Tutorial Analisis Orientasi Landas Pacu (Runway) Menggunakan Diagram Mawar Angin (Wind Rose)

Arah landas pacu pada sebuah bandara bisa ditentukan melalui analisis vektor grafis (graphical vector analysis) yang disebut dengan diagram mawar angin atau wind rose. Diagram ini dibuat dalam bentuk lingkaran konsentris (concentric circle) yang kemudian dipotong oleh garis-garis yang diputar setiap 10 derajat melalui titik tengah diagram sebagai porosnya. Garis-garis yang memotong diagram ini akan kita sebut dengan nama radial lines. Jadi, dalam metode analisis ini terdapat dua komponen yang perlu dibuat yakni concentric circle diagram dan radial lines.

1-windrose

Gambar 1 – Wind rose concentic circle diagram (kiri) dan radial lines (kanan). (Sumber: Horenjeff)

Alat dan Bahan

Hal yang diperlukan untuk melakukan analisis orientasi landas pacu bandar udara menggunakan diagram mawar angin diantaranya:

  1. Data frekuensi angin yang telah disortir dalam bentuk tabel berdasarkan kelas interval nilai kecepatan angin (dalam satuan mph atau knot) dan arahnya (16 penjuru arah mata angin) seperti contoh berikut.

    2-windrose

    Gambar 2 –  Tabel data angin.

  2. Program aplikasi komputer yang bisa digunakan untuk menggambar 2D dengan skala dan juga bisa digunakan untuk menghitung luasan bentuk geometri yang digambar. Bisa digunakan aplikasi CAD seperti AutoCAD, LibreCAD, QCad, dan lain sebagainya.
  3. Program aplikasi hitung dengan spreadsheet. Bisa menggunakan LibreOffice Calc atau Microsoft Excel.

Langkah Pengerjaan

1. Membuat Concentric Circle Diagram

Hal pertama yang harus dilakukan adalah membuat diagram lingkaran konsentris seperti Gambar 3 di bawah. Garis-garis lingkaran haruslah digambar dengan skala, karena setiap garis menginterpretasikan besaran kecepatan angin. Titik acuan dalam menggambar adalah titik pusat lingkaran. Dengan mengacu pada tabel data angin pada Gambar 2 sebagai contoh, maka pusat lingkaran adalah nol, garis lingkaran paling dalam (warna kuning) merupakan skala 4 mph, digambar dengan radius 4 unit. Garis lingkaran kedua (warna merah) merupakan skala 15 mph, dan seterusnya sampai lingkaran ungu. Nilai ini berdasarkan batas interval kecepatan angin pada tabel data angin. Sehingga daerah antara garis lingkaran merah dengan hijau pada arah utara (N) merupakan tempat untuk mencatat persentase angin yang bertiup ke arah utara dengan kelas interval kecepatan 15-31 mph, yakni 2,4 persen (lihat Gambar 3). Isikan semua nilai persentase pada tabel ke dalam diagram lingkaran konsentris ini sesuai arah dan kelas intervalnya.

4-windrose

Gambar 3 – Menempatkan data angin pada diagram wind rose.

Apabila sudah memiliki gambar diagram mawar angin ini dalam bentuk berkas yang bisa dibaca dan disunting di aplikasi CAD, Anda hanya perlu mengganti data persentase yang ada kemudian mengukur jarak garis-garis lingkaran, diukur dari pusat lingkaran. Hal ini perlu dilakukan agar diketahui skala yang digunakan. Hitung dan catat skala garis-garis tersebut.

2. Membuat Radial Lines

Radial lines digunakan untuk memotong daerah-daerah berisi data persentase atau frekuensi angin yang dikelompokkan sesuai arah dan kelas interval nilai kecepatannya. Dimensi persegi panjang radial lines ditentukan berdasarkan nilai angin silang (cross wind) yang diizinkan sesuai ketentuan dari ICAO (baca materi ringkasnya disini). Sebagai contoh digunakan 23 mph (20 knot), maka lebar persegi diukur dari garis tengahnya adalah 23 unit disesuaikan dengan skala ketika menggambar diagram wind rose pada tahap pertama. Pada Gambar 4 radial lines bewarna biru muda atau cyan.

5-windrose

Gambar 4 – Membuat persegi panjang radial lines.

3. Proses Overlaying

Setelah membuat diagram mawar angin dan radial lines, tahap selanjutnya adalah menghitung luas semua daerah berisi data angin (anggaplah berbentuk juring) yang masuk ke dalam luasan persegi panjang radial lines. Dengan kata lain, radial lines berfungsi untuk mengiris luasan juring pada diagram mawar angin (proses overlaying). Masing-masing luas bagian juring dimasukkan ke dalam tabel hitung pada Microsoft Excel atau LibreCalc.

6-windrose

Gambar 5 – Luasan yang dihitung (daerah bewarna coklat)

4. Membuat Tabel Hitung

Berbeda dengan diagram mawar angin yang dibuat berdasarkan 16 penjuru arah mata angin, radial lines yang menginterpretasikan rencana arah landas pacu pesawat akan diputar setiap 10 derajat. Berurutan sesuai arah jarum jam.

