Makalah Seminar Kerja Praktek RADIO LOKOMOTIF UNTUK TELEKOMUNIKASI KERETA API DI PT. KAI DAOP IV SEMARANG Rosyid Haryadi (L2F 007 072) Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Diponegoro ABSTRAK Transportasi merupakan salah satu kebutuhan utama manusia dalam menjalani kehidupan sehari hari. Atas dasar itulah PT. Kereta Api Indonesia (Persero) senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi yang handal Faktor keamanan dan kelancaran tentunya menjadi pertimbangan. Untuk mendukung hal tersebut dalam suatu perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi antara Pusat Kendali (PK) perkeretaapian dan lokomotif. Maka dari itu PT Kereta Api Indonesia (Persero) menggunakan Sistem Radio Lokomotif untuk melakukan pemantauan dan komunikasi terhadap perjalanan kereta api agar senantiasa aman, lancar dan terkendali. Kata Kunci : Kereta api, Telekomunikasi, Radio Lokomotif
1. 1.1
PENDAHULUAN Latar Belakang Melihat semakin berkembangnya ilmu pengetahuan dan teknologi saat ini, tuntutan terhadap metode pengajaran, pendidikan, dan materinya juga harus ditingkatkan. Untuk itu, Universitas Diponegoro Semarang sebagai lembaga akademis yang berorientasi pada riset dan teknologi, menetapkan kurikulum yang mampu mengakomodasi perkembangan yang ada. Bidang teknik elektro merupakan salah satu bidang yang terus mengalami perkembangan yang begitu pesat. Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro, yang merupakan pendidik di bidang teknik elektro, dalam hal ini selalu berusaha menciptakan kompetensi lulusan yang diharapkan dapat menghadapi persaingan global yang dapat bermanfaat bagi. Atas tuntutan tersebut diadakanlah kerja praktek untuk mengakomodasi kebutuhan akan lulusan yang mengerti mengenai dunia kerja yang akan dihadapi. Salah satu kebutuhan yang mendesak saat ini adalah adanya sarana transportasi yang aman, nyaman dan bebas dari macet. Sejak didirikan tahun dengan nama Djawatan Kereta Api Republik Indonesia pada tahun 1945 hingga saat ini berganti nama menjadi PT. Kereta Api Indonesia (Persero), PT. KAI senantiasa berkomitmen untuk selalu memenuhi kebutuhan masyarakat dalam penyediaan sarana transportasi. Untuk mendukung kelancaran perjalanan kereta api dibutuhkan sistem telekomunikasi yang andal antara Pusat Kendali (PK) perkeretaapian dan lokomotif. Untuk menunjang hal tersebut maka PT KAI menggunakan Sistem Telekomunikasi Radio Lokomotif. 1.2
Tujuan Tujuan dari Kerja Praktek di PT. KAI DAOP IV Semarang adalah :
a. Mengetahui
tentang sistem telekomunikasi radio kereta api. b. Mengetahui prinsip kerja radio lokomotif yang digunakan dalam sarana telekomunikasi kereta api dengan pusat kendali. 1.3
Pembatasan Masalah Dalam melakukan penyusunan makalah kerja praktek ini, agar pembahasan menjadi terarah, penulis akan membatasi kajian mengenai masalah yang dibahas. Adapun pembahasan yang penulis angkat adalah : a. Menjelaskan prinsip dasar sistem telekomunikasi radio lokomotif. b. Dibahas mengenai penggunaan radio lokomotif. c. Pembahasan mengenai prinsip kerja radio lokomotif dibatasi pada hanya blok diagram dan tidak secara mendetail rangkaiannya maupun troubleshooting. 2.
SISTEM TELEKOMUNIKASI DI PT KERETA API INDONESIA (PERSERO)
2.1
Gambaran Umum Sistem telekomunikasi di PT Kereta Api Indonesia meliputi :
a.
Digital Communication
Digital Communication untuk mengawasi perjalanan kereta api yang terdirir dari microwave, line communicaton, carries telephony, dan data traffic.
b.
