Abstract— LRT merupakan salah satu moda transportasi massal yang murah, efisien dan dapat mengatasi kemacetan yang ada di Palembang. Lintasan  LRT  memiliki  beberapa  tikungan.  Akan  tetapi,  saat  LRT melalui  tikungan  bandara  terjadi  gaya  kontak  antara  roda-rel  yang menyebabkan  vibrasi  arah  lateral  dan  menyebabkan  timbulnya kebisingan derit. Kebisingan derit terjadi pada frekuensi dimana telinga manusia  sensitif.  Untuk  itu  dilakukan  analisis  mengenai  karakteristik bising  derit  beserta  karakteristik  dinamik  roda  sebagai  penyebab kebisingan  derit  serta  langkah  yang  direkomendasikan  untuk mengurangi  kebisingan  derit.  Karakteristik  bising  derit  LRT  saat melalui  tikungan  bandara  memiliki  frekuensi  dominan  pada  rentang frekuensi  842  Hz,  2844  Hz,  3709  Hz,  dan  4675  Hz  dengan  nilai  TTB ekivalen  dari  kebisingan  derit  sebesar  94,93  dBA.  Karakteristik dinamik roda memiliki lima nilai  frekuensi natural yang berpengaruh terhadap  terjadinya  derit  yaitu  pada  frekuensi  965,34  Hz;  2989,5  Hz; 3977,4  Hz;  dan  4722,4  Hz.  Langkah  pengendalian  bising  derit  dapat dilakukan dengan memberikan rekomendasi kecepatan maksimum 13 km/jam untuk kondisi penumpang penuh dan kecepatan maksimum 14 km/jam  untuk  kondisi  penumpang  normal.  Selain  itu  langkah pengendalian bising derit juga dapat dilakukan penambahan koefisien kekakuan  dan  redaman.  Untuk  LRT  dengan  kecepatan  20  km/jam diberikan rekomendasi  penambahan  koefisien  kekakuan  sebesar 10% dan penambahan koefisien redaman sebesar 280%. Untuk LRT dengan kecepatan  15  km/jam  diberikan  rekomendasi  penambahan  koefisien redaman sebesar 200%. Kedepannya untuk menghindari derit jari-jari tikungan minimum yang direkomendasikan adalah 205 m.
Kata Kunci— Bising Derit, Frekuensi Natural, Kecepatan Maksimum, Koefisien Kekakuan, Koefisien Redaman .

## I. PENDAHULUAN
RT  Palembang  adalah  sebuah  sistem  angkutan  cepat dengan  model  lintas  rel  terpadu  yang  dibangun  di Palembang, Sumatera Selatan yang menghubungkan Bandar Udara  Internasional  Sultan  Mahmud  Badaruddin  II  dengan Kompleks  Olahraga  Jakabaring.  Pembangunan  LRT difungsikan  sebagai  sarana  transportasi  penunjang  warga Palembang  dan  sekitarnya,  termasuk  untuk  menunjang mobilitas penonton dan atlet pada Asian Games 2018.
Permasalahan yang timbul saat kereta dalam hal ini LRT melalui  lintasan  berbentuk  belokan  adalah  menghasilkan suara bising dengan tingkat tekanan bunyi yang tinggi pada frekuensi  sensitif  pendengaran  manusia  yang  dinamakan dengan  derit.  Permasalahan  ini  juga  terjadi  pada  kereta barang yang melewati tikungan tajam di Australia khususnya di wilayah metropolitan. Suara derit merupakan suara dengan pitch tinggi yang terjadi saat kereta melewati belokan ataupun pergantian jalur dari suatu lintasan kereta api. Suara ini terjadi pada rentang frekuensi dimana telinga manusia paling sensitif sehingga sangat mengganggu penumpang ataupun penduduk
sekitar dan dan memiliki tingkat kebisingan 20 dB lebih besar dari kebisingan kereta yang bergerak lurus [1].
Penanganan  kebisingan  pada  sumbernya  dapat  lebih atraktif dibandingkan penggunaan penghalang bising, namun hal  ini  membutuhkan  pemahaman  menyeluruh  tentang mekanisme sumber tersebut dalam menghasilkan kebisingan serta  metode  untuk  mengevaluasi  keefektifan  solusi  yang diusulkan [2]. Roda adalah salah satu komponen yang paling berpengaruh  pada  kebisingan  kereta  api  yang  dapat menghasilkan  beberapa  jenis  bising  seperti  rolling  noise, impact noise atau squeal noise [3].
David  Thompson  dalam  bukunya  “Railway  Noise  and Vibration”  menyatakan  bahwa  bising  derit  muncul  akibat mekanisme kontak antara roda dan rel yang tidak stabil saat kereta melalui tikungan. Bising derit umumnya muncul pada frekuensi antara 250 Hz dan 5 kHz. Ada banyak cara untuk mengurangi  kebisingan  derit  yang  dihasilkan  roda-rel  salah satunya adalah dengan menambahkan peredam pada roda [4]. Kemudian  cara  lainnya  adalah  dengan  menambahkan peredam pada rel, melumasi rel dengan cairan tertentu, dan merubah profil bogie[5].
Kebisingan  derit  juga  terjadi  akibat  besarnya  gaya  kontak pada  arah  lateral  antara  roda  dan  rel  yang  mengakibatkan besarnya  vibrasi  pada  arah  lateral.  Pada  penelitian sebelumnya  oleh  X.  Liu  dan  P.  A.  Meehan  telah  dilakukan upaya  mitigasi  kebisingan  derit  yaitu  dengan  memberikan rekomendasi  parameter  untuk  menurunkan  kebisingan  derit sebesar  6  dB  atau  setara  dengan  menurunkan  amplitudo vibrasi berupa kecepatan arah lateral sebesar 50%. Untuk itu pada  penelitian  ini  akan  dilakukan  analisis  karakteristik bising  derit  LRT  dan  karakteristik  dinamik  roda  LRT  serta parameter yang dibutuhkan untuk menurunkan respon vibrasi arah lateral sebesar 50% [6].

