Selasa, 06 Oktober 2009

REPLIKASI SIGNAL DENGAN MENGGUNKAN METODE BOOTSTRAP

REPLIKASI SIGNAL DENGAN MENGGUNKAN METODE BOOTSTRAP

ABSTRAK

Signal dapat dimodelkan sebagai proses stokastik yang berperiode ataupun tidak berperiode. Untuk itu dalam mereplikasi

sebuah signal, kita harus tetap menjaga karakter asli dari signal dan juga sifat keacakannya. Salah satu metode yang mungkin

untuk dilakukan adalah bootstrap. Namun demikian, kita harus memodifikasi metode bootrap ini untuk mengakomodasi sifat

ketergantungan dari series beserta periodisitasnya. Sebagai langkah awal dalam bootstrap ini diperlukan uji ada tidaknya

periodisitas dalam signal. Diberikan dua metode untuk mendeteksi periodisitas, yaitu Fisher statistik dan Chiu statistik dan

sebuah ilustrasi dengan menggunakan data simulasi untuk menguji dan mereplikasi sebuah signal.

BOOTSTRAP


Bootstrap merupakan alat bantu umum (general tool)

yang biasa digunakan untuk mencari pendekatan

dalam distribusi statistik yang dikehendaki. Bootstrap

mengantikan atau bahkan seringkali memperbaiki

hasil yang diperoleh berdasarkan analisa asymptotic

secara klasik, terutama untuk data sampel yang

berukuran kecil sampai menengah. Beberapa aplikasi

yang menggunakan teknik bootstrap ini adalah untuk

membandingkan dua random signal ataupun dua

buah gambar random yang tidak bersih (noisy image)

satu terhadap yang lain. Fanke dan Halim [1],

menerapkan aplikasi ini untuk mendeteksi kerusakan

pada texture. Pada makalah ini akan digunakan

teknik Bootstrap untuk mereplikasi signal yang

memiliki sifat periodisitas. Halim [2] menggunakan

teknik ini untuk mensintesa texture yang memiliki

sifat semiregular, yaitu texture yang memiliki sifat

random dan regularitas didalamnya.

Untuk mereplikasi signal yang memiliki sifat

periodisitas ini diperlukan tiga langkah, yaitu

mendeteksi posisi periodisitas dari signal tersebut,

mengujinya serta melakukan bootstrap sampling

untuk data yang berperiodik. Langkah-langkah

tersebut akan dijelaskan pada subbab-subbab berikut.


Polutan ang menempel pada suatu isolator berasal

dari polutan yang terdapat pada udara di sekitar

isolator tersebut. Polutan yang terbawa udara dapat

menempel pada permukaan isolator dan berangsurangsur

membentuk suatu lapisan yang tipis pada

permukaan isolator. Polutan yang paling berpengaruh

terhadap lewat denyar isolator adalah unsur garam.

Unsur garam yang mencemari suatu isolator sebagian

besar berasal dari angin laut. Angin laut dapat

mengendapkan lapisan garam di permukaan isolator

yang terpasang di daerah-daerah yang berdekatan

dengan pantai. Lapisan garam ini bersifat konduktif

terutama pada keadaan cuaca lembab, berkabut atau

pada saat hujan gerimis [1]. Jika cuaca seperti ini

terjadi maka akan mengalir arus bocor dari konduktor

jaringan ke tanah melalui lapisan garam yang

menempel di permukaan isolator dan tiang penyangga.

Adanya arus bocor ini akan memicu terjadinya

peluahan parsial pada permukaan isolator.

TEORI

Kebutuhan energi listrik di Sumatera Utara disediakan

oleh PT PLN (Persero) Distribusi Wilayah II

Sumatera Utara. Energi listrik didistribusikan kepada

konsumen sebagian besar melalui jaringan hantaran

udara 20 kV. Sebelumnya telah dijelaskan bahwa

salah satu komponen utama jaringan hantaran udara

adalah isolator. Isolator ini terpasang pada ruang

terbuka, sehingga beberapa tahun sejak pemasangannya,

pada permukaan isolator menempel polutan yang

bersifat permanen. Intensitas polutan pada isolator

tersebut tergantung kepada tingkat pencemaran udara

dan unsur polutan yang terkandung dalam udara di

sekitar isolator. Tingkat pencemaran dan kandungan

polutan di sekitar suatu isolator tergantung kepada

sumber polutan dan jarak isolator dari sumber polutan

tersebut.