Train Dispatching System
Train Dispatching System merupakan sistem komunikasi suara dan persinyalan antara Train Dispatch Centre dengan waystation dan lokomotif untuk mengontrol lalu lintas kereta api. Dengan komunikasi semi duplex panggilan dan laporan dari setiap waystation akan diterima oleh train dispatch centre (TDC) . Dari train dispatch centre inilah lalu lintas kereta api bisa dikontrol. Setiap kereta api yang datang kepada stasiun tertentu, jam kedatangan dan kondisinya akan dilaporkan oleh stasiun tersebut melalui pesawat waystation kepada train dispatch centre, sehingga adanya kecelakaan maupun keterlambatan kereta api bisa diketahui oleh train dispatch centre. 2.2
Train Dispatching Section Jaringan PT Kereta Api Indonesia di Pulau Jawa terbagi menjadi 25 section untuk keperluan train dispatching system. Tiap section memiliki Train Dispatch Control Centre (TDCC) yang mengatur perjalanan kereta api yang berada di section tersebut. Adapun pembagian section tersebut terdapat dalam tabel dan gambar berikut.
Tanger B A S anC g S A 2B 2 3C S G 3 13 B Tanaha 1 25 3 SA E bang 1 1 2 2 2A C G Pasarmin 24 ggu RU11 A 1 De 3 Plered
R50 Serang R49 Rangkasbitung R48 Parungpanjang
2
C3
R4 Cikampek
G 1
A 2
R5 Pegadenbaru
D 2
R5A Cilegeh
S 2
D 3
R27 Nagreg R28 Cipeundeuy
G 3
S 8
R29 Tasikmalaya
R3 Krawang
A 2 S 3A 71
R24 Sasaksaat R25 Padalarang BPLR25A SCimahi -ST R26 22 Bandung
R6 Jatibarang
F 1
S D D S 33 2 A F F S A 3 A 3 17B3 C1R52 Songgom F S F 2 1 R53 Prupuk 1 B1 D F 4 2 3 2 SC2R54 Singkup 3D 5 R47 Sumberlawang R55 Sindang D D S 1 R 18 U3 A S 1 Tu R56 Purwokerto 3 A n D 2 RU3 12 Snel C2 R5C7Brodjul 1 14 1 S GT F 2 1unnel S D G3 9 2 10 G2 11B3 3 C3
R30 Banjar
R7 Cirebon R8 Cileduk
R31 Jeruklegi R31A Cilacap
R9 Tegal
R32 Kroya
R10 Pemalang
R33 Ijo
R11 Pekalongan
R34 Kutowinangun
R12 Plabuhan
R35 Bukitjeruk
R13 Kaliwungu
R37 Yogyakarta R37A Prambanan R38 Klaten R 39 Solobalapan R40 Sragen R41 Walikukun R41A Paron R42 Madiun C1
R43 Saradan RU7 Tulungagung RU6 Kediri RU8 R44 Kertosono Blitar RU9 Kesamben RU10 Karangkates RU11 R45 Mojokerto Ngebruk R60 Malang
A 3
D D DD 19 C2 3 1 3 2
C2
R14 Semarang R15 Tegow R16anu
Gambringan
R17 Sulur R18 Randublatung R19 Cepu
R20 Bojonegor o R21 Babat
2
B B S 3 1 G1 6G2 S S1 C116 D 5
S
D 3
R46 Sidoarjo R58 Bangil R61 Grati
D 1
R59 Lawang
Tabel 1.Train dispatch Section TD SECTION S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7 S8 S9 S10 S11 S12 S13 S14 S15 S16 S17 S18 S19 S20 S21 S22 S23 S24 S25
LOCATION TAM BU NTO C IK AM PE K C IKA M PEK TO C IR EB O N C IR EB O N TO TEG A L TEG A L TO S EM AR A N G SEM A R AN G TO B O JO N E G O RO BO J O N EG O R O TO SU R ABA YA C IKA M PEK TO BA ND U N G BAN D U N G TO B AN JA R BAN J AR TO KR O Y A KR O Y A TO K U TO AR JO KU TO A R JO TO YO G Y AKA R TA YO G YA KA R TA TO W A LIKU K UN C ISA U KTO M ER A K W A LIKU KU N TO KE R TO S O N O M O JO KER TO T O B LITA R M O JO KER TO T O S U RA BA YA C IR EB O N TO PR U PU K TEG A L TO K R O YA SU R AB AYA TO M ALAN G BAN G IL TO JEM BE R JEM BE R TO M EN EN G BPL-ST PASAR M IN G G U TO BO G O R JAK AR TA– M AN G G AR A–I BE KAS I TAN AH A BAN G – SER P O N GTAN G E R AN G
