penerapan konsep jaringan syaraf tiruapn untuk … · tahapan penting dalam penyusunan pola operasi...

12
PENERAPAN KONSEP JARINGAN SYARAF TIRUApN UNTUK PERAMALAN ALIRAN INFLOW PADA WADUK SELOREJO DAN WADUK LAHOR DI KABUPATEN MALANG TUGAS AKHIR Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan Akademik Dalam Menyelesaikan Program Sarjana Teknik Disusun Oleh : SUKAMTO 20102034312177 UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG JURUSAN TEKNIK SIPIL 2012

Upload: lamdat

Post on 11-Apr-2019

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

PENERAPAN KONSEP JARINGAN SYARAF TIRUApN UNTUK PERAMALAN

ALIRAN INFLOW PADA WADUK SELOREJO DAN WADUK LAHOR DI

KABUPATEN MALANG

TUGAS AKHIR

Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang

Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan

Akademik Dalam Menyelesaikan

Program Sarjana Teknik

Disusun Oleh :

SUKAMTO

20102034312177

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

JURUSAN TEKNIK SIPIL

2012

i.

LEMBAR PERSETUJUAN

Tugas Akhir Dengan Judul

“ Penerapan Konsep Jaringan Syaraf Tiruan Untuk Peramalan Aliran

Inflow Pada Waduk Selorejo Dan Lahor Di Kabuparen Malang”

Di Susun Oleh :

SUKAMTO

20102034312177

Tugas Akhir ini telah diperiksa dan disetujui untuk diujikan.

Disetujui dan disahkan oleh :

Malang, Januari 2012

Pembimbing II

Zamzami Septiropa, ST, MT

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Khoirul Abadi, M.T

Pembimbing I

Ir. Sulianto M.T

ii.

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : Penerapan Konsep Jaringan Syaraf Tiruan Untuk Peramalan Aliran

Inflow Pada Waduk Selorejo Dan Lahor Di Kabuparen Malang.

Nama : Sukamto

Nim : 20102034312177

Pada hari Sabtu, 03 Februari 2012 telah diujikan oleh Tim Penguji :

1. Ir. H. E. Meiyanto, MT Dosen Penguji I :

2. Ir. Ernawan Setyono, MT Dosen Penguji II :

Disetujui :

Pembimbing I

Ir. Sulianto M.T

Pembimbing II

Zamzami Septiropa, ST, MT

Mengetahui,

Ketua Jurusan Teknik Sipil

Ir. Khoirul Abadi, MT

iii.

SURAT PERNYATAAN

Yang bertanda tangan di bawah ini :

Nama : Sukamto

NIM : 20102034312177

Jurusan : Sipil

Fakultas : Teknik

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG

Dengan ini menyatakan dengan sebanar-benarnya bahwa :

1. Tugas Akhir dengan judul :

PENERAPAN KONSEP JARINGAN SYARAF TIRUAN UNTUK

PERAMALAN ALIRAN INFLOW PADA WADUK SELOREJO

DAN LAHOR DI KABUPAREN MALANG

Adalah hasil karya saya, dan dalam naskah lain tidak terdapat karya ilmiah

yang pernah diajukan orang lain untuk memperoleh gelar akademik di

suatu perguruan tinggi dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah

ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian ataupun keseluruhan,

kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam

sumber kutipan dan daftar pustaka.

2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat

unsur-unsur PLAGIASI, saya bersedia TUGAS AKHIR ini

DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA

PEROLEH DIBATALKAN, serta diproses sesuai dengan ketentuan

hukum yang berlaku.

3. Tugas akhir ini dapat dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK

BEBAS ROYALTY NON EKSLUSIF.

Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya untuk dipergunakan

sebagaimana mestinya.

Malang, 5 Maret 2012

Yang menyatakan,

Sukamto

iv.

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum. Wr. Wb

Puji syukur Alhamdulillah atas kehadirat Allah SWT yang telah

memberikan limpahan nikmat, serta hidayahnya tak lupa sholawat serta salam

pada junjungan kita Nabi Muhammad SAW sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir ini dengan judul Penerapan Konsep Jaringan Syaraf

Tiruan Untuk Peramalan Aliran Inflow Pada Waduk Selorejo Dan Lahor Di

Kabuparen Malang ini dapat terselesaikan.