Sebelum melakukan perhitungan persentase arah landas pacu, perlu dibuat terlebih dahulu beberapa tabel hitung untuk input data dari hasil pengukuran luas juring serta perhitungan persentase terpakai. Tabel hitung ini dapat terdiri dari:

  1. tabel data angin sebagai tabel referensi utama dalam perhitungan,
  2. tabel luas juring utuh untuk masing-masing kelas interval data angin,
  3. tabel luas juring teriris untuk memasukkan data luas juring hasil pengukuran menggunakan aplikasi CAD.
  4. tabel perhitungan penentu arah landas pacu dibuat sebanyak jumlah putaran per 10 derajat.

Tabel data angin berisi data yang digunakan dalam pembuatan diagram mawar angin, tabel luas juring teriris diisi dengan hasil pengukuran luas juring pada proses overlaying dengan aplikasi CAD, sedangkan tabel luas juring utuh dan tabel perhitungan tiap putaran radial lines diisi dengan rumus perhitungan. Contoh format tabel-tabel tersebut seperti berikut.

8-windrose

Gambar 6 – Contoh tabel yang digunakan dalam perhitungan

5. Menghitung Luas Juring Utuh

Luas juring utuh untuk masing-masing daerah kelas interval kecepatan angin dihitung dengan prinsip-prinsip geometri sederhana.

7-windrose

Gambar 7 – Prinsip hitung luasan juring tiap kelas interval kecepatan angin

Dengan demikian, dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut:

{L_i}=\frac{\pi}{4}({d_2}^2-{d_1}^2)/16

dimana, L_i merupakan luasan juring untuk kelas interval kecepatan i, d_1 merupakan diameter lingkaran batas atas interval dan d_2 merupakan diameter batas bawah interval.

Bersambung…

Sumber Pustaka

  1. Horenjeff, Robert et al. 2010. Planning and Design of Airport Fifth Edition. McGraw-Hill. USA.
  2. Akhmad Fadholi. 2013. Analisis Data Aarah dan Kecepatan Angin Landas Pacu (Runway) Menggunakan Aplikasi Windrose Plot (WRPLOT). Jurnal Ilmu Komputer Volume 9 Nomor 2, September 2013. URL: akses di sini
Advertisements

Materi Baru Untukku: Informatika Teknik Sipil

Aku ingin bercerita, tentang gemintang dan rembulan yang tidak pernah rindu matahari… Apa, siiih!

Itu sekadar pembuka, karena saat saya menulis artikel singkat ini memang lingkungan sedang dibalut pekat malam dan saya sedang berselancar di dunia maya, mencari grup teknik sipil untuk Telegram lewat mesin pencari Google. Duuh… Bahasaku! Tapi ternyata saya disesatkan oleh Google ke sebuah website yang menyediakan informasi mengenai universitas-universitas dunia. Website ini memiliki fitur menarik, dimana kita sebagai pencari informasi pendidikan hanya perlu memasukkan data-data mengenai jurusan dan kuliah seperti apa yang kita inginkan. Kemudian kita bisa memilih negara yang kita inginkan pula. Cocoklah, untuk siswa/mahasiswa tahun terakhir. Kebetulan yang saya masukkan adalah kata kunci yang berkaitan dengan bidang teknik sipil dan teknologi (saya katakan teknologi karena saya menggunakan kata kunci apapun yang berkaitan dengan Telegram, ya, sosial media keren itu), pada akhirnya saya diarahkan ke laman website yang dipenuhi informasi mengenai jurusan teknik sipil. Saya tertarik juga, lantas memilih universitas yang menyediakan beasiswa (maklum, saya suka yang gratis). Universitas ini juga ternyata menyediakan program riset mengenai teknik komunikasi dan sistem elektronik dalam penggunaannya di bidang teknik sipil. Hal ini merupakan peristiwa “durian runtuh” yang kembali membangkitkan semangat saya dalam mempelajari informatika teknik sipil. Sekadar untuk informasi, selain desain saya juga tertarik dengan ilmu komputer, dan selalu mencari keterkaitannya dengan jurusan kuliah saya sekarang: Teknik Sipil.

Terdapat beberapa daftar studi yang disediakan sebagai pilihan pada program tersebut. Saya terkesima manakala… haduuuh… Saya tertarik dengan istilah “electronic design automation” atau disingkat EDA. Saat itu saya berfikir tentang program aplikasi CAD yang dapat berjalan dan dikembangkan pada sistem operasi GNU/Linux. Program aplikasi teknik sipil memang masih sangat jarang tersedia untuk operasi sitem GNU/Linux. Berangkat dari istilah EDA ini saya jadi bisa membayangkan korelasinya dengan ilmu-ilmu yang sempat saya pelajari di kelas, diantaranya mengenai finite element, matematika numerik, dan pemrograman komputer. Jadi setelah menulis ini, saya sertakan minat baru saya ini ke summary profil Linkedin saya. Hehehe…

Selamat menikmati perangkat lunak gratis!