2.3
DISPATCH CONSOLEFREQUENCY CTCSS LOCATION QUADRUPLE FREQUENCY M AN G G A R AI C IR EBO N C IR EBO N S EM A R A N G S EM A R A N G S U R AB AYA B AN D U N G B AN D U N G P U R W O KE RTO P U R W O KE RTO Y O G YAK AR TA Y O G YAK AR TA M AN G G A R AI M AD IU N M AD IU N S U R AB AYA C IR EBO N P U R W O KE RTO S U R AB AYA J EM BER J EM BER B PL-ST M AN G G A R AI M AN G G A R AI M AN G G A R AI
E G D A F B A D F G B D B A C G B C D A C C G A C
Train Dispatch System Radio
Network
R2 Bekasi
RU2 TunA nel
GBogor 2
S G pok 1 23
Ga R1 mbJakarta i R1A M r anggarai
Gambar 1. Section Map
Train Dispatch System Radio Network (TDSRN) terdiri atas sejumlah omnibus yang terkoneksi pada VHF radio basestation yang beroperasi pada 170 MHz band pada komunikasi semi duplex. Semi duplex antara TD dan lokomotif atau Waystation. Koneksi antar basestation dipengaruhi oleh kanal jaringan microwave. Adapun basestation berfungsi sebagai repeater talk through full duplex dan jangkauannya mencakupi seluruh bagian section melalui koneksi omnibus menuju basestation lain. Adapun komunikasi antar waystation, antar lokomotif maupun antara waystation dengan lokomotif dapat dilakukan dengan sistem simplex. Akan tetapi, komunikasi ini hanya dapat berlangsung setelah mendapat persetujuan dari Train Dispatch Centre.
R22 Lamongan
3.
R23 Surabaya
SISTEM RADIO LOKOMOTIF
A 1 R64 Klakah
R62 Probolinggo
S A 20 2 S A C1 C2 3 21 C3
R66 Jember RU 12 Tunnel
C3
R69 Banyuwangibar u
u
3.1
Sistem Radio Lokomotif Radio Lokomotif memiliki tiga buah modul, yakni satu buah Locomotive Transceiver Unit (LTU) dan dua buah Locomotive Radio Control Unit (LRCU).
16 2.2 H z 17 3.8 H z 18 6.2 H z 17 3.8 H z 16 2.2 H z 18 6.2 H z 18 6.2 H z 16 2.2 H z 17 3.8 H z 16 2.2 H z 17 3.8 H z 18 6.2 H z 18 6.2 H z 18 6.2 H z 16 2.2 H z 17 3.8 H z 18 6.2 H z 18 6.2 H z 16 2.2 H z 17 3.8 H z 18 6.2 H z 16 2.2 H z 16 2,2 H z 17 3,8 H z 16 2,2 H z
3.1.1
Locomomtive Transceiver Unit (LTU) Adapun LTU memiliki bagian – bagian sebagai berikut : a. Locomotive Transceiver Control Printed
Circuit Board b. Motorola SYNTRX c. DC / DC Converter 3.1.2
Locomotive Radio Control Unit (LRCU) Merupakan bagian yang memberikan beberapa fasilitas dalam komunikasi antara lokomotif dengan Train Dispatch Centre dan kontrol operasional. LRCU berfungsi untuk menampilkan informasi waktu, status channel maupun channel yang sedang dipilih serta melakukan kontrol operasional pada radio lokomotif. Dalam penggunaanya, LRCU tersambung dengan handset untuk melakukan pembicaraan baik dengan Tran Dispatch Centre maupun Lokomotif dan pesawat Waystation.
