PERANCANGAN DAN SIMULASI PENCARIAN JALUR TERAMAN PADA PERUTEAN KENDARAN

Transkripsi

1 PERANCANGAN DAN SIMULASI PENCARIAN JALUR TERAMAN PADA PERUTEAN KENDARAN SUHARDIMAN USMAN NRP : Dosen Pembimbing : Subchan, Ph.D 1

2 PENDAHULUAN Latar Belakang Penentuan rute kendaraan merupakan salah satu kompenen penting dalam pemenuhan kebutuhan pengantaran barang atau orang ke suatu lokasi tertentu Pada daerah konflik, penentuan rute ini sering terkendala oleh kemungkinan terjadinya ambush pada tiap jalan yang akan dilewati. Metode exact flow-based merupakan salah satu metode yang dapat digunakan untuk penentuan rute dengan kondisi tersebut.

3 Perumusan Masalah Bagaimana menentukan rute teraman pada VRP dengan menggunakan metode exact flow-based. Bagaimana mensimulasikan jalur teraman tersebut dengan menggunakan Visual Basic

4 Tujuan Menentukan jalur teraman pada VRP dengan menggunakan metode exact flow-based. Merancang dan membuat suatu aplikasi yang dapat digunakan untuk menentukan rute teraman pada peta yang telah ditentukan sebelumnya. Manfaat Manfaat dari tugas akhir ini adalah memberikan informasi tentang permasalahan pencarian rute teraman dan diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif pertimbangan dalam menentukan jalur/rute teraman.

5 Batasan Masalah Permainan dijalankan pada graph yang berarah dimana hanya terdapat satu node yang didefinisikan sebagai posisi awal VIP dan satu node lainnya yang didefinisikan sebagai tujuan VIP. VIP dan Attacker mempunyai informasi lengkap jaringan jalan pada peta yang digunakan. Attacker mengetahui node awal dan tujuan VIP. Kendaraan yang digunakan oleh VIP hanya dapat mendeteksi ambush ketika ambush tersebut telah terjadi. Attacker hanya dapat menempatkan ambush pada persimpangan jalan (node). Attacker hanya dapat menempatkan ambush pada satu node saja. Attacker tidak dapat menempatkan ambush pada node awal dan node tujuan dari VIP.

6 Graph TINJAUAN PUSTAKA Suatu graph G adalah himpunan pasangan terurut (V,E) dimana V adalah himpunan tak kosong yang disebut Verteks (Nodes) dan E adalah himpunan pasangan dari verteks V yang disebut Edges. Contoh dari suatu Graph dapat dilihat pada gambar berikut : C E B D V = {A,B,C,D,E} E = {(A,D),(A,B),(B,C),(B,D),(D,C),(D,E)} A

7 Game Theory Dalam penggunaannya, Terdapat beberapa jenis permainan dan strategi yang dikenal dalam Game Theory antara lain: Jenis Permainan Permainan dua pemain atau N-pemain Kooperatif atau Non-Kooperatif Zero-sum atau Non zero-sum Jenis Strategi Dominance Strategy Pure Strategy Mixed Strategy

8 Vehicle Routing Problem (VRP) Vehicle Routing Problem (VRP) meupakan salah satu perpanjangan dari Traveling Salesmen Problem (TSP) yang sering disebut m-tsp, dimana terdapat m-salesman mengunjungi sejumlah kota dan tiap kota hanya dapat dikunjungi oleh satu salesman saja. VRP mula-mula diperkenalkan pada tahun 1959 oleh Dantzig dan Ramser. Mereka mengemukakan formulasi linear programming dan pendekatan algoritma pertama dalam permasalahan VRP. Beberapa tahun berikutnya Clarke dan Wright memperkenalkan pendekatan Greedy Heuristic pada permasalahan VRP. Semenjak itu, terdapat berbagai macam model dan algoritma yang dikemukakan sebagai solusi optimal dari berbagai macam permasalahan pada VRP. VRP terletak pada irisan dari dua permasalahan optimasi lain yaitu TSP (Travelling Salesmen Problem) dan BPP (Bin Packing Problem).