Tugas Akhir ini dilaksanakan untuk memenuhi salah satu syarat

memperoleh gelar Sarjana Teknik Sipil di Universitas Muhammadiyah Malang.

Adapun penyusunan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan semua pihak, baik

secara moril maupun materiel. Pada kesempatan ini dengan kerendahan hati

penulis mengucapkan terima kasih sebesar – besarnya kepada :

1. Kedua Orang Tua penulis yang selalu mendoakan lahir dan bathin dan

memberikan dorongan, motifasi serta semangat.

2. Bapak Ir. Sudarman. MT, selaku Dekan Fakultas Teknik

3. Bapak Ir. Khoirul Abadi, MT, selaku Ketua Jurusan Teknik Sipil.

4. Bapak Ir. Sulianto, MT, selaku Dosen Pembimbing I

5. Bapak Zamzami Septiropa ST, MT, selaku Dosen Pembimbing II

6. Bapak Ir. Alik Ansyori A, MT, selaku Wali Dosen 2004 B

7. Papa dan Mama Nurjoko, yang senantiasa memberikan dukungan yang

tiada henti beserta doanya.

v.

8. Mamam dan My Little Princess Athaya, yang selalu menjadi motivator

terbesar dalam hidup.

9. Mba Dya dan Mas Ferry, yang selalu menyemangati dengan petuah

bijaknya.

10. Serta semua pihak yang tidak dapat penulis sebut namanya yang telah

banyak membantu penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir ini.

Terima kasih atas bimbingan, saran dan petunjuk serta masukan yang

diberikan sehingga Tugas Akhir ini dapat diselesaikan sesuai waktu yang

diharapkan.

Besar harapan semoga Tugas Akhir yang penulis susun dapat bermanfaat

dan menambah pengetahuan yang luas bagi pembacanya. Amin.

Wassalamu’alaikum. Wr. Wb

Malang, 5 Maret 2012

Sukamto

vi.

ABSTRAKSI

Sukamto, 2012. Judul : Penerapan konsep Jaringan Syaraf Tiruan Untuk Peramalan

Aliran Inflow Pada Waduk Selorejo Dan Lahor Di Kabupaten Malang. Tugas Akhir, Jurusan Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Muhammadiyah Malang,

Pembimbing : (1). Ir. Sulianto M.T; (2). Zamzami Septiropa, ST, MT.

Peramalan (forecasting) terhadap besarnya debit inflow merupakan

tahapan penting dalam penyusunan pola operasi bangunan air baik yang berfungsi

untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA) maupun untuk fungsi yang lain. Pada

PLTA kesalahan prediksi terhadap besaran debit inflow yang akan terjadi pada

siklus oprasional kedepan dapat menyebabkan tidak maksimalnya fungsi

bangunan tersebut dalam memproduksi tenaga listrik. Teknik peramalan debit

sederhana yang banyak diterapkan pada saat ini adalah dengan menganggap

bahwa debit aliran sungai pada periode mendatang akan sama dengan debit yang

diukur pada periode ini. Cara tersebut terbukti memberikan hasil yang kurang

memuaskan. Berbagai upaya untuk memperbaiki model tersebut telah banyak

dilakukan diantaranya dengan penerapan model – model stokastik seperti Model

Markov, Thomas Fiering atau masih banyak yang lainnya. Pada kebanyakan studi

dan penelitian terdahulu menunjukkan bahwa metode tersebut juga belum optimal

oleh karena dinilai kurang “applicable” akibat sifatnya yang masih teoritis dan

proses perhitungannya cukup rumit untuk setiapkali melakukan peramalan.