Gambar 2.Satu Unit LRCU
3.2. Pengoperasian
Gambar 3.Panel Depan LRCU
3.2.1. Pemilihan Frekuensi Dalam radio lokomotif sudah tersimpan daftar channel 1 hingga channel 25 beserta frekuensi yang
digunakan pada tiap – tiap channel. Channel yang akan dipakai harus disesuaikan dengan section tempat LRS berada agar koordinasi antara lokomotif dan Train Dispatch Centre dapat berjalan lancar. 3.2.2. Membuat Panggilan Untuk membuat panggilan, terdapat tiga jenis panggilan berdasarkan prioritas dan tata cara pemanggilan. Adapun jenis panggilan tersebut yakni panggilan normal, panggilan prioritas dan panggilan darurat. a. Panggilan Normal Untuk melakukan panggilan ke Train Dispatcher, waystation ataupun lokomotif lain maka menggunakan tombol Request to Speak. b. Panggilan Prioritas Panggilan prioritas dapat dilakukan dengan menggunakan PC (Priority Call). Adapun tingkatannya masih di bawah panggilan darurat. Panggilan prioritas biasanya dilakukan untuk melaporkan posisi dan perubahan kereta api dalam perjalanan. c. Panggilan Darurat Panggilan darurat dilakukan ketika terjadi hal-hal yang membutuhkan respon sangat cepat dari Train Dispatcher. Misalkan terjadi bahaya yang mengancam keselamatan perjalanan kereta api. Masing – masing LRCU memiliki dua tombol emergency. Untuk melakukan panggilan darurat maka masinis menekan kedua tombol EMERG secara bersamaan. Kode emergency akan dikirim ke Train Dispatch System Console. Kemudian masinis dapat melakukan pembicaraan langsung dengan Train Dispatcher. 3.2.3. Panggilan Masuk Terdapat beberapa jenis panggilan masuk, yakni panggilan normal dan panggilan STOP. Ketika ada panggilan masuk, LRCU akan mengeluarkan bunyi RING TONE. a. Panggilan Normal Ketika panggilan datang masinis dapat menggunakan handset untuk berbicara dengan Train Dispatcher. b. Panggilan Stop Panggilan STOP datang ketika Train Dispatcher memilih Locomotive Identification Number. Apabila terjadi panggilan masuk maka radio lokomotif mengirimkan pesan acknowledge kepada Train Dispatch System Console.
3.3. Prinsip Kerja 3.3.1. Locomotive Transceiver Unit Berikut ini adalah gambar diagram blok Locomotive Transceiver Control PCB.
Gambar 4. Locomotive Transceiver Control PCB
a. Penerimaan Suara Sinyal suara yang diterima dari Motorola SYNTRX transceiver kemudian diteruskan ke penguat buffer. Aras keluaran dari penguat buffer diharapkan mendekati 0 dBm. Sinyal suara ter-buffer kemudian diumpankan ke modem FFSK dimana sinyal digital yang datang akan dideteksi dan diawasandikan. Sinyal suara ter-buffer juga diumpankan ke PCM codec yang kemudian diubah menjadi sinyal ucapan analog dalam bentuk Pulse Code Modulation (PCM). Sinyal ucapan PCM kemudian dikombinasikan dengan control digital dan data status dalam modem suara PCM dan data untuk tiap LRCU. Komunikasi antara LTU dan LRCU adalah full duplex melalui satu pasang kabel. b. Pemancaran Suara Suara dari mkrofon pada LRCU yang sedang aktif disalurkan dalam bentuk Digital PCM. Suara tersebut diterima oleh modem suara dan data dan diteruskan ke digital switch. Kemudian digital switch mengarahkan PCM voice ke PCM codec yang kemudian sinyal suara dalam bentuk PCM tersebut diubah menjadi sinyal suara analog. Selanjutnya sinyal suara analog tersebut diteruskan melalui voice mute dan penguat buffer menuju bagian pemancar dari Motorola SYNTRX Transceiver. c. Persinyalan Digital Informasi status dan kontrol digital diteruskan menuju dan dari mikrokontroler melalui port serial RS-232-C full-duplex asynchronous dan dioperasikan pada 9600 bps. Untuk transmisi melaui
