SISTEM MONITORING KAPAL DI SELAT SINGAPURA BERBASIS LABVIEW TUGAS AKHIR. Oleh: NAMA : ARDIAN BUDI KUSUMA ATMAJA NIM :

Transkripsi

1 SISTEM MONITORING KAPAL DI SELAT SINGAPURA BERBASIS LABVIEW TUGAS AKHIR Oleh: NAMA : ARDIAN BUDI KUSUMA ATMAJA NIM : PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BATAM 2017

2 SISTEM MONITORING KAPAL DI SELAT SINGAPURA BERBASIS LABVIEW TUGAS AKHIR Oleh: NAMA : ARDIAN BUDI KUSUMA ATMAJA NIM : Disusun untuk memenuhisalah satu syarat kelulusan Program Diploma IV Program Studi Teknik Mekatronika Politeknik Negeri Batam PROGRAM STUDI TEKNIK MEKATRONIKA JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI BATAM 2017

3

4

5 SISTEM MONITORING KAPAL DI SELAT SINGAPURA BERBASIS LABVIEW Nama mahasiswa : Ardian Budi Kusuma Atmaja NIM : Pembimbing I : Nur Sakinah Asaad, S.T., M.T Pembimbing II : Didi Istardi, M.Sc ardian.buzzi@gmail.com ABSTRAK Sistem operasi AIS (Automatic Identification System) dimanfaatkan untuk pemantauan lalu lintas pelayaran kapal yang melewati Selat Singapura yang merupakan jalur pelayaran Internasional. Data real-time kapal yang diperoleh dari receiver AIS merupakan data mentah yang harus dikonversi (decode) agar dapat ditampilkan dan dimanfaatkan dengan baik. Sistem terdiri atas perangkat keras yang berfungsi sebagai penerima data AIS dan perangkat lunak berupa AIS decode yang dikembangkan dengan bahasa pemrograman LabVIEW yang difungsikan untuk penyimpanan, pengolahan serta menampilkan data AIS di google map secara real-time. Pemprograman LabVIEW memudahkan user dalam melakukan pemantauan lalulintas kapal karena program LabVIEW memvisualisasi secara real-time koordinat kapal (longitude dan latitude) ke google map dengan tingkat keakurasian koordinat kapal 99.61%. Metode dalam melakukan decode dari data AIS menjadi data kapal terdiri dari 3 tahap yaitu: data AIS dengan tipe data char dikonversi ke decimal, data desimal dikonversi ke biner dan mirror hasil data biner, mengelompokkan biner sesuai ITU Recommendation M.1371 dan konversi kelompok biner dengan pembacaan MSB ke desimal. Hasil dari decode data AIS berupa MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. Keywords: AIS (Automatic Identification System), Kapal, Selat Singapura, AIS Receiver, AIS Decode iii

6 LABVIEW-BASED VESSEL MONITORING SYSTEM AT SINGAPORE STRAIT Name of Student : Ardian Budi Kusuma Atmaja Student ID : Advisor I : Nur Sakinah Asaad, S.T., M.T Advisor II : Didi Istardi, M.Sc ardian.buzzi@gmail.com ABSTRACT AIS (Automatic Identification System) operation system is used for cruise vessel traffic at Singapore straits which an international shipping lanes. Vessel real-time data obtained from AIS receiver were raw data that to be had converted (decode) so they can be displayed and used well. The system consisted of hardware functioned as an AIS data receiver and software form AIS decode with developed by using labview programming language which functioned for saving, processing and displaying AIS data at google maps in real-time. LabVIEW programming facilitated users to vessel traffic monitoring because the LabVIEW programming displayed in real-time the vessel coordinate(longitude and latitude) to google maps with a level of 99.61% vessel coordinate accuracy. The method of decoding from AIS data into vessel consisted of three stages: AIS data with char data type converted to decimal, decimal data type converted to binary and mirrors binary data results, binary grouping according to ITU Recommendation M.1371 and binary grouping conversion to decimal using MSB method. The results from AIS data decode MMSI, navigation status, Rate of Turn (ROT), vessel speed, vessel position (Longitude and Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag and Radio Status. Keywords: AIS (Automatic Identification System), Vessel, Singapore Strait, AIS Receiver, AIS Decode iv

7 KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini yang berjudul Sistem Monitoring Kapal Diselat Singapura Berbasis LabVIEW. Tugas Akhir ini penulis susun guna memenuhi persyaratan untuk memperolehh gelar Sarjana Terapan Teknik (S.Tr.T.) pada program Studi Teknik Mekatronika di Politeknik Negeri Batam. Penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini tidak akan terwujud tanpa adanya bantuan dari berbagai pihak, maka pada kesempatan ini izinkan penulis menyampaikan penghargaan dan ucapan syukur dan terima kasih yang sebesar besarnya kepada: 1. Allah Subhanahu WaTa ala dimana penulis telah mendapatkan ridho-nya. 2. Nabi Muhammad shallallahu alaihi wasallam yang menjadi suri tauladan bagi penulis. 3. Bapak Rustamaji dan Ibu Srimurwani Widiantari selaku orang tua penulis yang telah mendidik, mendoakan, memberi semangat, dukungan, air mata, mengajarkan penulis untuk pantang menyerah dan membuat semuanya menjadi mungkin serta yang telah banyak berkorban jiwa dan raga demi kesuksesan penulis. 4. Bapak Dr. Priyono Eko Sanyoto selaku Direktur Politeknik Negeri Batam. 5. Bapak Sumantri Kurniawan, MT dan. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro. 6. Ibu Nur Sakinah Asaad, MT. dan Bapak Didi Istardi, M.Sc selaku pembimbing pada Tugas Akhir ini serta terima kasih atas arahan dan waktu yang telah diberikan kepada penulis. 7. Bapak Hendra Saputra selaku ketua pelaksana penelitian terkait AIS receiver. 8. Seluruh dosen pengajar Teknik Mekatronika, terima kasih atas ilmu yang bermanfaatnya. v

8 DAFTAR ISI PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR... i LEMBAR PENGESAHAN... ii ABSTRAK... iii ABSTRACT... iv KATA PENGANTAR... v DAFTAR ISI... vi DAFTAR GAMBAR... vii DAFTAR TABEL... viii BAB 1. PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan... 4 BAB 2. DASAR TEORI Prinsip Kerja Automatic Identification System (AIS) AIS Decode Penggunaan data AIS BAB 3. PERANCANGAN SISTEM Modul Penerima Data AIS Pengolahan data AIS Data ASCII Dikonversi Menjadi Biner Implementasi Konversi Char ke Biner Menggunakan Program LabVIEW Lokasi Penelitian Pengambilan Data BAB 4. HASIL DAN ANALISIS Hasil Data Decode dan Data AIS(NMEA Message) Pengujian Koordinat Kapal BAB 5. KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran DAFTAR PUSTAKA Lampiran 1 Contoh Data AIS(NMEA Message) dan Hasil AIS Decode Dengan Marine Traffic Lampiran 2 Lampiran Program LabVIEW Lampiran 3 Data Sheet vi

9 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Konsep Kerja AIS... 5 Gambar 2.2 Cara Kerja AIS... 6 Gambar 2.3 Instalasi Peralatan AIS... 7 Gambar 3.1 Proses Pengiriman dan Pengolahan Data AIS Gambar 3.2 Antena Penangkap Sinyal AIS Gambar 3.3 Pemasangan Antena di Lantai 9 Politeknik Negeri Batam Gambar 3.4 AIS Receiver Gambar 3.5 Skema Modul Penerimaan Data AIS Gambar 3.6 Blok Diagram Proses Decode Gambar 3.7 Sub Program Pembagian Karakter Data AIS Gambar 3.8 Front Panel Hasil Pembagian Data AIS Gambar 3.9 Sub Program Decoding Gambar 3.10 Front Panel Sub Program Decoding Gambar 3.11 Program Decode LabVIEW Gambar 3.12 Case Structure Program Repeat Indicator Gambar 3.13 Case Structure Program MMSI Gambar 3.14 Case Structure Program Navigation Status Gambar 3.15 Case Structure Program Rate of Turn Gambar 3.16 Case Structure Program Speed Over Ground Gambar 3.17 Case Structure Program Accuracy Gambar 3.18 Case Structure Program longitude dan latitude Gambar 3.19 Case Structure Program True Heading Gambar 3.20 Case Structure Program Timestamp Gambar 3.21 Case Structure Program Maneuver Indicator Gambar 3.22 Case Structure Program Spare Gambar 3.23 Case Structure Program RAIM Flag Gambar 3.24 Case Structure Program Radio Status Gambar 3.25 Front Panel Decode LabVIEW Gambar 3.26 Penyimpanan Data AIS Software AIS Receiver Gambar 3.27 Database AIS Sebelum di Decode Gambar 3.28 Flow Chart Program LabVIEW Gambar 3.29(a) Data Hasil AIS Decode dengan LabVIEW (b) Database Hasil Decode 30 Gambar 3.30 Lokasi Penelitian dan Lokasi AIS Station Gambar 3.31 Pengolahan Data Kepadatan Lalu Lintas Kapal Menggunakan AIS Gambar 4.1 Hasil Decode Data AIS(NMEA Message) Gambar 4.2 Menggunakan Software Marine Traffic Gambar 4.3 Menggunakan Software LabVIEW vii