Seiring dengan perkembangan dunia komputer yang demikian pesat,

model berbasis kecerdasan buatan (Artificial Intelegentia) menjadi popular dan

seringkali menjadi pilihan untuk menyelesaikan masalah peramalan. Penelitian ini

merupakan salah satu upaya memberikan alternatif solusi terhadap masalah

peramalan debit pada satu tahun kedepan dengan memanfaatkan salah satu model

yang berbasis Artificial Intelegentia (AI), yaitu Jaringan Syaraf Tiruan (JST). JST

telah dicoba untuk diterapkan pada bidang hidrologi terutama untuk penelusuran

banjir, transformasi data hujan menjadi data debit dan peramalan pasang surut

muka air laut dengan hasil yang cukup memuaskan. Dalam analisanya

pembentukan model matematis yang didasarkan pada data training harus

dilakukan dalam proses perhitungan yang rumit dan membutuhkan waktu yang

lama, namun setelah model terbentuk proses peramalan debit pada periode

mendatang dapat dianalisa lebih mudah dan cepat. Dengan demikian hasil yang

diperoleh dapat lebih bersifat “applicable” dan pada akhirnya diharapkan dapat

mendukung upaya peningkatan nilai manfaat ekonomis dari bangunan – bangunan

yang ada.

Kata Kunci : data, debit, ekstrapolasi, jst

vii.

DAFTAR ISI

LEMBAR PERSETUJUAN .................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ..................................................................... ii

SURAT PERNYATAAN ......................................................................... iii

KATA PENGANTAR ............................................................................. iv

ABSTRAKSI ............................................................................................ vi

DAFTAR ISI ............................................................................................. vii

DAFTAR TABEL .................................................................................... ix

DAFTAR GAMBAR ................................................................................ x

DAFTAR GRAFIK .................................................................................. xi

BAB I PENDAHULUAN ....................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................. 3

1.3 Maksud Penelitian ............................................................. 3

1.4 Tujuan Penelitian ............................................................... 4

1.5 Batasan Masalah................................................................. 4

1.6 Manfaat Penelitian ............................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ............................................................ 6

2.1 Pengertian Umum............................................................... 6

2.2 Peramalan Debit ................................................................. 8

2.3 Konsep Model Tree ............................................................ 9

2.4 Model Tree Untuk Ekstrapolasi Data Debit ....................... 11

2.5 Regresi Non Linier Berganda............................................. 13

2.6 Ukuran Tingkat Kesesuaian Model .................................... 15

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................ 16

3.1 Tahapan Kegiatan Penelitian .............................................. 16

3.2 Pengumpulan Data ............................................................. 16

3.3 Pemeriksaan Data ................................................................ 16

3.4 Analisa Data ........................................................................ 17

3.5 Diagram Alur ....................................................................... 20

viii.

BAB IV ANALISIS DATA DAN PEMBAHASAN ............................. 21

4.1 Data Teknis ....................................................................... 21

4.1.1 Data Teknis Waduk Selorejo ............................................ 21

4.1.2 Data Teknis Waduk Lahor ................................................. 21

4.2 Kondisi Waduk .................................................................. 22

4.2.1 Waduk Selorejo .................................................................. 22

4.2.2 Waduk Lahor ...................................................................... 24

4.3 Data Debit Historik Inflow ................................................ 25

4.4 Transformasi Data .............................................................. 30

4.5 Analisa Korelasi ................................................................. 35

4.6 Running Dengan Program WEKA ..................................... 38

4.7 Bentuk Model Tree Yang Dihasilkan ................................ 51

4.8 Pengujian Model ................................................................ 51

4.8.1 Uji Terhadap Data Training .............................................. 51

4.8.2 Uji Terhadap Data Testing ................................................ 54

BAB V PENUTUP .................................................................................. 58

5.1 Kesimpulan ......................................................................... 58

5.2 Saran ................................................................................... 58

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................... 59

LAMPIRAN

ix.

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1 Debit Inflow Rata-rata Waduk Selorejo ................................... 25

Tabel 4.2 Debit Inflow Rata-rata Waduk Lahor ...................................... 26