data link, bit mulai dan bit akhir dihapus dan bit data diubah menjadi 8 kbps aliran data sinkron. Sinyal suara PCM dihasilkan dalam 8 bit cuplikan dengan laju cuplikan 8 kHz. Dua bit data kontrol dan data status akan ditambahkan dalam tiap cuplikan suara untuk menghasilkan 10 bit paket data untuk transmisi. Pada penerapannya, hanya satu bit data yang dipancarkan dan bit yang lain tidak terpakai. d. Pemilihan Panggilan Sinyal suara dari radio transceiver dihubungkan pada masukan modem FFSK yang mengawasandikan pilihan panggilan masuk. Adapun data digital disalurkan ke mikrokontroler melalui data bus. Transceiver dalam kondisi normal tidak difungsikan oleh mikrokontroler. Voice mute dipakai sehingga tidak ada masukan sinyal ucapan menuju penguat audio TX. Modem FFSK mati dan FFSK mute dipakai. Saat masinis menekan tombol permintaan panggilan (RTS) pada LRCU, mikrokontroler mengoperasikan keluaran PTT, mematikan FFSK mute dan ,menyebabkan modem FFSK menghasilkan panggilan digital dari jenis yang diminta. Pada akhir panggilan, FFSK tone dimatikan, FFSK mute akan dihidupkan, dan PTT line tidak digunakan. Ketika panggilan diterima oleh Train Dispatch System Console, acknowledgement digital dikirim sehingga mengubah keadaan indikator status panggilan pada LRCU tetapi tidak mengubah kontrol transceiver. Ketika Train Dispatcher siap untukl berbicara dengan pemanggil, Train Dispatcher akan mengirim tanggapan digital kedua yang akan mengaktifkan fungsi kirim dan terima transceiver sehingga komunikasi dapat dilakukan. 3.3.2. Locomotive Radio Control Unit (LRCU) Berikut ini adalah gambar diagram blok LRCU.
menuju codec untuk pengubahan kembali menjadi bentuk analog untuk mengumpan earpiece dan loudspeaker. Sinyal digital sinkron pada laju 8kbps diubah menjadi sinyal asinkron 9600 bps yang akan diumpankan menuju port serial dari mikrokontroler. 3.3.3. DC/DC Converter – Model DC 150
Gambar 5 Diagram blok LRCU
a. Penerimaan Suara Suara yang diterima dari modem PCM Voice dan data diubah menjadi sinyal analog oleh PCM codec. Kemudian sinyal tersebut dilewatkan melalui mute circuit ke penguat earpiece dan ke penguat loudspeaker yang dilengkapi dengan kendali volume. Selama penerimaan, earpiece dan loudspeaker muting difungsikan. Hal ini membuat earpiece dan loudspeaker dapat bekerja dengan normal. Alarm panggilan dihasilkan oleh mikrokontroler dan dicampur dengan sinyal loudspeaker. Aras sinyal alarm tidak berpengaruh pada kendali volume. Alarm akan diam dengan menekan tombol Alarm Cancel atau dengan menekan tombol PTT. b. Pemancaran Suara Keluaran dari mikrofon masinis terhubung langsung dengan masukan dari PCM codec. Selanjutnya masukan tersebut diubah dalam bentuk PCM. Cuplikan suara terdigital diteruskan menuju modem suara dan data. Modem tersebut nantinya akan me-multiplex data suara dan data kontrol dan memodulasi fasa pembawa dengan paket data komposit. c. Persinyalan Digital Kontrol digital dan informasi status diteruskan diantara mikrokontroler dan LTU pada 9600 bps melalui full-duplex serial