10 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Informasi Data AIS... 8 Tabel 2.2 Tipe Pesan Pada Kelas A... 8 Tabel 2.3 Lama pengiriman Data Kapal Kelas A Untuk Informasi Berubah-ubah... 9 Tabel 2.4 AIS Decode Message Tabel 3.1 Standar Konversi Tipe Data Char, ASCII, Desimal dan Biner Tabel 3.2(a) Proses Konversi Bilangan Char Menjadi Biner 6bit Perkarakter Data AIS 16 Tabel 3.2(b) Proses Konversi Bilangan Char Menjadi Biner 6bit Perkarakter Data AIS 17 Tabel 3.2(c) Proses Konversi Bilangan Char Menjadi Biner 6bit Perkarakter Data AIS 17 Tabel 4.1 Tabel Hasil Perbandingan Data Percobaan Dengan Data Marine Traffic viii

11 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia, wilayah teritorial kelautan Indonesia sekitar 5,8 juta km 2 atau 75% dari total wilayah [1]. Wilayah kelautan tersebut sangat luas yang berpotensi menjadi tempat lalu lintas kapal yang sangat padat, salah satu kepadatan lalu lintas kapal ini terdapat di perbatasan antara Batam (Indonesia) dengan negara Singapura atau terletak pada perairan Batam dan selat Singapura. Perairan Batam dan selat Singapura merupakan salah satu jalur pelayaran penting di dunia yang menghubungkan antara Samudera Hindia dengan Laut Cina Selatan dan Samudra Pasifik. Selat Malaka (perairan Batam) ditetapkan sebagai salah satu selat paling padat di dunia yang digunakan untuk pelayaran internasional. Lebih dari kapal melewati Selat tersebut pertahunnya [2]. Perairan Batam, khususnya pada wilayah bagian utara merupakan daerah yang strategis karena posisinya berada pada jalur pelayaran internasional dan memisahkan antara Indonesia-Malaysia dan Indonesia-Singapura. Berdasarkan data penelitian Hendra et all (2013) [3], ada sekitar 1500 kapal perhari yang berlayar di Selat Malaka dan Singapore. Perairan Batam bagian utara merupakan jalur yang sibuk, bukan saja sebagai jalur lalu lintas pelayaran internasional, tetapi juga sebagai jalur pelayaran regular antara Batam-Singapura dan Batam-Malaysia. AIS adalah sebuah sistem pelacakan otomatis yang terdapat pada kapal dan system identifikasi pelayanan lalu lintas kapal tersebut. Vessel Traffic Sevices (VTC) digunakan untuk mengidentifikasi dan mengirimkan atau menerima informasi. Data yang diterima terdapat dua tipe, yang pertama adalah elektronik pertukaran data dengan kapal lain di dekatnya, BTS AIS, dan satelit, atau kapal tersebut secara langsung mengirimkan data. Dalam proses monitoring kapal, AIS mampu mengidentifikasi data kapal berupa Maritime Mobil Service Identity (MMSI), kecepatan kapal (Speed over ground), posisi kapal (langitude dan latitude), Navigation Status, Course Over Ground (COG) dan lainlain. Informasi data yang direkam oleh AIS adalah data real-time kapal yang dikirim setiap 2 hingga 10 detik tergantung dari kecepatan kapal pada saat kapal berlayar [4,5]. AIS diwajibkan oleh International Maritime Organization (IMO) International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) dan mulai diberlakukan secara efektif 1

12 sejak 31 Desember 2004 untuk semua kapal kargo dengan Gross Tonnage (GT) lebih dari sama dengan 300 GT pada pelayaran internasional, semua kapal kargo diatas 500 GT dan semua kapal penumpang tanpa memperhatikan ukuran [6]. Automatic Identification System merupakan suatu sistem yang sangat vital dalam transportasi laut, karena sangat membantu dalam melacak secara otomatis posisi kapal dan dengan pelayanan lalu lintas kapal (VTS) untuk mengidentifikasi dan menemukan kapal dengan media elektronik pertukaran data dengan kapal lain di dekatnya [7]. Fokus dalam tugas akhir ini adalah pengembangan sistem operasi AIS untuk pemantauan lalu lintas pelayaran kapal yang melewati Selat Singapura dan perairan Batam. Data AIS dapat diterima apabila user (pengguna data) memiliki alat penerima pesan AIS berupa AIS Receiver. Data AIS di dalam tugas akhir ini didapatkan melalui instalasi peralatan AIS sehingga sangat diperlukan instalasi atau pemasangan peralatan dan sistem pendukung secara keseluruhan seperti AIS receiver, antena penangkap sinyal, sistem penyimpan data, aplikasi penerjemah pesan AIS yang tersimpan. Sistem AIS akan merekam data kapal secara terus menerus, sehingga nantinya didapatkan data kapal secara berkelanjutan sepanjang tahun selama peralatan dan sistem tersebut aktif. Di Indonesia, penggunaan AIS untuk memonitor kapal di Selat Madura telah dilakukan oleh Pitana (2010) dan data didapat dari sistem AIS selain digunakan untuk mengetahui kepadatan lalu lintas kapal, juga digunakan untuk menghitung besar emisi gas buang dan penyebarannya di selat tersebut. Penelitian yang menggunakan data AIS untuk menghitung emisi gas buang di Selat Malaka dilakukan oleh Hendra et al (2013) menggunakan data AIS yang terpasang di Johor Bahru, Malaysia. Data AIS tidak hanya digunakan untuk mengetahui kepadatan lalu lintas kapal, tetapi juga dapat digunakan untuk berbagai penelitian seperti emisi gas buang kapal [3], penelitian dalam rangka pencegahan tabrakan kapal [8], keselamatan pada kepadatan pelayaran [9] dan safety assessment kapal [10]. 1.2 Perumusan Masalah Data real-time yang diperoleh dari receiver AIS merupakan data mentah (raw data) dalam bentuk NMEA Data tersebut harus dikonversi (decode) dan diolah sebelum digunakan. Permasalahan yang dihadapi di dalam penelitian ini adalah: 1. Bagaimana sistem pengoperasian AIS untuk menerima, mengolah, menyimpan dan menampilkan data AIS kedalam google map secara real-time? 2

13 2. Bagaimana instalasi peralatan AIS untuk mendapatkan data kapal-kapal yang berlayar melewati Selat Singapura dan Perairan Batam? 3. Bagaimana lalu lintas pelayaran kapal yang melewati Selat Singapura dan perairan Batam? 1.3 Batasan Masalah 1. Tugas akhir ini difokuskan pada monitoring data pada selat Singapura dan perairan Batam saja dengan jangkauan AIS receiver 100 mil. 2. Proses decode data AIS, menggunakan standar International Telecommunication Union (ITU) Recommendation M.1371 tipe 1, 2 dan 3 untuk menghasilkan data kapal sebenarnya. 3. Decode yang dilakukan hanya terbatas pada data MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. 1.4 Tujuan dan Manfaat Tujuan dari tugas akhir ini adalah: 1. Merancang sistem pengoperasian atau platform aplikasi decode pesan AIS dan penyimpan data hasil decode berdasarkan standar ITU Recommendation M.1371 berbasis bahasa pemograman LabVIEW. 2. Melakukan instalasi peralatan AIS sebagai penerima data AIS yang dikirim oleh kapal-kapal yang melewati Selat Singapura dan perairan Batam 3. Mengetahui lalu lintas kapal yang melewati Selat Singapura dan Perairan Batam secara real-time. Manfaat dari tugas akhir ini adalah: 1. Memiliki peralatan dan sistem AIS yang independen di Kampus Politeknik Negeri Batam sehingga mempermudah peneliti dalam penelitian-penelitian yang membutuhkan data AIS khusunya area penelitian di Selat Singapura dan perairan Batam. 2. Memiliki sistem operasi yang mampu menerima, mengolah, menyimpan dan menampilkan data AIS dari peralatan yang dipasang. 3. Dapat pemantauan lalu lintas kapal di Selat Singapura dan Perairan Batam secara real-time. 3