9 Vehicle Routing Problem (VRP) Metode Penyelesaian VRP Eksak Metode ini memberikan solusi terbaik (rute paling optimal) Heuristic klasik Penyelesaian permasalahan yang dihasilkan dengan metode ini memberikan hasil yang cukup baik dengan proses komputasi yang cepat Metaheuristic Penyelesaian permasalahan yang dihasilkan dengan metode ini bergantung dengan proses komputasi yang dilakukan

10 METODE PENELITIAN Mulai Pengumpulan Data Definisi dan Analisis Permasalahan Perancangan Perangkat Lunak dan Simulasi Permasalahan Pembuatan Laporan Selesai

11 PEMBAHASAN Definisi Permasalahan Secara umum terdapat dua faktor utama pada permasalahan Pencarian Jalur Teraman pada Perutean Kendaraan yang dibahas pada tugas akhir ini. Dua faktor tersebut yaitu VIP (Very Important Person) dan Attacker yang dimodelkan sebagai anggota dari twoplayer non-cooperative game. Pada permainan ini, VIP bertugas menentukan rute dari titik awal ke titik tujuan, dan Attacker bertugas memilih lokasi untuk menyiapkan ambush. Tujuan dari permainan ini adalah untuk menentukan strategi perutean yang optimal bagi VIP untuk bepergian dari node awal ke node tujuan. Karena kedua pemain (VIP dan Attacker) rasional, maka sangat tidak mungkin strategi perutean yang optimal bagi VIP adalah pure strategy (selalu memilih rute yang sama) sebab, hal ini dapat mengakibatkan Attacker selalu sukses dalam menyerang VIP. Oleh karena itu, strategi perutean yang optimal bagi VIP cenderung sebagai mixed strategy dimana terdapat distribusi probabiltas pada setiap rute yang dapat dilewati.

12 Model Misalkan diberikan sebuah graph G = (N,E), pij merupakan probabilitas dari pemain pertama bergerak dari node i ke node j dan αj merupakan ekspetasi perolehan dari ambush yang sukses pada node j. Maka probabiltas ambush yang sukses pada node j dapat dimodelkan sebagai berikut :

13 Model Karena Attacker diasumsikan hanya dapat menempatkan ambush pada node selain node awal dan node tujuan dari VIP maka : Dan karena Attacker selalu menempatkan ambush pada node dimana probabiltas suksesnya ambush pada node tersebut adalah maksimum, maka tingkah laku dari Attacker dapat memodelkan sebagai berikut :

14 Model Maka strategi perutean optimal yang kita cari adalah : Karena merupakan vektor dari probabilitas untuk setiap edge, maka harus memenuhi network flow constraint [4] (arus yang masuk pada suatu node sama dengan arus yang keluar dari node tersebut) :

15 Model

16 Model Permasalahan ini dapat diformulasikan dalam Linear Programming dengan memperkenalkan sebuah variabel baru z yang merupakan fungsi dari p. Linear Programming ini akan memaksa z menjadi sama dengan arus/aliran (flow) yang maksimum pada setiap node :

17 Model Karena kita akan mencari yang dapat meminimalkan z, maka diperoleh Linear Programming sebagai berikut :

18 Contoh : Misalkan diberikan sebuah graph ditunjukan pada gambar dibawah seperti yang

19 Contoh : Misalkan VIP memilih node 1 sebagai node awal dan node 8 sebagai node tujuan. Pertama-tama, dibentuk path yang dapat dilalui oleh VIP berdasarkan node awal dan node tujuan tersebut seperti yang ditunjukan pada gambar dibawah

20 Contoh :

21 Contoh : Penyelesaian dari Linear Programming tersebut menghasilkan rute optimal bagi VIP untuk bepergian dari node 1 ke node 8 seperti yang ditunjukan pada gambar berikut :

22 Simulasi

23 Simulasi Skenario 1 node awal : 7, node tujuan : 43

24 Simulasi Skenario 1 Rute Optimal dari node 7 ke node 43 adalah :

25 Simulasi Skenario 2 node awal : 28, node tujuan : 2

26 Simulasi Skenario 2 Rute Optimal dari node 28 ke node 2 adalah :

27 Simulasi Skenario 3 node awal : 37, node tujuan : 10

28 Simulasi Skenario 3 Rute Optimal dari node 37 ke node 10 adalah :

29 PENUTUP Kesimpulan Kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan adalah: Rute yang dihasilkan dengan menggunakan metode exact flow-based tidak tunggal. Proses komputasi dengan menggunakan metode exact flow-based pada jaringan dengan skala yang besar relatif cepat.

30 Saran Dari hasil yang telah dicapai dalam penelitian tugas akhir ini, terdapat beberapa asumsi yang perlu dipertimbangkan untuk melakukan pengembangan lebih lanjut pada penelitian ini seperti titik ambush yang hanya bertempat pada node (persimpangan jalan) saja dan jumlah node ambush. Selain itu, akan lebih baik jika pada penelitian selanjutnya dapat dipertimbangkan suatu skenario dimana Attacker dapat mengetahui posisi VIP ketika VIP mulai bergerak dari titik awal ke titik tujuan dan dapat bertindak lebih lanjut berdasarkan informasi tersebut.

31