asynchronous port. Untuk persinyalan, bit mulai dan bit berhenti dihilangkan dari informasi asinkron dan bit data diubah menjadi aliran data sinkron 8 kbps. Sinyal suara PCM dihasilkan dalam cuplikan 8 bit pada laju pencuplikan 8 kHz. Dua bit dari kontrol dan data status ditambahkan pada tiap cuplikan suara untuk menghasilkan paket 10 bit untuk komunikasi melalui modem suara dan data. Pada penerapannya, hanya satu bit data yang digunakan. Paket data dimodulasi fasa pada pembawa 256 kbps dan dikirim sebagai burst of data sebagai tanggapan dari burst yang sama dari master modem pada pengendali transceiver. Pergantian dua arah dari paket data dengan suara terpenuhi dalam periode 125µs di antara cuplikan suara yang menyediakan komunikasi full duplex. Paket yang datang di-demultiplex oleh modem suara dan data. Cuplikan suara PCM diumpankan
Gambar 6 Diagram blok DC/DC Converter
DC/DC Converter DC150 adalah sebuah switchmode power supply yang dirancang secara khusus untuk menyediakan energy listrik untuk standart mobile transceiver saat alat tersebut digunakan dalam lingkungan perkeretaapian. DC150 memiliki jangkauan masukan yang lebar yakni antara +48 Volts DC hingga +100 Volts DC dan mendapatkan masukan dari catu daya lokomotif. Adapun keluarannya memiliki jangkauan antara +10,5 Volts DC hingga +16,0 Volts DC yang menyediakan catu daya untuk transceiver.
4.
KESIMPULAN
Dari uraian di atas dapat ditarik beberapa kesimpulan sebagai berikut : 1. Radio Lokomotif terdiri dari dua bagian, yakni Locomotive Transceiver Unit (LTU) dan Locomotive Radio Control Unit (LRCU). 2. Locomotive Transceiver Unit terdiri dari Locomotive Transceiver Control PCB, Motorola SYNTRX dan DC/DC Converter. 4. Pemilihan frekuensi kerja pada Radio Lokomotif dilakukan dengan mengganti nomor channel dimana nomor channel disesuaikan dengan section dan lokasi daerah operasi. Terdapat tiga jenis panggilan, yakni panggilan biasa, panggilan prioritas dan panggilan emergency.
5. Apabila pesawat radio loko hendak berkomunikasi dengan pesawat radio lokomotif yang lain atau pesawat waystation maka harus melalui PK. 6. Tiap-tiap radio loko memiliki nomor identitas yang tersimpan dalam chip EPROM pada modem FFSK 7. DC/DC Converter DC150 meupakan perangkat yang memberikan catu daya bagi LRS yang berasal dari pembangkit pada lokomotif.
DAFTAR PUSTAKA [1] Freeman, L. Roger, “Telecommunications Transmission Handbook”, A Wiley-Interscience Publication, 1998. [2] Sklar, Bernard, “Digital Communication : Fundamental and Application Second Edition”, Prentice Hall. [3] Xiong, Fuqin, “Digital Modulation Technique Second Edition”, Artech House [4] ---, 2011.
http://www.kereta-api.co.id
November
[5] ---, http://en.wikipedia.org/wiki/CTCSS Desember 2011 [6] ---, http://id.wikipedia.org/wiki/Modulasi Desember 2011 [7] ---, http://en.wikipedia.org/wiki/Professional_mobile_rad io Desember 2011 [8] ---, Train Radio Equipment : Locomotive Radio System, LSE.
BIODATA Rosyid Haryadi (L2F007072). Lahir di Jakarta, 07 Mei 1989. Penulis telah menempuh pendidikan di SDN 02 Harjosari SMPN 3 Adiwerna, SMAN 3 Slawi, dan sekarang tercatat sebagai Mahasiswa Teknik Elektro UNDIP, Angkatan 2007, Konsentrasi Elektronika dan Telekomunikasi..
Menyetujui Dosen Pembimbing
Ir. Ngatelan, M.T. NIP. 19520727 198203 1 003