14 1.5 Sistematika Penulisan Laporan ini disusun dalam beberapa bab untuk memudahkan pemahaman terhadap tugas akhir ini. Oleh karena itu, penulis membagi laporan menjadi beberapa bab dan penjelasan tentang bab per bab dari tugas akhir ini dapat dijelaskan sebagai berikut: Bab I Pendahuluan Bab ini berisi tentang latar belakang masalah, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat, serta sistematika penulisan. Bab II Dasar Teori Bab ini membahas mengenai teori-teori penunjang pada penelitian ini, seperti AIS, AIS Decode dan NMEA Bab III Perancangan Sistem Bab ini berisi rancangan penelitian baik itu langkah/tahapan penelitian, rancangan hardware maupun software, serta instrumen penelitian yang digunakan selama mengerjakan tugas akhir. Bab IV Hasil dan Analisis Bab ini berisi tentang hasil pengukuran dan pengujian yang dilakukan pada penelitian disertai dengan analisa dari hasil pengukuran dan pengujian tersebut. Bab V Kesimpulan dan Saran Bab ini berisi kesimpulan yang diperoleh dari hasil analisis, seperti mengapa itu terjadi dan penyebabnya serta cara mengatasinya. Selain itu juga berisi saran untuk penelitian yang sudah dikerjakan, seperti apa yang harus dilakukan untuk penelitian selanjutnya. 4

15 BAB II DASAR TEORI 2.1 Prinsip Kerja Automatic Identification System (AIS) Automatic Identification System adalah sebuah sistem yang digunakan pada kapal dan VTS atau pelayanan lalu intas kapal yang secara prinsip untuk identifikasi dan lokasi tempat berlayarnya kapal. Tukar-menukar data secara elektronik yang berupa identifikasi, posisi, kegiatan atau keadaan kapal, dan kecepatan, dengan kapal terdekat, AIS base station ataupun stasiun VTS dan satelit ini disediakan oleh AIS. Informasi ini dapat ditampilkan pada sebuah layar atau sebuah tampilan Electronic Chart Display Information System (ECDIS). AIS diwajibkan oleh IMO International Convention for the Safety of Life at Sea (SOLAS) dan mulai diberlakukan secara efektif sejak 31 Desember 2004 untuk semua kapal kargo dengan Gross Tonnage (GT) lebih dari sama dengan 300 GT pada pelayaran internasional, semua kapal kargo diatas 500 GT dan semua kapal penumpang tanpa memperhatikan ukuran [6]. Informasi Tetap Informasi Bergerak Informasi Perjalanan Vessel Traffic Service (VTS) Gambar 2.1 Konsep Kerja AIS 5

16 Gambar 2.2 Cara Kerja AIS AIS receiver berfungsi menerima pesan yang dikirim oleh kapal melalui alat pengirim data AIS berupa AIS transmitter. Data AIS yang diterima oleh AIS receiver berupa pesan dalam bentuk NMEA Message 0183 yaitu berupa kode dengan karakterkarakter unik. Data AIS berupa NMEA Message 0183 dapat ditampilkan menggunakan peralatan berupa AIS decoder dan AIS chart plotter. AIS decoder berfungsi memecahkan kode NMEA Message 0183 menjadi sebuah data kapal lengkap dan AIS chart plotter dapat menampilkan posisi kapal dalam tampilan grafis, dimana harga kedua peralatan tersebut relatif mahal. Di dalam penelitian ini, fungsi AIS decode akan digantikan oleh sebuah platform aplikasi yang akan dirancang menggunakan bahasa pemrograman LabVIEW. Aplikasi yang akan dirancang berfungsi untuk memecahkan (decode) data AIS berupa NMEA Message 0183 menjadi data kapal menggunakan standar ITU Recommendation M.1371, "Technical Characteristics for a Universal Shipborne Automatic Identification System Using Time Division Multiple Access" untuk informasi pesan (broadcasts message) AIS Class A dan Class B yang dikirim oleh setiap kapal setiap 2 hingga 10 detik selama berlayar dan setiap 3 menit selama posisi berlabuh [2,4]. Data AIS hasil decode yang diolah dalam penelitian ini berupa: 1. MMSI number nomor identitas kapal dengan informasi pada setiap kapalnya 2. Navigation status merupakan status dari kapal seperti baru ber layar atau menurunkan jangkar 3. Rate of turn Pergerakan kapal ke kanan atau ke kiri dari derajat per menit. 6

17 4. Speed overground resolusi 1/10 dari 0 sampai 120 knot. 5. Position accuracy 6. Longitude untuk 1/1000 menit dan latitude untuk 1/10000 menit 7. Couerse over ground relative to true north to 0.1 degree 8. True heading derajat yang dihasilkan dari gyro 9. Time stamp Gambar 2.3 Instalasi Peralatan AIS AIS dimaksudkan untuk membantu petugas yang memantau kapal dan mengizinkan otoritas maritim untuk mengikuti dan memonitor pergerakan kapal. Alat ini bekerja dengan terintegrasi yang distandarisasi sistem penerima VHF dengan sebuah system navigasi elektronik, misalnya sebagai Long Range Navigation Version C (LORAN-C) atau pengirim Global Positioning System, dan sensor navigasi lainnya yang terdapat didalam kapal (gyrocompass, indikator penghitung manuver, dan lain-lain). Penggunaan AIS tersebut bertujuan untuk menghindari kecelakaan akibat tabrakan karena keterbatasan kemampuan radio. Penggunaan AIS diutamakan sebagai alat peninjau dan untuk menghindari resiko tabrakan daripada sebagai sistem pencegah tabrakan secara otomatis, sesuai dengan Regulations for Preventing Collisions at Sea (COLREGS, 1972). Manfaat AIS lainnya didalam bidang perkapalan adalah untuk memonitor lokasi dan pergerakan kapal sebagai fungsi traffic management, pencegahan tabrakan antar kapal dan aplikasi keselamatan pelayaran lainnya [11]. Fungsi utama AIS adalah untuk identifikasi kapal, pengawasan, komunikasi dan status report. Informasi yang disediakan oleh AIS terdiri dari 4 tipe yaitu informasi statis (static information), informasi dinamis (dynamic information), informasi pelayaran 7

18 (voyage related information) dan informasi yang berhubungan dengan keselamatan kapal [6]. Tabel 2.1 Informasi Data AIS [6] Katagori Informasi Tetap Informasi Berubah Informasi pelayaran Pesan Kapal Isi MMSI identitas kapal Nama kapal Tipe kapal Ukuran kapal Lokasi penempatan antena di kapal Posisi kapal Kegiatan kapal Kecepatan Kapal Arah belok Kapal Kecepatan putar kapal Keadaan Pelayaran /laut Tujuan Pelayaran Perkiraan waktu tempuh dari keberangkatan hingga tujuan Rencana Pelayaran Keadaan cuaca AIS mengirimkan informasi pesan (broadcasts message) setiap 2 hingga 10 detik selama berlayar dan setiap 3 menit selama posisi berlabuh [5,6]. Tabel 2.2 Tipe Pesan Pada Kelas A [6] Tipe Pesan Deskripsi Lama Pengiriman Tetap MMSI, nama kapal, Besar 6 menit Berubah-ubah kapal, dll. posisi, waktu, kecepatan kapal, status kapal, dll. 2 detik sampai 3 menit, sesuai dengan kecepatan kapal. Informasi pelayaran Tujuan dan tipe kapal 6 menit Keamanan Pesan terkait keamanan kapal Bila diperlukan Data Biner Pengiriman data Bila diperlukan Kontrol Penyelarasan waktu Bila diperlukan Aplikasi panjang Posisi dan kecepatan 3 menit dan jarak 8