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Kebisingan
Kebisingan adalah bunyi yang tidak diinginkan dari suatu usaha  atau  kegiatan  dalam  tingkat  dan  waktu  tertentu  yang dapat  menimbulkan  gangguan  kesehatan  manusia  dan kenyamanan lingkungan, termasuk ternak, satwa, dan sistem alam.  Suara  yang  bersumber  dari  alat-alat  kerja  yang  pada tingkat tertentu dapat menimbulkan gangguan pendengaran. [7].

## Analisis Respon Vibrasi Roda-Rel Arah Lateral sebagai Langkah Pengendalian Kebisingan Derit LRT Palembang pada Tikungan Bandara Sultan Mahmud Badaruddin II
Muhammad Bintang Tsaqib, Wiratno Argo Asmoro Departemen Teknik Fisika, Institut Teknologi Sepuluh Nopember e-mail : bintang5th@gmail.com, wiratno@ep.its.ac.id
L

## B. Kebisingan Derit
Bising  derit  belokan  merupakan  bunyi  yang  keras  dan bersifat  mengganggu  yang  bersumber  dari  rel  kereta  api, karakteristiknya adalah memiliki  bunyi dominan pada salah satu atau beberapa frekuensi dengan rentang 250 hz hingga 5 khz. Derit dihasilkan dari gaya kontak lateral antara roda dan rel  saat  kereta  melalui  lintasan  berbentuk  lingkungan  dan terjadi semakin besar saat jari-jari tikungan semakin kecil[8].

## C. LRT Palembang
LRT Palembang merupakan moda transportasi masal yang memiliki  3  gerbong  dengan  susunan  MC1-T-MC2.  MC ( Motor Car ) merupakan gerbong yang memiliki motor pada bagian  bogie  yang  berfungsi  untuk  menggerakan  seluruh rangkaian LRT.
Lintasan LRT Palembang membentang sepanjang 23,4 km dan  memiliki  beberapa  tikungan.  Tikungan  dengan  jari-jari paling kecil adalah tikungan bandara dengan jari-jari 78 m.

## D. Bogie
Bogie  adalah  suatu  konstruksi  yang  terdiri  dari  dua perangkat  roda  atau  lebih  yang  digabungkan  oleh  rangka yang dilengkapi dengan sistem pemegasan, pengereman, dan dengan  atau  tanpa  peralatan  penggerak  serta  berfungsi sebagai pendukung rangka dasar dari badan kereta [9].

## E. Frekuensi Natural
Frekuensi natural adalah bagian dari karakteristik dinamik suatu bahan atau struktur. Frekuensi natural dapat ditentukan dengan  menggunakan  persamaan  teoritis.  Persamaan  untuk mencari  frekuensi  natural  dari  tiap-tiap  moda  bergantung pada kondisi batas yang ditetapkan [10]. Untuk circular flat plate  yang  memiliki  kondisi  batas  free  pada  setiap  ujung- ujungnya, persamaan yang digunakan adalah sebagai berikut:
𝑓𝑛 = 𝐾𝑛 2𝜋 √ 𝐷𝑔 𝑤𝑟4 (1)
D = 𝐸𝑡3
12(1−𝑣2) (2)
Dimana: fn   = Frekuensi natural (Hz) Kn  = Konstanta pada moda ke-n g    = Percepatan gravitasi (m/s2) w    = Beban per unit area (N/m2) r    = Jari-jari roda (m) E    = Modulus Young (N/m2) t    = Ketebalan (m)
v    = Poisson Ratio
F. Getaran
Getaran merupakan gerakan berulang-ulang yang melalui titik  keseimbangan  secara  kontinu  [13].    Roda  dapat didefinisikan  kedalam  bentuk  massa-kekakuan-redaman yang  setimbang  dengan  gaya  sentrifugal  yang  diakibatkan
oleh  kereta  dengan  massa  dan  kecepatan  tertentu  yang melalui lintasan berbentuk tikungan dengan jari-jari tertentu. Berikut adalah persamaan kesetimbangan sistem roda rel:
𝑚. 𝑥(𝑡) ̈ + 𝑐𝑙. 𝑥(𝑡) ̇ + 𝑘𝑙. 𝑥(𝑡) = 𝐹𝑠(𝑡) (3)
Gambar 1 . Susunan gerbong LRT Palembang
𝐹𝑠 = 𝑚𝑏.𝑣2 𝑟 (4)
Dimana: m   = Massa yang bertumpu pada satu roda (Kg) cl   = Koefisien redaman pada arah lateral (Ns/m) kl   = Kekakuan pada arah lateral (N/m) Fs   = Gaya Sentrifugal (N) mb  = Massa untuk satu gerbong (Kg) v    = Kecepatan LRT (m/s) r    = Jari-jari tikungan (m)

