririalaaaaJJJJeememeembaabababattttan nn n UnUnUUUdededededeerprprprrprpasassssCCiCCCsomamaamamangngngngngng Elemen MaMatetetrial Properti BeratJeeeeJniniiiis s (kg/mm 33333 ))) MModdudududullulululs ElElllElastissisisstataaaas (M(MM(M(M(MPaPaaaaa)) Mutu (MPa)Poisson’s Ratio BaBaBBBBlololololook kggirder Beetotnn 222222.40404000000 300000.27272727272777777 414141414,,,,,,55 0,2 PlPPlPlPlataabbbbbeteeteteonon BBeBeBeBeton 22222...40400400000 25252222.47447474111 303033030 000,22222 TeTenddndddononononon BaBaBaBaBaBjjjaja 7.855500000 20000.00000000000000000 1.860 Setitiiaaapapapaelelleemen ffframamedadn platt seelalanjnjjutututtutnynynynynya a a aaddidisusunsesuaidengangeometettririririri jembbatatttatanananaaan. ElElElElElElemen pllllatt ttehhhrhbbbubbungpaadadadadadaststststsrururuktkturururrrbababababallllolokkkk gigdrdermelaluititik simpmpmpmpmpuululululu darielemenn fframebalokgirder. EllemenennmmmmmododddddelelelelelFFEAEA yang terdiridari framedan plat yang sudahdisusunditunjukkan padaGGambar VI.2. 79 Gambar VI. 2 Model FEA jembatan underpass Cisomang Pembebanan jembatan terdiri dari beban statik yang merupakan berat sendiri jembatan, di dalamnya terdiri dari balok girder dan plat kendaraan, dan beban prestress. Selain beban statik, jembatan juga diberikan beban kendaraan yang bergerak. Perletakan jembatan menggunakan perletakan sendi-rol seperti ditunjukkan pada Gambar VI.3. Gambar VI. 3 Perletakan jembatan Setelah membuat model FEA jembatan, dilakukan analisis statik jembatan. Dari hasil analisis statik dapat diketahui bahwa jembatan mampu menahan beratnya sendiri dengan defleksi 14,85 mm. Jika ditambah gaya prestress, defleksi jembatan menjadi 5,88 mm. Gambar VI.4 menunjukkan simulasi defleksi jembatan jika diberikan beban statik. a b Gambar VI. 4 Defleksi jembatan akibat (a) berat sendiri dan (b) beban prestress GaGaGaGGaGmbbbmbbmbarararararVVVVIII.II. 22222 MMMMModdddedl lFFEFEEFEAAA jemmmmmbababbabatatattatnnnnunununnundedddrppaaasasassssssCiCiCiCiCiisosoooomamamamamanngngngn PPePePembmmbmbmmebebebebebeanananannnanananannajejjejejemmbmbmbmbatatatatttanteerdrddddiriiiidaadaaarriririrbeebebebababababaannnstsatatatatatikikikikyyyanannnngggg g mmmmmeruuuuupapapapakakakakakannnnnbebebebeberararararatttsesesessendndiri jeeejeemmbmbmbmbmatan, , dididididiiddalalalalalalamamamamamnynnnna a a a teterdrddrdrdiriririiriiiiidaddadadariririririri babbbabablolololololkkkkk gigigigigidddrdrdrdererdadddddnnn n nnllplplplatatatataatkkkenennnndadaddraraaaaaaaaannnnn,,dadadadadadnnnnnbebebebeeebabn prresesessstrtreesss....SeSeSlainbebeebbabbbbannnnnnstaaaatatikkkikkk, jejejejejeembmbatananannnjjugagaaaadibbbbebriiiiikanbebabaaabannnnnnkekekekekendndndndndaararararaaaaaannnn nnyang bebebebebergrggggeeererereak.Perletakannnnanjejejejjmbatanmenggunakaannnppepepepprletakansenddddiiiiii---rororolllllseperti diitututututunjnjnjnjnjnjukukukuukan papapapapapdadadadadaGGGGGamammmmbabababaar VIVIVVIV.3. GaGmbmbmbmbbmbararararrVVVVVVI.I 333333 Peeeeerlrrlrlrlrleteteeeakakkkakanananananjjjjjemeebaatataaatann SeSeSeeeeteteeeelalalahhhhhmemeembmbmbmmbuuuauaut ttmomomomomoddddedelllFEFEFEFEFEEAAAA jejmbataanana, dilakukaaaaaannnnananananannalalalalalisissisisisisiisisstststststatatatatatikikkkkjeejejejemmmmbmbatatatatatanannnnn.DaDri hhahhhsisisiiiilllaaanananlaliisisississ ssstststatattatatikikikkikkdadadadaapppapapapt tdiketahuui ii bababababahhwhhajembbbaaataaaannnnmmmmmmamamamamampupupupupumememememmenanaananahahahahahannnbbbebebbratnya sesesesesennnndnnirrriiiiidededddengngngngngananddededdflflfllflflekekkkkksis 144,,,858585mmm.JJikikikkaa a adididtambbbbbahahahaagagagagagayayayayyppppprererereressstrereeeressssssssssss,,dedededededflflflffeksi jjejejejembbatannnnnmmmmemmnjnjnjnjnjadddddiiiii 555,8888888888 mmmm.m.mmGaGGGaGaGambmbmbmbmbararararVVVVVVI.I..44444memeeeenunuununnjnjnjnjnjnjukkkakakakakann nsisimumulasiddefefffeflelelllkkskkski jembatanjjikikkkkkaa aaa ddidididbebriikkan bbebabaaaaan n nnnstststaaatataikikikikik..