19 Tabel 2.3 Lamanya Pengiriman Data Kapal Kelas A Untuk Informasi Berubah-ubah Ship's dynamic conditions Kapal dengan kecepatan rendah 3 knots, berlabuh dan menurunkan Kapal dengan perpindahan cepat saat berlabuh dan menurunkan jangkar Kapal dengan kecepatan 0-14 knots Kecepatan 0-14 knots dan maneuver Kecepatan kapal knots Kecepatan knots dan maneuver Kecepatan kapal > 23 knots Kecepatan > 23 knots dan manuever Reporting interval 3 menit 10 detik 10 detik 3 1/3 detik 6 detik 2 detik 2 detik 2 detik AIS bekerja dengan menggunakan frequensi sangat tinggi (Very High Frequency VHF), yaitu antara MHz. AIS memiliki 2 tipe yaitu Class A dan Class B [4] : 1. Class A. Peralatan AIS (Shipborne mobile equipment) yang memenuhi persyaratan IMO Resolution A.917 (22) seperti dijelaskan diatas yang menggunakan skema akses komunikasinya menggunakan sistim SO-TDMA (Self-organized Time Division Multiple Access) 2. Class B. Peralatan AIS (Shipborne mobile equipment) menggunakan daya yang kecil, biaya relatif murah untuk penggunaan pasar non-solas. AIS Class B tidak mampu mengirimkan beberapa data seperti Class A diantaranya: Tidak dapat mengirimkan data IMO number or call sign Tidak dapat mengirimkan data ETA or destination Tidak dapat mengirimkan data navigational status Hanya mampu menerima data keselamatan tapi tidak dapat mengirimkan data Tidak dapat mengirimkan data rate of turn information Tidak dapat mengirimkan data maximum present static draught 2.2 AIS Decode Data AIS bersifat rahasia menggunakan kode biner yang harus dipecahkan menggunakan ITU M standard. AIS Message menggunakan format NMEA Standar NMEA menggunakan dua kalimat yaitu!aivdm (Diterima Data dari kapal lain) dan!aivdo (informasi kapal sendiri). Dalam hal ini, instalasi AIS hanya menerima pesan!aivdm. Contoh pesan NMEA pada AIS adalah: 9

20 Urutan kalimat NMEA:!AIVDM Identitas pesan AIS: AIVDM = Pesan kapal lain AIVDO = Pesan kapal sendiri 1 Banyaknya bagian dalam satu pesan 1 Nomor bagian sebanyak pesan yang dikirim AIS Nomor pesan beruntun dalam beberapa kalimat pesan yang terpisah A Channel pada tipe radio yang digunakan (A dan B) 14eG;... Data identitas kapal 0* Akhiran dari data 7D Cek kebenaran data NMEA AIS receiver data diterima dalam bentuk ASCII data packets dalam bentuk data biner, menggunakan format data NMEA Kode biner yang terdapat pada pesan NMEA menggunakan 6 bit ataupun 8 bit. Pemecahan pesan AIS menggunakan standar ITU Recommendation M.1371, "Technical Characteristics for a Universal Shipborne Automatic Identification System Using Time Division Multiple Access". Format ASCII telah ditetapkan dalam IEC-PAS , "Maritime navigation and radiocommunication equipment and systems". Proses konversi AIS message menggunakan standar ITU dan ASCII akan menghasilkan pesan AIS sebagai berikut: Tabel 2.4 AIS Decode Message [4] Bit Panjang Deskripsi Message Type Repeat Indicator MMSI Status Kapal Rate of Turn (ROT) Speed Over Ground (SOG) Position Accuracy Longitude Latitude Course Over Ground (COG) True Heading (HDG) Time Stamp Maneuver Indicator 10

21 Spare RAIM flag Radio status 2.3 Penggunaan data AIS Penggunaan AIS sebagai fungsi monitoring dan tracking kapal dilakukan oleh Pitana (2010) [13] pada area Selat Madura, Indonesia untuk mengetahui kepadatan lalu lintas kapal. Mengembangkan sistem AIS menggunakan skema VRMS (Vessel real-time monitoring system) untuk mendapatkan posisi kapal secara real-time dan informasi lain pada AIS yang dapat ditampilkan pada beberapa client. Sistem tersebut dapat beroperasi secara stabil dan memiliki interface yang baik sehingga dapat diguakan untuk mengelola kapal dan secara efektif mampu meningkatkan keselamatan selama kapal berlayar. Penggunaan AIS yang lebih luas sebagai fungsi tracking kapal dilakukan dengan memasang penangkap data AIS (AIS receiver) diluar angkasa yaitu pada nano-satellites, AISSat-1 and AISSat-2 dan International Space Station. Pemasangan tersebut bertujuan untuk meningkatkan kemampuan tracking kapal pada penggunaan AIS [14,15]. Pengembangan sistem AIS pada satelit, juga dilakukan oleh di Indonesia oleh LAPAN (Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional) pada tahun Perangkat penerima data AIS diterbangkan bersama satelit LAPAN-Ekuatorial (LAPAN-A2 dan LAPAN ORARI) yang bertujuan untuk pemantauan kapal di wilayah Indonesia. Pengembangan AIS berbasis satelit tersebut berupa pengembangan sistem pengoperasian yang mampu menerima, mengolah, meyimpan dan menampilkan data dari AIS setelah AIS diluncurkan bersama satelit [16]. Data-data kapal yang didapat dari sistem AIS dapat digunakan untuk berbagai hal seperti estimasi emisi gas buang kapal dengan menggunakan berbagai metode perhitungan emisi berdasarkan data AIS seperti metode Ship Traffic, Energy, and Environment Model (STEEM), Transport Emissions and Energy Consumption Methodology (MEET Methodology) dan DMS-URBAN model, Atmospheric Dispersion Modelling System (ADMS. Data AIS juga dapat disajikan secara geografis untuk melihat lalu lintas kapal antar pelabuhan dan mengetahui rute kapal secara global dengan menggunakan geographic information system (GIS). Data AIS juga dapat digunakan untuk pencegahan tabrakan kapal, keselamatan pelayaran pada kepadatan pelayaran serta safety assessment kapal. 11

22 BAB III PERANCANGAN SISTEM Data real-time kapal yang diperoleh dari receiver AIS merupakan data mentah (raw data) dalam bentuk NMEA message Data tersebut harus dikonversi (decode) dan diolah lebih dahulu agar dapat ditampilkan dan dimanfaatkan dengan baik. Oleh karena itu diperlukan pengembangan sebuah sistem pengoperasian yang berfungsi menerima, mengolah, menyimpan dan menampilkan data AIS. Sistem pengoperasian AIS yang dikembangkan didalam penelitian ini terbagi menjadi dua bagian: 1. Instalasi perangkat keras sistem AIS berupa antena penangkap sinyal, receiver AIS yang berfungsi sebagai penerima data AIS berupa data mentah (raw data) dalam bentuk NMEA Message 0183 yang dikirim oleh kapal melalui transmitter AIS dan sebuah PC yang berfungsi sebagai tempat penyimpanan data AIS tersebut. 2. Pengembangan perangkat lunak berupa software berbasis bahasa pemrograman LabVIEW yang terdiri dari: a) Software AIS receiver berfungsi menyimpan data mentah (raw data) AIS yang diterima oleh AIS receiver. Software ini dijalankan pada komputer kecil (mini pc) yang terpasang pada masing-masing AIS station. b) Sistem pengiriman data AIS dari AIS station ke komputer server berbasis web. c) Software AIS decode berfungsi merubah data mentah (raw data) AIS dalam bentuk NMEA message 0183 menjadi data kapal sesuai standar ITU Recommendation M Software ini dijalankan pada komputer database (server). Database hasil decode disimpan dan data dapat divisualisasikan ke dalam google map secara real-time untuk melihat kepadatan lalu lintas kapal. Gambar 3.1 Proses Pengiriman dan Pengolahan Data AIS 12

23 3.1 Modul Penerima Data AIS Modul penerima data AIS yang akan dipasang pada masing-masing AIS station terdiri dari: 1. Antenna VHF Gambar 3.2 Antena Penangkap Sinyal AIS Gambar 3.3 Pemasangan antena di lantai 9 Politeknik Negeri Batam Antena Vertical VHF yang kami buat dengan menggunakan paralon setinggi 2,8 meter ini digunakan untuk menerima sinyal fekuensi ditunjukan pada Gambar 3.2. Antena yang dipasang di lantai 9 gedung utama Politeknik Negeri Batam yang 13

24 dituntukan pada Gambar 3.3 ini menpunyai range frekuensi dari MHz sampai dengan MHz. 2. AIS receiver Gambar 3.4 AIS Receiver AIS receiver yang ditunjukkan pada Gambar 3.4 diatas memiliki fekuensi kerja dari MHz sampai MHz dengan bandwidth 25 KHz dan data rate 9600bps. Sedangkan untuk supplay AIS receiver ini adalah 12 atau 24 Volt DC serta dapat menggunakan supplay dari USB. 3. Mini PC Gambar 3.5 Skema Modul Penerima Data AIS Keseluruhan perangkat keras ini dari antena VHF sebagai penerima frekuensi kemudian masuk ke AIS receiver yang selanjutnya data dari AIS receiver diolah dengan menggunakan mini PC. 3.2 Pengolahan data AIS Proses medecode terbilang sangat panjang dengan basic konversi bilangan dan harus mengenal tipe karakter pada data asli dan data biner. Tipe data yang digunakn dalam proses decode adalah tipe data char sebagai data input dari data AIS, tipe data 14