## III. METODE PENELITIAN
Pada  bahasan  ini  akan  dijelaskan  mengenai  langkah- langkah pengerjaan dalam penelitian ini yang secara umum terdiri  dari  tiga  pekerjaan  yaitu  analisis  kebisingan  derit, analisis karakteristik dinamik roda dan analisis respon vibrasi arah lateral. Berikut diagram alir ditunjukkan pada Gambar 2.

## A. Persiapan Pengambilan Data
Persiapan merupakan tahap yang harus dilakukan sebelum pengambilan  data.  Pengambilan  data  kebisingan  derit dilakukan di lintasan LRT Palembang tepatnya pada tikungan bandara sultan mahmud badaruddin II.

## B. Pengolahan Data Kebisingan LRT Palembang
Hasil  pengambilan  data  yang  didapatkan  yaitu  berupa spektrum suara diolah dengan menggunakan software Matlab dan Microsoft Excel. Untuk data .wav file tersebut di plot ke dalam  domain  frekuensi  dengan  FFT  dan  data  yang didapatkan  dari  SLM  diplot  ke  dalam  bentuk  domain frekuensi  untuk  mengetahui  tingkat  kebisingan  ekuivalen derit pada tikungan bandara.
C. Pengumpulan Data Dimensi, Massa dan Spesifikasi dari

## Gerbong, Roda, dan Rel LRT Palembang
Pengambilan data dilakukan pada PT INKA yang berlokasi di Madiun, Jawa Timur. Gerbong LRT Palembang memiliki susunan MC1-T-MC2.
Pada  gerbong  LRT  menggunakan  bogie  dengan  jenis TB1067. Berikut adalah parameter dinamik LRT Palembang yang ditampilkan pada Tabel 1.

## D. Analisis Frekuensi Natural dari Roda sebagai Penyebab Kebisingan Derit
Frekuensi natural dapat dikalkulasi dengan menggunakan simulasi dengan perangkat lunak ANSYS 17.1 tepatnya pada Analisis  Modal.  Setiap  benda  memiliki  bentuk-bentuk tertentu dan setiap bentuk memiliki moda (arah). Roda pada kereta api berbentuk lingkaran dengan jari-jari dan ketebalan tertentu.

## E. Verifikasi  Nilai  Frekuensi  Natural  dengan  Persamaan Matematis
Setelah  didapatkan  nilai  frekuensi  natural  dengan menggunakan  simulasi  perlu  dilakukan  verifikasi  nilai dengan persamaan (1) dan (2).

## F. Pemodelan Matematis Persamaan Kesetimbangan pada Sistem Roda Rel
Saat  kereta  melintasi  rel  yang  berbentuk  tikungan  maka akan terjadi gaya sentrifugal pada bagian roda dan rel. Gaya sentrifugal  ini  menghasilkan  gesekan  dalam  arah  lateral antara  roda  dan  rel  sehingga  kemudian  jika  gesekan  dalam bentuk  vibrasi  ini  terjadi  secara  terus  menerus  akan menyebabkan terjadinya derit.

## G. Analisis Respon Vibrasi Roda Rel pada Arah Lateral
Pada  penelitian  sebelumnya  oleh  X.Liu  dan  P.A.Meehan telah  dilakukan  rekomendasi  bahwa  untuk  menghilangkan derit bisa dilakukan dengan menurunkan tingkat kebisingan sebesar  6  dB  atau  mengurangi  respon  vibrasi  berupa kecepatan pada arah lateral sebesar 50%. Untuk itu ditetapkan target  respon  vibrasi  maksimum  untuk  pengendalian kebisingan derit adalah 50% dari kondisi aktual. Jika respon vibrasi melebihi 50% acuan maka perlu dilakukan perubahan parameter sebagai langkah pengendalian bising.

## IV. ANALISIS DATA DAN PEMBAHAN
Pada  bab  ini  akan  dijelaskan  mengenai  hasil  data  yang telah diperoleh berdasarkan metodologi penelitian pada bab sebelumnya.