Daerah Sumatera Utara berbatasan dengan Selat

Malaka dan lautan Hindia, maka uap air laut di selat

Malaka dan lautan Hindia merupakan salah satu

sumber polutan bagi isolator-isolator yang terpasang

di Sumatera Utara. Di samping itu, udara di Sumatra

Utara juga membawa polutan yang bersumber dari

limbah industri, limbah pemukiman dan limbah

perkebunan. Limbah industri dan limbah pemukiman

hanya ditemukan di kota Medan dan sekitarnya.

Limbah perkebunan yang dapat mencemari suatu

isolator di Sumatera Utara berasal dari asap pabrik

kelapa sawit dan asap pembakaran lahan perkebunan.

Telah dijelaskan bahwa isolator digunakan dalam

rangka penyaluran energi listrik kepada konsumen.

Oleh karena itu, populasi isolator lebih banyak di

daerah pemukiman. Sedang pabrik kelapa sawit

tersebar di beberapa tempat dan jauh dari pemukiman

sehingga asapnya tidak mencemari banyak isolator.

Dengan demikian sumber polutan terbesar bagi

isolator jaringan distribusi di Sumatera Utara adalah

angin laut. Jika sumber polutan utama adalah angin

laut, maka intensitas polutan yang menempel pada

suatu isolator tergantung pada jarak isolator tersebut

dari tepi laut.

Jika arah angin laut yang paling sering terjadi

dimisalkan seperti arah panah, maka intensitas polutan

pada isolator yang berada di kawasan A lebih

berat dibandingkan dengan intensitas polutan isolator

di kawasan B dan C; sedang intensitas polutan pada

isolator yang berada di kawasan B lebih berat

dibandingkan dengan intensitas polutan isolator di

kawasan C.

Seandainya arah angin laut yang paling sering terjadi

tidak seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, maka

intensitas polutan pada isolator yang berada di

kawasan A tetap lebih berat dibandingkan dengan

intensitas polutan isolator di kawasan B dan C;

sedang intensitas polutan pada isolator yang berada di

kawasan B tetap lebih berat dibandingkan dengan

intensitas polutan isolator di kawasan C.

Penelitian ini bertujuan untuk memperoleh hubungan

antara intensitas polutan isolator dengan jarak isolator

dari garis pantai, sehingga intensitas polutan isolator

pada suatu kawasan di daerah Sumatera Utara dapat

diperkirakan dengan mengetahui jarak daerah itu dari

garis pantai. Perkiraan ini dapat dipergunakan sebagai

bahan pertimbangan dalam merancang isolator

jaringan distribusi hantaran udara di Sumatera Utara

dan daerah lain yang kondisi geografisnya hampir

sama dengan Sumatera Utara. Hubungan dimaksud

dapat diperoleh dengan mengukur intensitas polutan

Hubungan Intensitas Polusi Isolator Jaringan Distribusi di Sumatera Utara dengan Jarak Lokasi Isolator dari Pantai

[Bongas L. Tobing, et al]

65

yang menempel pada isolator jaringan hantaran udara

20 kV milik PT PLN (Persero) Wilayah II Sumatera

Utara yang telah terpasang di sekitar kawasan A, B

dan C

METODOLOGI PENGUKURAN INTENSITAS

POLUTAN ISOLATOR

Sampel untuk pengukuran ESDD adalah isolator

jaringan hantaran udara 20 kV milik PT PLN

(Persero) Wilayah II yang menyebar di Sumatera

Utara. Ada tiga jenis isolator yang digunakan PT PLN

(Persero) Wilayah II di Sumatera Utara, yaitu jenis

pin, jenis pin-post dan jenis piring. Isolator yang

terbanyak digunakan adalah jenis pin, sehingga

sampel isolator yang dipilih adalah jenis pin seperti

yang ditunjukkan pada Gambar 2. Semua sampel

diambil dari jaringan yang umur pemasangannya

hampir sama, yaitu 11-12 tahun.