25 ASCII, tipe data desimal dan tipe data biner. Runtutan proses decode dari data AIS menjadi data kapal dapat dilihat pada Gambar 3.6. Data AIS!AIVDM,1,1,,A,15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;,0*59 Pembagian data menjadi 6 bagian 1.!AIVDM A 5. 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S; 6.0*59 Ambil data No 5 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S; Gabung Semua Biner Char 5 dan 1 Mirror Data biner pada setiap karakter Char 1 => => => => dll Konversi data Char ke biner : Char 1 => biner 5 => dll Klasivikasikan nilai biner menjadi data kapal Message Type = bit 0-5 => Repeat Indicator = bit 6-7 => 00 dll Konversi data biner menjadi desimal (MSB) Message Type = => 1 Repeat Indicator = 00 => 0 Gambar 3.6 Blok Diagram Proses Decode Program LabVIEW digunakan sebagai penerima data yang ditangkap perangkat keras AIS untuk diolah dari data mentah yang dikirimkan kapal. Data yang diterima berupa data seperti berikut :!AIVDM,1,1,,A,15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;,0*59 data tersebut kemudian akan disisipkan waktu dan tanggal sebagai data akses waktu pengiriman data kapal dari kapal ke AIS receiver. Data tersebut kemudian dismpan atau di record kedalam file.txt dengan menggunakan program labview. Metode yang dilakukan untuk decode data mentah AIS menjadi data kapal yang sebenarnya adalah sebagai berikut Data ASCII Dikonversi Menjadi Biner Data mentah AIS!AIVDM,1,1,,A,15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;,0*59 ini yang akan didicode adalah 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;. Dari tipe data Char diubah menjadi data ASCII, yang kemudian diubah lagi menjadi decimal dan diubah menjadi biner 6 bit. Acuan yang digunakan dalam konversi dari tipe data char menjadi tipe data biner 6 bit ini adalah AIVDM/AIVDO Protocol Decoding ditunjukan pada Tabel

26 Tabel 3.1 Standar Konversi Tipe Data Char, ASCII, Desimal dan Biner Char ASCII Decimal Bits Char ASCII Decimal Bits Char ASCII Decimal Bits F d G e H f I g J h K i L j M k N l O m : P n ; Q o < R p = S q > T r ? U s V t A W u B ' v C a w D b E c Dengan Tabel 3.1 di atas maka data 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S; dapat konversi dari data char menjadi bilangan biner 6 bit ditunjukan pada Tabel 3.2, Tabel 3.3 dan Tabel 3.4. Tabel 3.2 (a) Proses Konversi Bilangan Char Menjadi Biner 6bit Per-karakter Data AIS D d Nomor karakter LSB MSB 4 :? 5 1 Char MSB Desimal 84/10= Message Type Repeat Indicator MMSI Navigation Status Rate of Turn Speed Over Ground Position Accuracy Longitude Latitude Course Over Ground True Heading Time Stamp Manuver Indicator Spare RAIM flag Radio ststus 16

27 Tabel 3.2 (a) merupakan konversi data dari karakter char ke biner dengan hasil desimal pada data kapal Message Type adalah 1, Repeat Indicator 0, MMSI , Navigation Status 0, Rate of Turn 0 dan Speed Over Ground 8.4. Tabel 3.2 (b) Proses Konversi Bilangan Char menjadi Biner 6bit Per-karakter Data AIS F 17 f R 14 : 13 E 12 L 11 7 Nomor karakter Char LSB MSB MSB Desimal /600000= /600000= Message Type Repeat Indicator MMSI Navigation Status Rate of Turn Speed Over Ground 0 Position Accuracy Longitude Latitude Course Over Ground True Heading Time Stamp Manuver Indicator Spare RAIM flag Radio ststus Pada Tabel di atas didapatkan data kapal Position Accuracy 0, Longitude dan Latitude 1.27 sebagai posisi letak dimana kapal tersebut berada. Tabel 3.2 (c) Proses Konversi Bilangan Char menjadi Biner 6bit Per-karakter Data AIS 17

28 Nomor karakter ; S 0 0 L 9 8 : : Char LSB MSB MSB Desimal 2251 Message Type Repeat Indicator MMSI Navigation Status Rate of Turn Speed Over Ground Position Accuracy Longitude Latitude 2600/10=260 Course Over Ground 260 True Heading 46 Time Stamp 0 Manuver Indicator 0 Spare 0 RAIM flag Radio ststus Setelah dikonversi dari tipe data char menjadi biner 6bit seperti contoh karakter L dijadikan biner menjadi kemudian dibalik nilai pembacaannya menjadi setelah itu baru digabung dengan nilai biner dari karakter yang lain seperti pada kolom nomor 4 MSB. Untuk memperoleh nilai pada setiap data kapal sebenarnya maka dari biner tersebut harus dijadikan decimal lagi dengan pembacaan data MSB atau nilai terendah ada di sebelah kiri nilai biner. Contoh nilai True Heading dalam biner adalah dan bila di jadikan desimal dengan nilai pembacaan biner MSB adalah Implementasi Konversi Char ke Biner Menggunakan Program LabVIEW Dari program LabVIEW ini ada beberapa tahap dalam melakukan decode data mentah AIS sehingga menjadi data kapal sebenarnya, diantara tahap-tahap tersebut yaitu: 1. Memisahkan Bagian Data AIS yang didicode. Seperti contoh data AIS adalah!aivdm,1,1,,a,15?:4d001d7le:r0ff8::89l00s;,0*59 dan yang diambil dan didecode adalah bagian 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;. Untuk melakukan pemisahan bagian tersebut digunakan sub program. Isi dari program ini memisahkan karakter dengan struktur pembagiannya dengan menggunkan koma, dan program pada sub program ditunjukkan pada Gambar

29 Gambar 3.7 Sub Program Pembagian Karakter Data AIS Dengan Pembagian karakter di atas maka didapatkan haril Bit 0!AVIDM, Bit 1 1, Bit 2 1, Bit 3, Bit 4 A, Bit 5 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S; dan Bit 6 0*59. Dengan begitu data AIS dibagi menjadi 6 buah data dengan data Bit 5 adalah data yang dilakukan decode. Program LabVIEW ini hasil pembagiannya dapat dilihat pada front panel seperti pada Gambar 3.8. Gambar 3.8 Front Panel Hasil Pembagian Data AIS 2. Membagi Data AIS menjadi per karakter 19

30 Dari keluaran Sub program BIT DAT maka diperoleh data 15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;, kemudian data tersebut dikonversi menjadi decimal kemudian dikonversi lagi menjadi data biner. Dengan menggunakan program LabVIEW secara berturut-turut dilakukan pembacaan karakter dan dilakukan konversi data ke biner seperti ditunjukan pada Gambar 3.9. Gambar 3.9 Sub Program Decoding Gambar 3.10 Front Panel Sub Program Decoding Karena konversi secara langsung dengan menggunakan Number to Boolean mempunyai output maka digunakan sub program 6 bit untuk 20

31 membalik nilai menjadi , kemudian setelah dibalik maka diurutkan hasil dari semua karakter menjadi satu deret array nilai biner. 3. Konversi Data Biner Menjadi Data Kapal Seperti contoh data kapal MMSI yang dimulai dari bit ke 8 sampai 37 dengan panjang bit adalah 30. Apabila kita mengacu pada Tabel 3.2 maka dihasilkan data biner Konversi dari biner ke desimal adalah dengan metode MSB (pembacaan dimulai dari sebelah kiri). Hasil dari konversi bilangan biner dari bit 8 sampai 37 adalah , maka MMSI dari data AIS!AIVDM,1,1,,A,15?:4d001D7LE:R0fF8::89L00S;,0*59 adalah Implementasi ke program LabVIEW untuk mengubah nilai biner menjadi data kapal dapat dilihat pada Gambar Gambar 3.11 Program Decode LabVIEW Gambar 3.11 merupakan blok diagram dengan Case Structure..5 merupakan pemilihan untuk menghasilkan nilai dari data kapal Message Type. Pada sub program difungsikan untuk melakukan konversi data biner menjadi data decimal dengan panjang karakter yang diambil adalah 6 yang dimulai dari bit ke 0. Case Structure untuk menghasilkan data kapal Repeat Indicator terdapat pada Gambar 3.12 Gambar 3.12 Case Structure program Repeat Indicator 21