## A. Analisis Data
Berikut adalah rincian penjelasan dari hasil dan data yang didapatkan:
1) Analisis Kebisingan Derit LRT Palembang
Berdasarkan  pengukuran  karakteristik  bising  LRT didapatkan karakteristik yang akan ditampilkan pada Gambar 5.
Gambar 3 Skema pengambilan data tampak atas
Gambar 4 Dimensi gerbong LRT MC Tabel 1. Parameter dinamik LRT Palembang Variabel Keterangan Nilai M1 Massa gerbong tanpa penumpang 31083 kg M2 Massa  gerbong  dengan  penumpang normal 38808 kg M3 Massa  gerbong  dengan  penumpang penuh 43608 kg C Koefisien redaman arah lateral 27400 N.s.m -1 K Koefisien kekakuan arah lateral 4000000 N.m -1 R Jari-jari tikungan bandara 78 m S Panjang lintasan belokan 117 m V Kecepatan  kereta  kondisi  awal  hasil pengamatan 20 km/jam
Kemudian  juga  dilakukan  pengukuran  kebisingan  derit dengan  menggunakan  SLM  Dekko  tipe  SL-130  dengan menggunakan  perangkat  lunak  RTA.  Berikut  adalah  hasil pengukuran kebisingan derit dengan menggunakan perangkat lunak RTA yang ditampilkan pada Gambar 6.
Dari  pengambilan  data  TTB pada  tikungan  bandara  LRT Palembang didapatkan nilai TTB ekivalen berada pada nilai 94,93  dB  dengan  karakteristik  puncak  dominan  pada frekuensi 842 Hz, 2844 Hz, 3709 Hz, dan 4675 Hz.

## 2) Analisis  Karakteristik  Dinamik  Roda  LRT  dengan ANSYS
Karakteristik  dinamik  dari  roda  diketahui  dari  nilai frekuensi  natural  beserta  dengan  moda  atau  arah  getarnya. Berikut  adalah  nilai  frekuensi  natural  yang  didapatkan  dari simulasi  perangkat  lunak  ANSYS  17.1  yang  ditampilkan pada Tabel 2.
Berdasarkan hasil simulasi dari frekuensi natural diambil lima nilai frekuensi natural yang menjadi penyebab terjadinya derit.  Berikut  adalah  perbandingan  nilai  frekuensi  derit dengan  nilai  frekuensi  natural  roda  yang  berpengaruh terhadap terjadinya derit, ditampilkan dalam Tabel 3.
Kemudian  ditampilkan  pada  Gambar  7.,  Gambar  8., Gambar 9., dan Gambar 10. mengenai moda beserta bentuk
dari  frekuensi  natural  roda  yang  berpengaruh  terhadap terjadinya derit.
3) Verifikasi  Nilai  Frekuensi  Natural  dengan  Persamaan Matematis
Nilai  frekuensi  natural  yang  didapatkan  dari  simulasi ANSYS selanjutnya dilakukan verifikasi dengan menggunakan  persamaan  matematis.  Berikut  adalah  nilai Frekuensi natural yang didapatkan, ditampilkan dalam Tabel 4.
4) Perbandingan Frekuensi Derit dan Frekuensi Natural
Pada  simulasi  ANSYS  didapatkan  25  nilai  frekuensi natural  beserta  modanya  sementara  pada  persamaan matematis didapakan 4 nilai frekuensi natural dan modanya. Pada Tabel 5 akan ditampilkan perbandingan nilai frekuensi natural hasil simulasi dengan hasil persamaan analitik.
Gambar 5. Karakteristik kebisingan derit LRT Palembang
Gambar  6.  Karakteristik  kebisingan  derit  LRT  Palembang  dengan menggunakan alat ukur SLM SL-130
Tabel 2.
Nilai frekuensi natural dan moda roda LRT No Moda Frekuensi Natural (Hz) 1 1,2 965,34 2 4,0 3977,4 3 5,1 2989,5 4 5,3 4722,4 Tabel 3.
Perbandingan frekuensi derit dengan frekuensi natural roda LRT
No Frekuensi Derit (Hz) Frekuensi Natural Roda (Hz) 1 842 965,34 3 2844 2989,5 4 3709 3977,4
5 4675 4722,4 0 20 40 60 80 100 A LL 31.5 50 80 125 200 315 500 800 1250 2000 3150 5000 8000 12500 20000 Gambar 7. Frekuensi natural 965,34 Hz Gambar 8. Frekuensi natural 2989,5 Hz
Gambar 9. Frekuensi natural 3977,4 Hz
Gambar 10. Frekuensi natural 4722,4 Hz
simulasi  dengan  persamaan  matematis  untuk  frekuensi natural simulasi yang berpengaruh terhadap derit pada nilai pertama,  965,34  Hz  dan  nilai  kempat,  4722,4  Hz  tidak tersedia nilai pembanding pada frekuensi natural persamaan matematis  karena  nilai  konstanta  yang  terbatas.  Berikut adalah  perbandingan  antara  frekuensi  dominan  dari  derit, frekuensi  natural  dari  simulasi  dan  frekuensi  natural  dari persamaan matematis yang tercantum dalam Tabel 6.