Tabel 4.3 Data Debit Inflow Waduk Selorejo Periode 10 Harian ........... 28

Tabel 4.4 Data Debit Inflow Waduk Lahor Periode 10 Harian ............... 29

Tabel 4.5 Debit Inflow Rata-Rata Logaritmik Waduk Selorejo ............. 30

Tabel 4.6 Debit Inflow Rata-Rata Logaritmik Waduk Lahor ................. 31

Tabel 4.7 Data Debit Inflow Waduk Selorejo Skala Logaritmik ............ 33

Tabel 4.8 Data Debit Inflow Waduk Lahor Skala Logaritmik ................. 34

Tabel 4.9 Analisa Korelasi Waduk Selorejo digeser Bulanan ................ 35

Tabel 4.10 Analisa Korelasi Waduk Selorejo digeser Tahunan................. 36

Tabel 4.11 Analisa Korelasi Waduk Lahor digeser Bulanan .................... 37

Tabel 4.12 Analisa Korelasi Waduk Lahor digeser Tahunan .................... 37

Tabel 4.13 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor

Waduk Selorejo digeser Bulanan ............................................. 38

Tabel 4.14 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor

Waduk Selorejo digeser Tahunan ............................................ 39

Tabel 4.15 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor

Waduk Lahor digeser Bulanan ................................................. 39

Tabel 4.16 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor

Waduk Lahor digeser Tahunan ................................................ 39

Tabel 4.17 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor 2.0

Waduk Lahor Periode Bulanan ............................................. .. 40

Tabel 4.18 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor 2.0

Waduk Lahor Periode Tahuanan ............................................. 42

Tabel 4.19 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor 2.0

Waduk Selorejo Periode Bulanan ............................................. 43

Tabel 4.20 Hasil Running Program WEKA dengan Pruning Factor 1.0

Waduk Lahor Periode Tahunan ............................................. . 45

Tabel 4.21 Rekapitulasi Data Debit Amatan Pada Waduk Lahor ............ 55

Tabel 4.22 Rekapitulasi Data Debit Amatan Pada Waduk Selorejo .......... 56

x.

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Diagram Pohon ..................................................................... 9

Gambar 2.2 Contoh Tingkatan Pohon Dalam Model Tree ....................... 11

Gambar 3.1 Peta Lokasi Waduk Lahor Dan Waduk Selorejo .................. 19

Gambar 3.2 Alur Proses Analisa Data ...................................................... 20

Gambar 4.1 Sarana Outlet Waduk Selorejo ............................................. 23

Gambar 4.2 Kondisi Waduk Selorejo ....................................................... 23

Gambar 4.3 Kondisi Waduk Lahor ........................................................... 24

Gambar 4.4 Kondisi Waduk Lahor ........................................................... 24

Gambar 4.5 Flowchart Model yang dihasilkan Pada Waduk Lahor

Bulanan ................................................................................. 47

Gambar 4.6 Flowchart Model yang dihasilkan Pada Waduk Lahor

Bulanan ................................................................................. 48

Gambar 4.7 Flowchart Model yang dihasilkan Pada Waduk Lahor

Bulanan ................................................................................. 49

Gambar 4.8 Flowchart Model yang dihasilkan Pada Waduk Lahor

Bulanan ................................................................................. 50

xi.

DAFTAR GRAFIK

Grafik 4.1 Hidrograf Data Debit Inflow Waduk Selorejo Th. 1992 –

Th. 2007 ................................................................................ 26

Grafik 4.2 Hidrograf Data Debit Inflow Waduk Lahor Th. 1992 – Th.

2007 ....................................................................................... 27

Grafik 4.3 Hidrograf Data Debit Inflow Logaritmik Waduk Selorejo

Th. 1992 sampai Th. 2007..................................................... 31

Grafik 4.4 Hidrograf Data Debit Inflow Logaritmik Waduk Lahor Th.

1992 sampai Th. 2007 ........................................................... 32

Grafik 4.5 Perbandingan Hidrograf Skala Logaritmik Data Training

dan Data Hasil Model di Waduk Lahor Th. 1992-Th. 2006

digeser Bulanan ..................................................................... 51

Grafik 4.6 Perbandingan Hidrograf Skala Logaritmik Data Training

dan Data Hasil Model di Waduk Lahor Th. 1992-Th. 2006

digeser Tahunan .................................................................... 52

Grafik 4.7 Perbandingan Hidrograf Skala Logaritmik Data Training

dan Data Hasil Model di Waduk Selorejo Th. 1992-Th.

2006 digeser Bulanan ............................................................ 53

Grafik 4.8 Perbandingan Hidrograf Skala Logaritmik Data Training

dan Data Hasil Model di Waduk Selorejo Th. 1992-Th.

2006 digeser Tahunan ........................................................... 53

Grafik 4.9 Perbandingan Antara Data Testing dan Data Training Pada

Waduk Lahor ......................................................................... 57

Grafik 4.10 Perbandingan Antara Data Testing dan Data Training Pada

Waduk Selorejo ..................................................................... 57