32 Repeat Indicator ini memiliki panjang karakter sebanyak 2 bit yang dimulai dati bit ke 6 sehingga untuk mendapatkan nilai dari data kapal Repeat Indicator maka data biner yang diambil adalah bit 6 dan 7. Yang ke tiga adalah data MMSI kapal dengan panjang 30 bit dimulai dari bit ke 8 yang ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.13 Case Structure Program MMSI MMSI dimulai dari bit ke 8 sampai bit ke 37, jadi sebanyak 30 bit dikonversi menjadi bilangan decimal. Karena pada sub program Deco/Decoding sudah dilakukan proses konversi maka pada program utama pada sebelah kiri data MMSI langsung di koneksikan ke output tanpa proses dengan program yang terdapat pada sub program decoding adalah Gambar 3.13 bagian kanan. Data nomor 4 adalah Navigation Status yang diawali dari bit ke 38 yang ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.14 Case Structure Program Navigation Status Navigation status merupakan data kapal yang menunjukkan Aktivitas dari kapal, dimana nilainya diperoleh dari bit ke 38 sampai bit ke 41 seperti yang ditunjukkan pada Gambar Data kapal yang ke lima adalah Rate of Turn yang memiliki panjang 8bit dan dimulai dari bit ke 42 seperti ditunjukkan pada Gambar

33 Gambar 3.15 Case Structure Program Rate of Turn Untuk menghasilkan data Rate of Turn maka dari 8 bit tersebut di ubah menjadi desimal kemudian hasil data decimal dibandingkan dengan 128 dan apabila nilai melebihi 128 maka nilai tersebut akan dikurangi dengan 256 yang dimaksudkan sebagai arah putaran kapal. Selanjutnya data kapal ke 6 adalah Speed Oveer Ground dengan program LabVIEW nya pada Gambar Gambar 3.16 Case Structure Program Speed Over Ground Data kapal Speed Over Ground merupakan data kecepatan kapal yang didapatkan dari bit ke 50 sampai ke 59 dengan panjang 10 bit. Dati 10 bit tersebut dionversi ke decsimal sehingga didapatkan nilai 2600 yang kemudian dibagi 10, maka dihasilkan nilai SOG 260. Data kapal yang ke 7 adalah Accuracy terdiri dari 1 bit yang ditunjukkan pad Gambar Gambar 3.17 Case Structure Program Accuracy Accuracy data ini nilainya didapat dari konversi dengan panjang 1bit yang dimulai dari bit ke 60, sehingga nilai yang didapatkan hanya 1 atau 0 saja. Data kapal posisi didapatkan dari dua nilai yaitu Longitude dan Latitude dimana program keduanya dapat dilihat pada Gambar

34 Gambar 3.18 Case Structure Program longitude dan latitude Longitude dan latitude merupakan koordinat kapal berdasarkan map sehingga nantinya dapat dilakukan ploting ke google maps. Untuk koordinat longitude dimulai dari bit ke 61 dengan panjang data 28 bit sedangkan koordinat latitude dimulai dari bit ke 89 dengan panjang data 27 bit. Setelah dilakukan konversi dari biner ke desimal selanjutnya nilai tersebut dibagi dengan pada nilai output konversi longitude dan latitude. Data kapal selanjutnya adalah Course Over Ground yang dimulai dari bit ke 116 dengan program LabVIEW pada Gambar Gambar 3.19 Case Structure Program True Heading True Heading ini merupakan derajat putar dari kapal sehingga untuk mendapatkan nilai tersebut harus mengonversi data biner 12 bit dati bit ke 116 sampai bit ke 127. Data kapal yang ke 12 adalah Timestamp ini merupakan satuan waktu (detik) untuk melakukan pengiriman pesan. Program LabVIEW untuk data Timestamp ini dapat dilihat pada Gambar Gambar 3.20 Case Structure Program Timestamp 24

35 Nilai dari data Timestamp diambil dari bit ke 137 sampai bit ke 142 dengan panjang 6 bit. Dengan menggunakan data ini kita dapat mengetahui intensitas pengiriman pesan pada setiap kapal. Selanjutnya data kapal yang ke 13 adalah Maneuver Indicator yang ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.21 Case Structure Program Maneuver Indicator Terdiri dari 2 bit yang dimulai dari bit ke 143 maka nilai yang disediakan oleh AIS Protocol Decoding dari 0 sampai 2 dimana 0 adalah Not Available, 1 adalah No special maneuver dan 2 adalah special maneuver. Spare ini merupakan data kapal nomor 14 dan program LabVIEW nya ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.22 Case Structure Program Spare Program Spare ini terdiri dari 3 bit yang dimulai dari bit 145 dan berakhir pada bit ke 147. Seperti pada program Case structur yang lain untuk mendapatkan nilai spare maka dilakukan konversi dari biner ke desimal. RAIM Flag merupakan data kapal yang ke 15 dengan program LabVIEW dapat dilihat pada Gambar Gambar 3.23 Case Structure Program RAIM Flag 25

36 RAIM Flag merupakan perangkat receiver yang digunakan untuk pemantauan integrasi otomatis kapal. Bila terpasang maka nilai yang muncul adalah 1 dan apabila tidak terpasang maka nilainya adalah 0. Data terakhir kapal adalah Radio Station yang diperoleh dengan program LabVIEW pada Gambar Gambar 3.24 Case Structure Program Radio Status Bit 149 sampai bit 167 merupakan informasi diagnostic untuk system radio yang nilainya didapat dari konversi 19 bit ke desimal dengan metode Most Significant Bit (MSB) yang dibaca nilai bitnya dari sebelah kiri. Hasil dari 16 data kapal tersebut kemudian ditampilkan ke Front Panel program LabVIEW sehingga dapat dibaca oleh user yang ditunjukkan pada Gambar Gambar 3.25 Front Panel Decode LabVIEW Sementara Penampilan keseluruhan dari program untuk penyimpanan data AIS dan proses decode ditampilkan pada Gambar

37 Gambar 3.26 Penyimpanan data AIS Software AIS Receiver Gambar 3.27 Database AIS Sebelum di Decode Pada Gambar 3.26 dan Gambar 3.27 di atas merupakan software AIS receiver dengan bahasa pemprograman LabVIEW, dimana program ini akan menyimpan data AIS berupa data NMEA Message 0183 dan hasil dari decode data NMEA Message 0183 menjadi data kapal sesungguhnya yang kemudian akan di lakukan filter berdasarkan MMSI. Untuk diagram alir atau Flow chart program AIS receiver ini ditunjukkan pada Gambar 3.28 di bawah ini. 27

38 Start Port Setting Input lokasi penyimpanan data Recording Time Setting Menit/jam Menit Start Timer menit Jam Start Timer Jam Persiapan file.txt Persiapan file.txt Baca data AIS dari serial Baca data AIS dari serial Decode data AIS Decode data AIS Filter data decode berdasarkan MMSI Filter data decode berdasarkan MMSI Tampil semiua real Time Tampilkan realtime MMSI Tampilkan data Semua MMSI Real time ke Google map Tampil semiua real Time Tampilkan realtime MMSI Tampil kan 1 MMSI Tampilkan data Semua MMSI Real time ke Google map Tampil kan 1 MMSI Tampilkan 1 MMSI data AIS ke dalam google map Tampilkan 1 MMS data ke dalam google map Tuliskan data AIS, data hasil decode dan data filter ke file.txt Tuliskan data AIS, data hasil decode dan data filter ke file.txt 1 menit? Tidak 1 Jam? Tidak YA Buat file.txt baru YA Buat file.txt baru Button Stop? Tidak YA Finish END Gambar 3.28 Flow Chart Program LabVIEW Proses program AIS Receiver ini berawal dari tombol start dimana program dimulai, setelah LabVIEW running maka software ini akan meminta Seting Port yang berupa koneksi serial dari hardware AIS receiver dengan software LabVIEW. Setelah 28