## 5) Analisis Respon Vibrasi Arah Lateral pada Sistem Roda Rel Berdasarkan Pemodelan Persamaan Kesetimbangan
Kebisingan  derit  pada  LRT  Palembang  terjadi  selain karena  nilai  frekuensi  natural  roda  yang  dekat  dengan frekuensi derit juga karena besarnya vibrasi arah lateral yang diakibatkan oleh gaya kontak antara roda dan rel saat melalui belokan. Untuk itu dilakukan pemodelan dengan memasukan parameter  yang  telah  diketahui  kedalam  persamaan kesetimbangan untuk mengetahui respon vibrasi arah lateral. Kemudian dilakukan variasi untuk keadaan kereta penuh dan normal,  variasi  kecepatan  gerbong,  serta  variasi  koefisien redaman dan kekakuan.
a) Hasil  Simulasi  Respon  Vibrasi  pada  Sistem  Roda  Rel dengan Keadaan Awal
Simulasi ini dilakukan dengan objek analisis pada gerbong MC  dengan  kecepatan  20  km/jam.  Kecepatan  20  km/jam berasal dari pengamatan tim LRT Palembang saat melakukan pengukuran  kebisingan  derit  pada  tikungan  bandara  yang dimana  pada  kecepatan  tersebut  TTB  ekuivalen  yang dihasilkan  adalah  94,93  dB.  Berikut  adalah  hasil  simulasi respon  vibrasi  pada  arah  lateral  untuk  kondisi  awal  yang ditampilkan pada Gambar 11.
Pada  LRT  dengan  kondisi  penumpang  normal dihasilkan vibrasi maksimum 0,105 m/s.  Maka dari itu yang dijadikan acuan adalah LRT dengan kondisi penumpang normal yang menghasilkan  vibrasi  maksimum  sebesar  0,105  m/s. Sehingga  ditetapkan  target  acuan  pengurangan  amplitudo 50% atau 0,0525 m/s.
b) Hasil  Simulasi  Respon  Vibrasi  dengan  Variasi Kecepatan dan Kapasitas Penumpang
Pada  langkah  ini  dilakukan  simulasi  untuk  mendapatkan respon vibrasi arah lateral saat roda melalui tikungan bandara. Pada langkah ini dilakukan variasi untuk kecepatan gerbong dan  kapasitas  penumpang  LRT.  Variasi  kecepatan  gerbong dilakukan  dengan  kecepatan  10  km/jam;  11  km/jam;  12 km/jam; 13 km/jam; 14 km/jam, 15 km/jam, 16 km/jam, 17 km/jam,  18  km/jam  dan  19  km/jam.  Sementara  untuk kapasitas  penumpang  LRT  dilakukan  variasi  penumpang dengan  kapasitas  normal  dan  penumpang  dengan  kapasitas penuh.  Berikut  adalah  hasil  simulasi  respon  vibrasi  arah lateral  pada  LRT  dengan  variasi  kecepatan  dan  kondisi penumpang penuh.
Pada  kondisi  penumpang  penuh  dilakukan  simulasi  dan didapatkan hasil penurunan yang melebihi target 50% yaitu pada  kecepatan  13  km/jam  dengan  penurunan  52,38%  dari target acuan. Berikut hasil simulasi respon vibrasi arah lateral pada LRT dengan variasi kecepatan dan kondisi penumpang normal.
Tabel 4. Frekuensi natural berdasarkan persamaan matematis
No Frekuensi Natural (Hz) 1 1536,2 2 2656,8 3 3569,7 4 5998,3 Tabel 5. Perbandingan frekuensi natural simulasi dengan frekuensi natural persamaan matematis No Fn Simulasi (Hz) Fn Persamaan Matematis (Hz) Error (%) 1 965,34 - - 2 2989,5 2656,8 12,52 3 3977,4 3569,7 11,42 4 4722,4 - - Tabel 6.
Perbandingan Frekuensi Derit dengan Frekuensi Natural Roda
Simulasi dan Persamaan No Frekuensi Derit (Hz) Fn Simulasi (Hz) Fn Persamaan Matematis (Hz) 1 842 965,34 - 2 2844 2989,5 2656,8 3 3709 3977,4 3569,7 4 4675 4722,4 - Gambar 11. Respon vibrasi roda arah lateral dengan kondisi awal Tabel 7. Respon vibrasi maksimum dengan kondisi penumpang penuh dan variasi kecepatan Kecepatan (km/jam) Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan 10 0,029 -72,38% 11 0,036 -65,71% 12 0,042 -60,00% 13 0,05 -52,38% 14 0,058 -44,76% 15 0,066 -37,14% 16 0,075 -28,57% 17 0,085 -19,05% 18 0,095 -9,52% 19 0,0106 +0,95% Tabel 8.
Respon vibrasi maksimum dengan kondisi penumpang penuh dan variasi
kecepatan Kecepatan (km/jam) Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan 10 0,026 -75,24% 11 0,032 -69,52% 12 0,038 -63,81% 13 0,044 -58,10% 14 0,051 -51,43% 15 0,059 -43,81% 16 0,067 -36,19% 17 0,076 -27,62% 18 0,085 -19,05% 19 0,095 -9,52%
Pada  kondisi  penumpang  normal  dilakukan  simulasi  dan didapatkan hasil penurunan yang melebihi target 50% yaitu pada  kecepatan  14  km/jam  dengan  penurunan  51,43%  dari target acuan. Berikut hasil simulasi respon vibrasi arah lateral pada LRT dengan variasi kecepatan dan kondisi penumpang normal.  Berikut  adalah  hasil  simulasi  respon  vibrasi  lateral dengan kondisi penumpang penuh pada kecepatan 13 km/jam dan kondisi penumpang normal pada kecepatan 14 km/jam. c) Hasil  Simulasi  Respon  Vibrasi  pada  Sistem  Roda  Rel dengan Variasi Kecepatan Gerbong, Koefisien Kekakuan dan Redaman
Pada  langkah  ini  dilakukan  simulasi  untuk  mendapatkan respon vibrasi arah lateral saat roda melalui tikungan bandara. Untuk  kondisi  penumpang  ditentukan  LRT  berada  pada kondisi  penumpang  penuh  dilakukan  dengan  variasi kecepatan  20  km/jam  dan  kecepatan  15  km/jam.  Variasi parameter  suspensi  yang  dilakukan  adalah  dengan penambahan  nilai  koefisien  redaman  dan  kekakuan. Penambahan  nilai  kekakuan  dilakukan  dengan  acuan  batas toleransi  penambahan  maksimal  10%  sesuai  dengan  acuan dari PT INKA. Penambahan nilai redaman dilakukan dengan acuan  pada  penelitian  sebelumnya  oleh  X.Liu  yang melakukan  penambahan  koefisien  redaman  hingga  280%.
Berikut  hasil  simulasi  respon  vibrasi  arah  lateral  dengan variasi  kecepatan  20  km/jam  dengan  variasi  penambahan nilai  k  dan  c  pada  LRT  dengan  kondisi  penumpang  penuh yang tercantum dalam Tabel 9.
Berikut  hasil  simulasi  respon  vibrasi  arah  lateral  dengan variasi  kecepatan  15  km/jam    dengan  variasi  penambahan nilai  k  dan  c  pada  LRT  dengan  kondisi  penumpang  penuh yang tercantum dalam Tabel 12 dan Tabel 13.
d) Hasil  Simulasi  Respon  Vibrasi  pada  Sistem  Roda  Rel dengan Variasi Jari-jari Belokan
Tikungan  bandara  LRT  Palembang  memiliki  jari-jari sebesar  78  m  dan  panjang  bogie  TB1067  2,05  m.  Jika dibandingkan  dengan  100  kali  jarak  sumbu  roda  TB1067 yaitu 205 m, maka jari-jari tikungan bandara lebih kecil dari 100  kali  panjang  bogie,  yang  artinya  derit  dapat  terjadi.
Gambar  12.  Respon vibrasi arah  lateral kondisi penumpang  penuh dan kecepatan 13 km/jam
Gambar 13. Respon vibrasi arah lateral kondisi penumpang normal dan kecepatan 14 km/jam
Tabel 9. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 20 km/jam dan k tetap Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,109 +3,81% Penambahan 100% 0,102 -2,86% Penambahan 150% 0,096 -8,57% Penambahan 200% 0,09 -14,29% Penambahan 280% 0,082 -21,90%
Tabel 10. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 20 km/jam dan penambahan K 5% Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,107 1,90% Penambahan 100% 0,1 -4,76% Penambahan 150% 0,094 -10,48% Penambahan 200% 0,089 -15,24% Penambahan 280% 0,081 -22,86% Tabel 11. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 20 km/jam dan penambahan K 10% Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,105 0% Penambahan 100% 0,099 -5,71% Penambahan 150% 0,093 -11,43% Penambahan 200% 0,087 -17,14% Penambahan 280% 0,08 -23,81% Tabel 12. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 15 km/jam dan K tetap Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,062 -40,95% Penambahan 100% 0,057 -45,71% Penambahan 150% 0,054 -48,57% Penambahan 200% 0,051 -51,43% Penambahan 280% 0,046 -56,19% Tabel 13. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 15 km/jam dan penambahan K 5% Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,06 -42,86% Penambahan 100% 0,056 -46,67% Penambahan 150% 0,053 -49,52% Penambahan 200% 0,05 -52,38% Penambahan 280% 0,045 -57,14% Tabel 14. Respon vibrasi maksimum dengan kecepatan 15 km/jam dan penambahan K 10% Variasi Redaman Respon Vibrasi Maksimum (m/s) Penurunan Vibrasi Penambahan 50% 0,059 -43,81% Penambahan 100% 0,055 -47,62% Penambahan 150% 0,052 -50,48% Penambahan 200% 0,049 -53,33% Penambahan 280% 0,045 -57,14%
Berikut hasil simulasi respon  vibrasi lateral dengan jari-jari 78 m.
Didapatkan  respon  vibrasi  lateral  dengan  nilai  vibrasi maksimum 0,105 m/s. Kemudian dilakukan simulasi dengan mengubah  jari-jari  tikungan  dengan  rekomendasi  sesuai referensi yaitu sebesar 100 kali panjang bogie, 205 m. Berikut hasil simulasi respon vibrasi lateral dengan jari-jari 205 m.
Didapatkan  respon  vibrasi  lateral  dengan  nilai  vibrasi maksimum  0,04  m/s  yang  dimana  dalam  hal  ini  terjadi pengurangan  vibrasi  sebesar  61,9%  yang  artinya  telah memenuhi target pengurangan 50% dari nilai acuan.