Gambar 2. Isolator Jenis Pin

Sumatera Utara dibelah dua oleh pegunungan Bukit

Barisan. Kawasan yang berbatasan dengan samudera

Hindia disebut kawasan Pantai Barat, sedang kawasan

yang berbatasan dengan Selat Malaka disebut

kawasan Pantai Timur. Kawasan Pantai Barat berupa

dataran tinggi sedang kawasan Pantai Timur berupa

dataran rendah. Populasi isolator di kawasan Pantai

Barat lebih sedikit dibandingkan dengan populasi

isolator di kawasan Pantai Timur. Oleh karena itu,

kawasan yang dipilih menjadi lokasi pengambilan

sampel isolator adalah kawasan Pantai Timur.

Jumlah lokasi pengambilan sampel ditetapkan di

empatbelas lokasi. Banyaknya isolator yang diambil

dari setiap daerah pengambilan sampel adalah 5 unit.

Agar polutan pada isolator benar-benar hanya yang

terbawa angin laut, maka isolator di ambil dari daerah

yang bebas polusi industri dan perkotaan. Lokasi

pengambilan sampel berurut mulai dari yang terdekat

ke pantai hingga daerah yang terjauh dari pantai.

Ketinggian suatu lokasi pengambilan sampel harus

sama atau lebih tinggi dari lokasi pengambilan sampel

sebelumnya, agar tidak ada sampel yang terlindung

dari terpaan angin laut. Jarak sampel isolator dari

pantai ditetapkan sama dengan jarak terpendek dari

lokasi pengambilan sampel ke pinggir pantai. Jarak

lokasi isolator dari pantai dan ketinggian daerah

pengambilan isolator diperoleh dari Peta Rupa bumi

Indonesia, skala 1:50.000, yang diterbitkan Bakosurtanal,

tahun 1982.

Tingkat intensitas polusi pada suatu isolator dinyatakan

dengan mengukur daya hantar listrik (konduktivitas)

larutan polutan dalam air murni. Kemudian

dicari konsentrasi larutan garam dalam air murni yang

pada suhu dan volume air murni yang sama mempunyai

konduktivitas yang sama dengan hasil

pengukuran konduktivitas larutan polutan. Karena

konduktivitas larutan polutan disetarakan dengan

konduktivitas larutan garam dalam air, maka metode

pengukuran ini disebut metode “Equivalent Salt

Deposit Density” (ESDD). Pengukuran tingkat intensitas

polutan yang mencemari suatu isolator dengan

metode ini disebut metode ESDD [6,7,8].

Prosedur pengukuran tingkat intensitas polutan

dengan metode ESDD adalah sebagai berikut:

Suatu gelas ukur dibersihkan dengan air destilasi.

Setelah bersih, gelas ukur diisi dengan 500 ml air

destilasi yang akan digunakan mencuci isolator

(selanjutnya disebut air pencuci). Ke dalam air

pencuci dimasukkan empat carik kain kasa steril

ukuran 16 cm x 16 cm dan satu sikat plastik yang

sudah terlebih dahulu dibersihkan dengan air destilasi.

Gelas ukur yang berisi air pencuci ditempatkan dalam

ruangan pendingin hingga temperatur air pencuci

mencapai 200 C. Air pencuci diaduk agar temperaturnya

merata. Saat temperatur air pencuci mencapai 200

C, konduktivitas air pencuci diukur dengan alat

pengukur konduktivitas. Selama pengukuran, kain

kasa dan sikat plastik tetap berada dalam gelas ukur.

Alat ukur yang digunakan adalah konduktivitimeter

merek HANNA, Type HI 9032. Alat ukur ini

dikalibrasi terlebih dahulu dengan “buffer” yang

sesuai dengan kondukvitas air pencuci.

Konduktivitas air pencuci disetarakan dengan konduktivitas

konsentrasi larutan garam NaCl dalam air

murni. Kesetaraannya ditentukan dengan mencari

konsentrasi garam dalam larutan air murni yang

konduktivitasnya sama dengan konduktivitas air

pencuci.

1 komentar: