BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Banjir merupakan salah satu bencana yang sering melanda beberapa daerah di Indonesia khususnya pada daerah dataran rendah seperti Jakarta, Bekasi, Semarang, Padang dan Banten. Menurut Badan Nasional Penanggulangan Bencana (BNPB, 2016), pada tahun 2015 tercatat 492 kejadian banjir di Indonesia dan menyebabkan 176.031 rumah terendam dan 657 diantaranya mengalami rusak berat. Banjir merupakan bencana terbesar pertama yaitu dengan presentase sebesar 31,1 persen dari total 20 macam bencana yang terjadi di Indonesia pada tahun 2015. Berdasarkan data statistik bencana Indonesia 2015 (BNPB, 2016), banjir paling sering terjadi pada bulan Januari dan Februari yaitu terdapat sekitar 100 kejadian pada masing-masing bulan tersebut. Fenomena banjir menjadi bencana apabila menimbulkan kerugian yang besar dan menghambat aktivitas masyarakat. Jakarta menjadi salah satu kota yang langganan terhadap bencana banjir setiap tahunnya, khususnya pada saat musim penghujan. Walaupun tidak terjadi hujan pun, sebagian wilayah di Jakarta dapat mengalami banjir yang disebabkan oleh banjir kiriman dari Bogor karena letak topografi Bogor yang lebih tinggi dari Jakarta (Wiedjaja dkk, 2012). Menurut Badan Nasional Penanggulan Bencana (BNPB, 2016), banjir merupakan bencana terbesar bagi provinsi DKI Jakarta yaitu terdapat sekitar 98 peristiwa banjir pada tahun 2011 sampai dengan tahun 2015. Berbagai upaya sudah dilakukan untuk menanggulangi bencana tahunan ini salah satunya adalah pembangunan sistem pemantauan dan peringatan dini pada sungai yang sering menimbulkan banjir. Pendeteksian dan peringatan dini banjir Jakarta dilakukan dengan melihat status ketinggian muka air di beberapa titik daerah 1
2 aliran sungai setiap harinya yang dilakukan oleh Badan Penanggulan Bencana Daerah (BPBD) DKI Jakarta. Pada pengendalian banjir di Jakarta, pemantauan tinggi muka air dilakukan di beberapa titik aliran Sungai Ciliwung yang melewati kawasan Bogor, Depok dan Jakarta contohnya pada pintu air Bendung Katulampa Bogor, pintu air Depok, pintu air Manggarai dan pintu air Pasar Ikan. Pintu air Bendung Katulampa merupakan sistem informasi terdini yang melaporkan bahaya banjir Sungai Ciliwung yang didasarkan pada ketinggian muka air Bendung Katulampa (Wiedjaja, 2012). Pengukuran tinggi muka air merupakan bidang hidrologi yang erat kaitannya dengan debit air dan banjir. Pengukuran ini dilakukan guna mengantisipasi banjir dan kekeringan. Prediksi tinggi muka air pada sistem ini akan didasarkan pada data time series tinggi muka air saja tanpa menggunakan parameter lain. Hal ini disebabkan karena keterbatasan data klimatologi yang tidak tersedia khususnya pada daerah Katulampa Bogor. Prediksi tinggi muka air dapat digunakan untuk memprediksi terjadinya banjir sehingga dapat dilakukan antisipasi (Setyawan, 2011). Beberapa penelitian telah dilakukan untuk memprediksi tinggi muka air contohnya seperti yang dilakukan oleh Windarto dkk. (2008) yang memprediksi tinggi muka air pada Sungai Kali Garang Semarang dengan menerapkan metode Jaringan Saraf Tiruan (JST). Selain itu juga ada Unes dkk. (2014) yang melakukan prediksi tinggi muka air untuk Bendung Millers Ferry pada Sungai Alabama USA dengan satu variabel saja yaitu data tinggi muka air dengan menggunakan beberapa metode diantaranya JST dan autoregressive. Algoritma genetika merupakan salah satu algoritma yang dapat digunakan untuk kasus prediksi. Algoritma genetika merupakan model komputasi untuk pencarian pola solusi terbaik. Pada tugas akhir ini, algoritma genetika digunakan untuk mencari pola terbaik untuk prediksi tinggi muka air pada pintu air Bendung Katulampa dan diharapkan dapat menghasilkan hasil prediksi yang baik sehingga dapat membantu pemerintah dan masyakarat untuk mengetahui potensi terjadinya banjir dan siap siaga dalam mengantisipasinya.
3 1.2 Rumusan Masalah Dari latar belakang yang sudah dipaparkan, rumusan masalah dari penelitian ini adalah bagaimana memprediksi tinggi muka air pada pintu air Bendung Katulampa menggunakan metode algoritma genetika. 1.3 Batasan Masalah Penelitian ini memiliki batasan-batasan sebagai berikut: 1. Parameter yang digunakan untuk prediksi tinggi muka air hanya berdasarkan pada data tinggi muka air. 2. Penelitian ini menggunakan data time series tinggi muka air pada 1 Januari 2016 pukul 00.00 sampai dengan 10 Februari 2016 pukul 23.00 yang berupa data harian per jam sehingga terdapat 981 data. Data harian tinggi muka air pada pintu air Bendung Katulampa Bogor diambil dari data website http://bpbd.jakarta.go.id/waterlevel. 3. Penelitian ini hanya sebatas model sistem peramalan tinggi muka air jangka pendek yaitu satu jam ke depan dan status ketinggiannya. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan dari penelitian ini adalah untuk merancang dan membangun sistem untuk memprediksi tinggi muka air pada suatu pos pengamatan yaitu pintu air Bendung Katulampa dengan menggunakan algoritma genetika. 1.5 Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah membantu pemerintah dalam memprediksi tinggi muka air untuk selanjutnya dapat mengetahui potensi terjadinya banjir
4 berdasarkan kenaikan tinggi muka air, sehingga pemerintah dapat siaga dalam mengantisipasinya. 1.6 Metodologi Penelitian Metodologi yang digunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Perumusan Masalah Pada tahap ini dilakukan identifikasi masalah yaitu memprediksi tinggi muka air pada pintu air Bendung Katulampa, menentukan tujuan serta manfaat penelitian, membuat batasan-batasan ruang lingkup penelitian, menentukan data-data yang dibutuhkan untuk penelitian ini yaitu data tinggi muka air. 2. Studi Literatur Tahap ini adalah tahap pengumpulan dan penelusuran literatur-literatur maupun penelitian-penelitian terdahulu yang berkaitan dengan topik yang diangkat. Untuk mengumpulkannya dapat diperoleh dari berbagai artikel, jurnal, prosiding maupun skripsi. Dengan dilakukannya studi literatur ini, maka dapat mengetahui perkembangan dari topik penelitian yang diangkat serta bagaimana penelitianpenelitian terdahulu dilakukan dan juga memperoleh gambaran mengenai apa yang akan dilakukan untuk langkah selanjutnya. 3. Pengumpulan dan Pengolahan Data Tahap pengumpulan data yakni dilakukan dengan mengakses website http://bpbd.jakarta.go.id/waterlevel. Data tinggi muka air yang digunakan adalah data tinggi muka air pada pintu air Bendung Katulampa Bogor. Data yang diambil berupa data tinggi muka air per jam pada 1 Januari 2016 pukul 00.00 sampai dengan 10 Februari 2016 pukul 23.00. Pemrosesan data
5 dilakukan untuk mempersiapkan data yang diambil dari sumber menjadi data masukan pada implementasi penelitian. 4. Perancangan Sistem dan Algoritma Genetika Perancangan algoritma genetika dilakukan dengan menentukan representasi kromosom yang akan digunakan, pembangkitan populasi awal, merumuskan bagaimana menghitung nilai fitness, jenis seleksi orang tua apa yang digunakan untuk menyeleksi individu-induvidu pada populasi awal untuk menjadi orang tua. Selanjutnya adalah menentukan jenis crossover, jenis mutasi serta jenis seleksi survivor apa yang akan dipilih pada penelitian ini. Hal-hal tersebut perlu diperhatikan untuk mengetahui faktor-faktor yang berpengaruh pada kasus ini. Sedangkan perancangan sistem dilakukan dengan analisis kebutuhan sistem, pembuatan diagram UML untuk mengetahui alur kerja sistem serta perancangan desain antar muka. 5. Implementasi Mengimplementasikan rancangan algoritma genetika dan sistem secara keseluruhan yang telah dibuat ke dalam program. Pengkodean dilakukan dengan menggunakan bahasa pemrograman python. Pada tahap ini juga dilakukan trial and error. 6. Pengujian dan Analisis Pada tahap ini akan dilakukan pengujian sistem dan algoritma genetika yang telah diterapkan. Pengujian dilakukan untuk mencari parameterparameter terbaik algoritma genetika pada penelitian ini serta mengetahui seberapa baik solusi yang dihasilkan program dan kemudian dicari nilai akurasinya. 7. Penulisan Laporan Pada tahap ini akan ditulis laporan penelitian yang berisi pembahasan mendalam mengenai tahapan-tahapan yang dilakukan pada penelitian, hasil penelitian, analisis pengujian dan kesimpulan yang didapat dari penelitian ini.
6 1.7 Sistematika Penulisan Sistematika penulisan skripsi disusun sebagai berikut: BAB I PENDAHULUAN Bab ini menguraikan latar belakang penelitian dan permasalahan, rumusan masalah, batasan penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan. BAB II TINJAUAN PUSTAKA Bab ini akan memuat berbagai penjelasan dari penelitian-penelitian terdahulu yang digunakan sebagai bahan referensi dalam penulisan tugas akhir ini. BAB III LANDASAN TEORI Bab landasan teori ini akan dipaparkan mengenai teori teori atau istilah-istilah penunjang yang menjadi acuan dalam penelitian ini. BAB IV ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM Pada bab analisis dan perancangan akan dijelaskan mengenai tahapantahapan dalam perancangan sistem yang akan dikembangkan, mulai dari tahapan analisis baik untuk analisis permasalahan maupun analisis kebutuhan sistem, perancangan algoritma genetika, hingga penggambaran perancangan sistem yang akan dikembangkan. BAB V IMPLEMENTASI Pada bab ini akan dijelaskan mengenai implementasi rancangan ke dalam bentuk kode hingga menghasilkan output. BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN Pada bab ini akan dijelaskan mengenai pembahasan hasil penelitian dan pengujian yang diperoleh serta analisanya. BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini berisi kesimpulan yang ditarik berdasarkan pembahasan pada bab-bab sebelumnya dan saran untuk pengembangan penelitian ini.