## B. Pembahasan
Berdasarkan pengukuran bising LRT pada kondisi dinamis di tikungan bandara karakteristik bising derit yang terjadi dari lima  kereta  yang  melintasi  tikungan  bandara  didapatkan frekuensi dominan pada lima rentang frekuensi yaitu 842 Hz, 2844 Hz, 3709 Hz, dan 4675 Hz. Penyebab terjadinya derit adalah adanya ketidakstabilan gaya kontak arah lateral antara roda-rel dan kemudian frekuensi derit yang dominan terjadi pada beberapa nilai frekuensi natural roda yang beresonansi saat roda bergesekan dengan rel.
Untuk  itu perlu diketahui  karakteristik  dinamik dari  roda sebagai  penyebab  kebisingan  derit.  Analisis  karakteristik dinamik  dilakukan  dengan  menggunakan  perangkat  lunak ANSYS.  Setelah  dilakukan  simulasi  maka  didapatkan  25 nilai  frekuensi  natural  beserta  dengan  modanya.  Namun dalam  penelitian  ini  diambil  nilai  frekuensi  natural  yang dekat dengan frekuensi derit. Empat nilai frekuensi natural itu adalah 965,34 Hz; 2989,5 Hz; 3977,4 Hz; dan 4722 Hz.
Kemudian  nilai  tersebut  diverifikasi  dengan  persamaan matematis pada buku Roark’s Formulas for Stress and Strain karya Warren C. Young. Tujuannya dilakukan verifikasi ini adalah  untuk  melakukan  validasi  dari  hasil  simulasi  dari ANSYS  17.1.  Untuk  persamaan  matematis  ini  hanya  dapat menampilkan  empat  nilai  frekuensi  natural.  Nilai  tersebut adalah  1536,2  Hz;  2656,8  Hz;  3569,7  Hz;  dan  5998,3  Hz.
Kemudian  nilai  antara  frekuensi  natural  hasil  simulasi  dari ANSYS  dibandingkan  dengan  nilai  frekuensi  natural  dari persamaan. Untuk nilai frekuensi natural pertama, 965,34 Hz dan kelima, 4722,4 Hz tidak tersedia nilai pembanding pada frekuensi natural persamaan matematis karena nilai konstanta yang  terbatas.  Sementara  diketahui  pada  frekuensi  natural 2989,5 Hz nilai errornya 12,52% dan frekuensi natural 3977,4 Hz nilai errornya 11,42%.
Nilai  frekuensi  natural  tersebut  merupakan  nilai  yang berpengaruh  terhadap  terjadinya  derit  karena  terjadi resonansi  pada  frekuensi  tersebut  saat  roda  bergesekan dengan  rel  melalui  tikungan.  Frekuensi  natural  965,34  Hz berpengaruh  terhadap  frekuensi  derit  842  Hz;  frekuensi natural 2989,5 Hz berpengaruh terhadap frekuensi derit 2844 Hz;  frekuensi  natural  3977,4  Hz  berpengaruh  terhadap frekuensi  derit  3709  Hz;  dan  frekuensi  natural  4722,4  Hz berpengaruh terhadap frekuensi derit 4675 Hz.
Berdasarkan hasil simulasi dengan menggunakan perangkat  lunak  Mathcad,  pada  kondisi  awal  LRT  dengan kapasitas  penumpang  normal  dan  kecepatan  konstan  20 km/jam  didapatkan  vibrasi  maksimum  sebesar  0,105  m/s. Pada  penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan  mitigasi  bising derit dengan cara memberikan rekomendasi agar mengurangi amplitudo vibrasi berupa kecepatan sebesar 50% dan cara ini dapat  mereduksi  bising  derit  sebesar  6  dB.  Mengacu  pada penelitian tersebut maka dilakukan pengendalian kebisingan dengan cara mengurangi respon vibrasi maksimum roda rel arah lateral sebesar 50% dari vibrasi maksimum awal. Maka yang menjadi target vibrasi maksimum adalah 0,0525 m/s.
Kemudian dilakukan simulasi untuk mendapatkan respon vibrasi  berupa  kecepatan  arah  lateral  pada  sistem  roda  rel dengan  melakukan  variasi  kapasitas  penumpang  yaitu penumpang  penuh,  dan  penumpang  normal  serta  variasi kecepatan.  Dengan  target  respon  vibrasi  maksimum  0,0525 m/s  atau  penurunan  50%  maka  untuk  kondisi  penumpang penuh kecepatan maksimum yang direkomendasikan adalah 13  km/jam  dengan  vibrasi  maksimum  0,05  m/s  atau penurunan  vibrasi  sebesar  52,38%  dan  untuk  kondisi penumpang normal kecepatan maksimum yang direkomendasikan  adalah  14  km/jam  dengan  vibrasi maksimum 0,051 m/s atau penurunan vibrasi sebesar 51,43%.
Kemudian  dilakukan  simulasi  dengan  cara  yang  kedua yaitu mengubah parameter suspensi pada LRT. Pada langkah ini dilakukan variasi untuk kecepatan aktual pengamat yaitu 20 km/jam dan 15 km/jam dengan variasi penambahan C dan K.  Untuk  kecepatan  20  km/jam  dengan  kondisi  batas  yang ditetapkan respon vibrasi maksimum tidak dapat memenuhi target  yang  ditetapkan  yaitu  pengurangan  50%.  Namun pengurangan maksimum didapat sebesar 23,81% atau vibrasi maksimum  0,08  m/s  dengan  melakukan  penambahan  K sebesar  10%  dan  penambahan  C  sebesar  280%.  Kemudian untuk  kecepatan  15  km/jam  dengan  kondisi  batas  yang ditetapkan  dapat  dilakukan  pengurangan  vibrasi  sebesar 50,48% atau vibrasi maksimum 0,052 m/s dengan melakukan penambahan C sebesar 200%.
Kemudian  berdasarkan  referensi  Railway  Noise  and Vibration  diberikan  rekomendasi  untuk  menghindari  derit desain jari-jari lintasan kereta harus lebih besar dari 100 kali jarak  sumbu  roda  bogie.  Saat  ini  memang  tidak dimungkinkan  dilakukan  konstruksi  ulang  untuk  mengubah jari-jari  rel,  namun  kedepannya  jika  gerbong  LRT  dengan
Gambar 14 Respon vibrasi arah lateral dengan jari-jari 78 m
Gambar 15 Respon vibrasi lateral dengan jari-jari 205 m
bogie TB1067 digunakan untuk menghindari terjadinya derit maka besar jari-jari tikungan yang direkomendasikan adalah 100 kali panjang bogie atau 205 m.