39 terkoneksi selanjutnya secara otomatis program LabVIEW memberikan tempat penyimpanan data recording yang berupa data NMEA Message Penentuan lama pengambilan data dilakukan setelah proses dari penyimpanan data recording. Pilihan lama waktu penyimpanan ada dua macam yaitu penyimpanan data selama 1 menit atau penyimpanan data selama 1 jam. Untuk proses pemilihan lamanya penyimpanan waktu ini antara jam dan menit ini sama, yang membedakan adalah lama waktu penyimpanannya saja. Setelah dilakukan pemilihan lama penyimpanan data, maka timer mulai menghitung, yang kemudian diikuti dengan persiapan file penyimpanan data NMEA Message Pembacaan data NMEA Message 0183 melalui komunikasi serial ini adalah proses awal disimpannya data recording sebelum dilakukan decode data NMEA Message 0183 dan dilakukannya filter berdasarkan data MMSI dari data hasil decode tersebut. Setelah proses filter data berdasarkan MMSI maka selanjutnya data NMEA Message 0183, data decode dan data hasil filter MMSI akan ditampilkan ke layar front panel pada LabVIEW, yang secara berurutan ketiga data.txt tersebut di simpan di tempat yang telah disediakan LabVIEW. Bila Proses tersebut telah berjalan selama waktu yang telah dipilih sebelumnya, maka dibuat file.txt baru sebagai penyimpanan data NMEA Message 0183 yang baru juga. Tetapi apa bila lama waktu penyimpanan belum terpenuhi maka proses di atas akan dilakukan kembali hingga lama waktu penyimpanan terpenuhi. Untuk mengakhiri proses ini yang sekaligus mematikan fungsi dari semua proses adalah ketika ditekan tombol stop. Proses decode dilakukan Software AIS decode yang dirancang untuk merubah data mentah (raw data) AIS dalam bentuk NMEA message 0183 menjadi data kapal sesuai standar ITU Recommendation M.1371 meliputi data MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. (a) 29

40 (b) Gambar 3.29 Data Hasil AIS decode dengan LabVIEW (a) Database Hasil Decode (b) Gambar 3.29(a) dan 3.29(b) diatas adalah hasil dari proses AIS decode dimana akan diperoleh data kapal berupa MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. Proses selanjutnya adalah pengiriman data MMSI, longitude dan latitude dari kapal yang telah diterima yang kemudian dilakukan marger atau plot ke google maps sehingga semua kapal yang diterima akan muncul sesuai kordinat longitude dan latitude yang terdapat di google maps. Menggunakan program javascript untuk mengambil data yang dikirim oleh labview yang kemudian javascript mengolah data tersebut untuk dilakukan plot atau marger ke google maps. 3.3 Lokasi Penelitian Lokasi penelitian terbagi menjadi tiga yaitu: 1. Lokasi identifikasi yang masuk dalam data AIS adalah kapal-kapal yang berada di Selat Singapura dan Perairan Batam bagian utara. 2. Lokasi AIS station sebagai tempat pemasangan peralatan AIS berupa antena, AIS receiver dan mini PC sebagai penyimpan data mentah (raw data) AIS, terbagi menjadi dua lokasi berbeda, yaitu : a) AIS station 1 berada dikampus Politeknik Negeri Batam. b) AIS station 2 berada dipulau Belakang Padang, salah satu pulau terluar yang berbatasan langsung dengan Singapura. 30

41 3. Lokasi AIS server berada di kampus Politeknik Negeri Batam AIS Station 2 AIS Station 1 Gambar 3.30 Lokasi Penelitian dan Lokasi AIS Station 3.4 Pengambilan Data Sistem pengoperasian AIS dalam penelitian ini dijalankan secara terintegrasi dan berjalan secara otomatis dimulai dari proses menerima data, mengolah, menyimpan dan menampilkan data AIS. AIS mampu merekam data kapal secara real-time yang dikirim setiap 2 hingga 10 detik tergantung dari kecepatan kapal pada saat kapal berlayar [4, 5]. Oleh karena itu, proses pengambilan data AIS pada penelitian ini akan dilakukan sepanjang waktu. Pengolahan data AIS agar didapat jumlah kapal yang melewati Selat Singapura dan Perairan Batam adalah dengan melakukan filter data jumlah MMSI hasil decode berdasarkan waktu perekaman. Gambar 3.31 Pengolahan data Kepadatan Lalu Lintas Kapal Menggunakan AIS 31

42 BAB IV HASIL DAN ANALISA Pada bab ini dipaparkan mengenai pengujian-pengujian dan analisa-analisa yang berhubungan dengan penelitian. 4.1 Hasil Data Decode dan Data AIS (NMEA Message) Data disimpan pada system ini adalah data AIS (NMEA message) dan data NMEA message yang telah di decode menjadi data kapal MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. Hasil data kapal tersebut terdapat dalam sub VI seperti pada Gambar 4.1. Gambar 4.1 Hasil Decode data AIS (NMEA message) 32

43 4.2 Pengujian Koordinat Kapal Pengujian koordinat ini merupakan pengujian longitude dan latitude dari posisi kapal yang dideteksi. Pengujian ini membandingkan hasil system kami buat dengan google maps dan juga marine traffic. Metode pengambilan dan perbandingan data yang diperoleh ini dimulai dari pengambilan data system berupa data MMSI, longitude dan latitude yang kemudian di plot kedalam google maps dan untuk membandingkan kebenaran atau tingkat keakurasian data yang diperoleh maka data hasil yang diperoleh dibandingkan dengan data pembanding (koordinat) pada marne traffic. Sebanyak 20 data diambil dan di bandingkan dengan data pembanding marine traffic dan hasilnya dari perbandingan tersebut terdapat pada Tabel 4.1. NO Tabel 4.1 Tabel hasil perbandingan data percobaan dengan data marine traffic MMSI Koordinat Sistem Penelitian Koordinat Marine Traffic Latitude Longitude Latitude Longitude Error (%) % % % % % % % % % % % % % % % % % % % % Rata-rata Error 0.39% Dari hasil Tabel 4.1 diatas maka dapat diketahui nilai error yang didapatkan dengan rumus di bawah ini: Error= ((nilai latitude percobaan- nilai latitude marine traffic) + (nilai longitude percobaan- nilai longitude marine traffic))

44 Dibagi dengan 100 ini untuk menjadikan nilai dalam bentuk % error dan untuk rata-rata error nya di dapatkan dengan menjumlahkan semua error kemudian dibagi dengan jumlah data yang diperoleh. Maka tingkat error yang didapat dari penelitian ini adalah 0.39% dengan begitu keakurasian dari penelitian ini adalah 99.61%. Perbandingan koordinat tersebut bila dilihat dari visual google maps dengan marine traffic dapat kita lihat pada Gambar 4.2. Gambar 4.2 Tampilan Software Marine Traffic Gambar 4.3 Tampilan Software LabVIEW Untuk mengetahui titik koordiat pada marine traffic maka dikopikan MMSI ke bagian search map dan kemudian data base pada marine traffic membaca dan menunjukkan koordiat kapal dengan MMSI tujuan sehingga pada Gambar sebelah kiri akan muncul identitas kapal dan koordinat kapal. Pada bagian kanan Gambar 4.2 adalah google map system untuk melakukan ploting kapal dengan identitas MMSI, latitude dan longitude. Jadi untuk memunculkan koordian pada google maps maka diperlukan identitas kapal 34

45 yang berupa MMSI, latitude dan longitude kemudian tombol update data untuk melakukan ploting ke google maps dan reset untuk menghilangkan ploting pada google maps di bagian Gamber 4.2 sebelah kanan. 35

46 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan Berdasarkan analisis dan pembahasan maka dapat disimpulkan sebagai berikut 1. Data AIS (NMEA message) dapat didecode dengan menggunakan software LabVIEW menjadi data kapal berupa MMSI, status navigasi, Rate of Turn (ROT), kecepatan kapal, posisi kapal (Longitude dan Latitude), Course Over Ground (COG), True Heading (HDG), Time Stamp, RAIM flag dan Radio status. 2. Dengan menggunakan AIS receiver sebagai penerima data dari kapal dengan alat bantu antena vertical sebagai penerima frekuensi dan mini PC sebagai alat recorder data yang didalamnya terdapat software LabVIEW untuk melakukan decode, merupakan instalasi system penelitian ini. 3. Dengan mengetahui posisi kapal dengan melakukan ploting koordinat kapal pada google maps maka dapat diketahui posisi kapal secara visual secara real-time di perbatasan Selat Singapura dan Perairan Batam dengan akurasi 99.61%. 5.2 Saran 1. Perlu dilakukan perluasan jangkauan dengan memperbanyak pemasangan AIS receiver agar monitoring kapal jangkauan wilayahnya semakin besar. 2. Program pada LabVIEW perlu dilakukan pengembangan agar data yang diambil tidak terbatas pada tipe data A saja dan dapat men-decode tipe B dan tipe 5,6 dan 7. 36

