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