## V. KESIMPULAN
Karakteristik  bising  derit  LRT  Palembang  terjadi  pada rentang frekuensi 800-5000 Hz dengan karakteristik dominan terjadi pada frekuensi 842 Hz, 2844 Hz, 3709 Hz, dan 4675 Hz.
Diketahui  karakteristik  dinamik  roda  LRT  sebagai  salah satu  penyebab  kebisingan  derit  yaitu  memiliki  frekuensi natural sebesar 965,34 Hz; 2989,5 Hz; 3977,4 Hz; dan 4722 Hz.
Untuk mengurangi kebisingan derit sebesar 6 dB diberikan rekomendasi  kecepatan  maksimum  pada  LRT  saat  melalui tikungan  bandara.  LRT  dengan  kondisi  penumpang  penuh maka  kecepatan  maksimum  yang  direkomendasikan  adalah 13  km/jam  dan  LRT  dengan  kondisi  penumpang  normal kecepatan  maksimum  yang  direkomendasikan  adalah  14 km/jam.
Selain  itu  untuk  mengurangi  kebisingan  derit  dapat dilakukan  penambahan  koefisien  kekakuan  dan  redaman. Untuk  LRT  dengan  kecepatan  20  km/jam  diberikan rekomendasi  penambahan  koefisien  kekakuan  sebesar  10% dan  penambahan  koefisien  redaman  sebesar  280% didapatkan pengurangan vibrasi maksimum 23,81%.
Untuk  LRT  dengan  kecepatan  15  km/jam  diberikan rekomendasi  penambahan  koefisien  redaman  sebesar  200% didapatkan pengurangan vibrasi maksimum 51,43%.
Diketahui salah satu penyebab terjadinya kebisingan derit adalah  jari-jari  tikungan  bandara  yaitu  sebesar  78  m  yang lebih  kecil  dari  100  kali  jarak  sumbu  roda  bogie.  Maka diberikan  rekomendasi  kedepannya  untuk  lintasan  tikungan LRT dengan bogie TB1067 memiliki jari-jari minimum 205 m untuk menghindari terjadinya derit.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]  D. Hanson, J. Jiang, B. Dowdell, and R. Dwight, “Curve squeal: causes, treatments and results,” in INTER-NOISE and NOISE-CON Congress and Conference Proceedings , 2014, vol. 249, no. 1, pp. 6316–6323.
[2]  C.  Talotte,  P.-E.  Gautier,  D.  J.  Thompson,  and  C.  Hanson, “Identification,  modelling  and  reduction  potential  of  railway  noise sources: a critical survey,” J. Sound Vib. , vol. 267, no. 3, pp. 447–468, 2003.
[3]  D. Thompson, G. Squicciarini, E. Ntotsios, and L. Baeza, “Noise and Vibration  from Railway  Vehicles,” in Handbook  of  Railway  Vehicle Dynamics, Second Edition , CRC Press, 2019, pp. 521–578.
[4]  I. Merideno, J. Nieto, N. Gil-Negrete, J. G. G. Ortiz, A. Landaberea, and J. Iartza, “Theoretical prediction of the damping of a railway wheel with  sandwich-type  dampers,” J.  Sound  Vib. ,  vol.  333,  no.  20,  pp. 4897–4911, 2014.
[5]  J.  Han,  X.  Xiao,  Y.  Wu,  Z.  Wen,  and  G.  Zhao,  “Effect  of  rail corrugation on metro interior noise and its control,” Appl. Acoust. , vol. 130, pp. 63–70, 2018.
[6]  P. A. Meehan and X. Liu, “Modelling and mitigation of wheel squeal noise amplitude,” J. Sound Vib. , vol. 413, pp. 144–158, 2018.
[7] SK Menteri Negara Lingkungan Hidup No: Kep.Men-48/MEN.LH/11 tahun 1996 . .
[8]  D. Thompson, Railway Noise and Vibration: Mechanisms, Modelling and Means of Control . Elsevier, 2008.
[9]  “Berita  INKA  -  Mengenal  Istilah  Bogie  Pada  Kereta  Api  (Bag.1).” [Online].  Available:  https://www.inka.co.id/berita/58.  [Accessed:  06- Feb-2020].
[10]  R. J. Roark and W. C. Young, Formulas for Stress and Strain , vol. 965. McGraw-Hill New York, 1971.