47 DAFTAR PUSTAKA [1] Tridoyo Kusumastanto Pemberdayaan Sumberdaya Kelautan, Perikanan dan Perhubungan Laut dalam Abad XXI. [2] Mihmanli, Ege Research Report : Combating Piracy in the Strait of Malacca. MUNDP 2011 Asia and the Pacific. [3] Hendra Saputra, Adi Maimum, Jaswar Koto, Mohammad Danil Arifin Estimation and Distribution of Exhaust Ship Emission from Marine Traffic In the Straits Of Malacca and Singapore Using Automatic Identification System (AIS) Data. The 8 th International Conference on Numerical Analysis in Engineering, pp , pekanbaru, Indonesia. [4] International Telecommunication Union, ITU-R Recommendation M Technical Characteristic for a universal ship borne automatic identification system using time division multiple access in the VHF maritime mobile band. [5] Kojiro Hata, Kazuhiko Hasegawa, Kazuhisa Niwa, Hiroyuki Fukuda AIS Simulator and ITS Application. [6] Intenational Maritime Regulataion (IMO) Resolution A.917(22) Guidelines For The Onboard Operational Use Of Shipborne Automatic Identification Systems (AIS). [7] Harini, Sasono Wibowo Automatic Identification System (AIS) Sebagai Alat Bantu Pendeteksi Lokasi Kapal. Jurnal Sains dan Teknologi Maritim, Volume XIII No. 02 Maret [8] MB Zaman, E Kobayashi, N Wakabayashi, S Khanfir, T Pitana, A Maimun Fuzzy FMEA model for risk evaluation of ship collisions in the Malacca Strait: based on AIS data. Journal of Simulation 8 (1), (2014) [9] MB Zaman, E Kobayashi, N Wakabayashi, T Pitana, A Maimun Implementation of Automatic Identification System (AIS) for Evaluation of Marine Traffic Safety in Strait of Malacca using Analytic Hierarchy Process (AHP). Journal of Japan Society of Naval Architects and Ocean Engineers 16, [10] MB Zaman, A Santoso, E Kobayashi, D Wakabayashi, A Maimun Formal Safety Assessment (FSA) for Analysis of Ship Collision Using AIS Data. TransNav: International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea. [11] Perez, M., Chang, R., Billings, R., Kosub, T.L., Automatic Identification System (AIS) data use in marine vessel emission estimation. 18th Annual International Emission Inventory Conference. [12] Zheng Pan, Shujun Deng Vessel Real-Time Monitoring System Based On AIS Temporal Data. ICIII '09 Proceedings of the 2009 International Conference on Information Management, Innovation Management and Industrial Engineering - 37

48 Volume 03. Page IEEE Computer Society Washington, DC, USA 2009 ISBN: doi> /iciii [13] Pitana, Trika., Kobayashi, Eiichi., Wakabayashi, Nobukazu Estimation of Exhaust Emissions of Marine Traffic Using Automatic Identification System Data (Case Study: Madura Strait Area, Indonesia). OCEANS 2010 IEEE Sydney, E- ISBN : , Print ISBN: [14] Eriksen, T., Skauen, A., Narheim. B., Helleren, Ø., Olsen, Ø., Olsen, R., Tracking ship traffic with space-based AIS: experience gained in first months of operations. Proceedings of the Waterside Security Conference, Marina di Carrara, Italy. doi: /WSSC Elsevier [15] Skauen, A N Quantifying the tracking capability of space-based AIS systems. Advances in Space Research, Volume 57, Issue 2, 15 January 2016, Pages [16] LAPAN (Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional) Sistem Pengoperasian AIS pada satelit LAPAN-Ekuatorial untuk Pemantauan Kapal di Wilayah Indonesia. Laporan Akhir RIK DIKTI 2010 [17] Lucialli, P., Ugolini, P., Pollini, E Harbur of Ravenna: The Contribution of Harbour Traffic to Air Quality. Atmos. Environ., vol. 41, pp , [18] Meyer, D.P., Maes, F., Volckaert, A Emission from international shipping in the Belgian part of the North sea and the Belgian seaports. J Atmos.Environ., vol 42, pp , [19] Eyring, Veronika.,S.A.Isaksen, Ivar., Berntsen, Terje., J. Collins, William., et al Transport impacts on atmosphere and climate: Shipping. Atmospheric Environment 44 (2010)

49 Lampiran 1 Contoh Data AIS (NMEA message) dan Hasil AIS Decode Dengan Marine Traffic Hasil decode Setelah didecode akan didapat informasi kapal dan posisi kapal (contoh software AIS decode untuk single data) 39

50 Main Program Lampiran 2 Program LabVIEW 40

51 Sub VI Random data Sub VI decoding123 41

52 Sub VI Filter MMSI 42

53 Sub VI Creat First File 43

54 Sub VI Creat Time 44

55 AIS Receiver CYPHO-150 Product Overview - The AMEC CYPHO-150X (any CYPHO-150 model) is an AIS receiver. It receives AIS navigation data from AIS-equipped vessels nearby and the data is utilized to improve navigation safety. CYPHO-150X is designed to inter-operate with AIS Class A or Class B transponders, or any other AIS station operating on the AIS VHF data link. CYPHO-150X is built with two parallel AIS receivers in one box. The default frequencies are standard marine VHF AIS channels, i.e and MHz. Having CYPHO-150X AIS receiver on board, not only can you monitor the status of the vessels in the surrounding area, but also receive the dynamic information (position, speed, SOG, etc.), static information (ship name, MMSI, call sign, etc.), and voyage related information (cargo type, destination, etc.) from any vessels nearby that are equipped with AIS transponders. Equipped with standard USB and NMEA0183, CYPHO-150X allows connectivities to most available peripherals in the market. Through USB, users are able to view AIS information on their preferred navigation chart software on their PCs or notebooks. CYPHO-150X is IPX2 water resistant providing acceptable protection against water. It complies with international IEC standard and has gained CE/FCC conformity. You have made a smart choice to ensure a happy and safety journey. KEY FEATURES Automatic Identification System - receive only Designed with sophisticated dual-channel receivers Able to receive all AIS information from Class A, Class B, Base Station AIS AtoN, AIS SART, etc. Field-proved exceptional receiving sensitivity performance Capable connecting PC or a range of display systems Compact size, robust housing, easy installation Support NMEA0183, USB, and NMEA2000 (optional) connectivities Optional WiFi connection and/or built-in VHF antenna splitter Package comes with friendly AMEC AIS Viewer software for PC

56 MECHANICAL 128 mm 36 mm 88 mm SPECIFICATIONS APPLICABLE STANDARDS IEC (applicable parts) ITU-R M.1371 (applicable parts) IEC (applicable parts) IEC (applicable parts) AIS RECEIVER Number of AIS Receivers 2 channels Frequency Range ~ MHz CH-1 Default CH 87B ( MHz) CH-2 Default CH 88B ( MHz) Channel Bandwidth 25KHz Message Format AIS Class A & B messages Data Rate 9,600bps / per channel Receive Sensitivity -112 PER 20% POWER SUPPLY Supply Voltage 12 / 24V DC Power Consumption <1.50 Watt EXTERNAL CONNECTORS VHF Antenna Connector Female Type M (PL 259) NMEA (default), 9600, 4800 bps USB 2.0 Supported VHF Radio Supported (CYPHO-150S & 150WS only) NMEA 2000 Supported (CYPHO-150WS only) Wi-Fi Dipole antenna (CYPHO-150WS only) WiFi CONNECTION (CYPHO-150WS only) IEEE b/g/n ENVIRONMENTAL Operating Temperature -15 C~55 C Storage Temperature -25 C~70 C Humidity Operation 0~95% RH at 40 C Vibration IEC Waterproof IPX2 PHYSICAL DIMENSIONS LED INDICATION CYPHO-150 CYPHO-150S CYPHO-150WS Power, Error, AIS Rx Power, Error, AIS Rx, Radio Tx Power, Error, AIS Rx, Radio Tx, Wi-Fi Length Width Depth Weight 128 mm (4.99 in) 36 mm (1.40 in) 88 mm (3.43 in) 210 g (including cable) RF PERFORMANCE (CYPHO-150S & 150WS only) Note: Specifications are subject to change without prior notice. VHF Port Insertion Loss Receiver Path 3.5dB Transmit Path 1.2dB The AIS Specialists Distributor/Dealer Alltek Marine Electronics Corporation 7F, No. 605, Ruei Guang Rd.,Neihu, Taipei, Taiwan 114 Tel: Fax: Sales Contact For more information, please contact your local representative or Alltek Marine at sales@alltekmarine.com Alltek Marine Electronics Corp. v 1.1

57 BIOGRAFI PENULIS Nama : Ardian Budi Kusuma Atmaja Tempat Tgl.Lahir : Yogyakarta 24 Januari 1991 Agama : Islam Alamat : Jalan Kresna 33 Wirobrajan Yogyakarta ardian.buzzi@gmail.com Riwayat Pendidikan : a. SD Suronatan Yogyakarta Tahun Lulus 2004 b. SMP Negeri 7 Yogyakarta Tahun Lulus 2007 c. SMA Muh 3 Yogyakarta Tahun Lulus 2010 d. Diploma 3 UGM Tahun Lulus 2013