KAJIAN CIRI LAJU-ALIRAN JALAN ARTERI: KAJIAN KES DI BUTTERWORTH, PULAU PINANG, MALAYSIA. oleh SURIA HARON Tesis yang diserahkan untuk memenuhi keperluan bagi Ijazah Sarjana Sains MEI 2005 PENGHARGAAN Alhamdullillah, syukur ke hadrat Allah s. w. t kerana dengan limpah kurnia dan hidayatNya, saya telah berjaya menyempurnakan tesis ini. Ingin saya rakamkan setinggi-tinggi penghargaan dan terima kasih saya kepada penyelia utama iaitu, Prof. Madya Dr Ahmad Farhan Sadullah, Pensyarah Pusat Pengajian Kejuruteraan Awam, penyelia bersama Prof. Madya Dr Wan Hashim Wan Ibrahim, Dekan Pusat Pengajian Kejuruteraan Awam, Universiti Sains Malaysia, Nibong Tebal, Pulau Pinang. Tidak ketinggalan ucapan terima kasih saya kepada Bahagian Perancang Jalan, Kementerian Kerja Raya dengan kerjasama Universiti Sains Malaysia yang telah membantu membiayai kajian ini. Ucapan terima kasih juga ditujukan kepada Prof. Madya Dr. Hamidi Abdul Aziz, Pensyarah Pusat Pengajian Kejuruteraan Awam, tidak lupa sahabat-sahabat seperjuangan di HiTEG (Highway and Transportation Engineering Group), Sdr. Ahmad Raqib Ab. Ghani, Sdr. Ade Asmi di Universiti Sains Malaysia, dan pelajar-pelajar Diploma Kejuruteraan Awam (2002), Universiti Teknologi MARA, Cawangan Perlis. Penghargaan ini juga ditujukan buat suami dan anak-anak tercinta, ibu dan bapa serta keluarga tersayang atas segala pengorbanan dan sokongan yang dicurahkan sepanjang pengajian ini. Akhir kata, segala pengorbananmu, ku iringi dengan doa agar dirimu sentiasa diberi kesejahteraan dan dirahmatiNya. ii SUSUNAN KANDUNGAN Muka surat PENGHARGAAN ii KANDUNGAN iii SENARAI JADUAL vii SENARAI RAJAH ix SENARAI GAMBAR FOTO xv SENARAI LAMBANG xvii SENARAI SINGKATAN xviii ABSTRAK xix ABSTRACT xxi BAB 1.0 PENGENALAN 1.1 Umum 1 1.2 Kepentingan Kajian 6 1.3 Keistimewaan Kawasan Kajian 7 1.4 Objektif Kajian 13 1.5 Skop Kajian 14 1.6 Organisasi Tesis 16 BAB 2.0 KAJIAN PERSURATAN 2.1 Pengenalan 17 2.2 Definisi Jalan Arteri 18 2.3 Perkembangan Awal Kajian Kapasiti Lalu Lintas 22 2.4 Perkembangan Awal Kehubungan Laju-Aliran 24 2.5 Persamaan Kehubungan Laju-Aliran dan Model-Model Laju- 31 Aliran 2.5.1 Model Greenshields 34 2.5.2 Model Greenberg 35 2.5.3 Model Underwood 37 2.5.4 Model Drake 38 2.6 Perkembangan Kajian Kehubungan Laju-Aliran Di Asia 40 2.7 Perkembangan Kajian Kehubungan Laju-Aliran Di Amerika 50 Utara, Eropah dan Australia iii 2.8 Penutup 59 3.0 METODOLOGI KAJIAN 3.1 Pengenalan 61 3.2 Pemilihan Lokasi 63 3.3 Ciri-Ciri Laluan 64 3.4 Proses Pengumpulan Data 72 3.5 Cerapan Data Isipadu 74 3.6 Cerapan Data Masa Perjalanan 81 3.7 Cerapan Data Laju Aliran Bebas 83 3.8 Analisis Aliran Lalu Lintas 83 3.9 Analisis Laju Larian, Laju Perjalanan Dan Laju Aliran Bebas 86 3.10 Analisis Hubungan Antara Aliran, Ketumpatan Dan Kapasiti 87 3.11 Analisis Data Laju, Aliran Dan Ketumpatan 88 3.12 Perisian SPSS Keluaran 12.0 89 3.13 Analisis Regresi 90 3.14 Kesimpulan 91 BAB 4.0 ANALISIS DATA 4.1 Pengenalan 94 4.2 Analisis Ciri-Ciri Jalan Arteri 95 4.3 Pola Aliran Semasa 96 4.3.1 Aliran lalu lintas dalam sejam pada setiap segmen 97 4.3.2 Aliran lalu lintas dalam sejam bagi keseluruhan 102 segmen 4.3.3 Jumlah kenderaan pada keseluruhan segmen 104 4.3.4 Aliran dalam sehari 107 4.3.5 Aliran lalu lintas pada hari bekerja dan cuti hujung 108 minggu 4.4 Komposisi Aliran 112 4.5 Peratus Gangguan Di Persimpangan 119 4.6 Pola Laju Larian Pada Setiap Segmen 124 4.7 Pola Laju Perjalanan Semasa 126 4.7.1 Pola laju dalam sejam 126 iv 4.7.2 Pola laju dalam sehari 129 4.8 Penutup 134 BAB 5.0 PEMBANGUNAN MODEL 5.1 Pengenalan 137 5.2 Model Laju-Aliran Untuk Keseluruhan Segmen 138 5.2.1 Model Greenshields 138 5.2.2 Model Greenberg 140 5.2.3 Model Underwood 143 5.2.4 Model Drake 145 5.3 Model-Model Laju-Aliran Untuk Keseluruhan Segmen 147 5.4 Lengkung Laju-Ketumpatan Untuk Setiap Segmen 150 5.4.1 Lengkung laju-ketumpatan untuk Zon A 150 5.4.2 Lengkung laju-ketumpatan untuk Zon B 153 5.4.3 Lengkung laju-ketumpatan untuk Zon C 155 5.4.4 Lengkung laju-ketumpatan untuk Zon D 158 5.4.5 Lengkung laju-ketumpatan untuk Zon E 161 5.5 Model-Model Laju-Aliran Untuk Setiap Segmen 164 5.6 Penutup 172 BAB 6.0 KAJIAN SENSITIVITI 6.1 Pengenalan 174 6.2 Komposisi Aliran 175 6.3 Zon Sesak Dan Kurang Sesak 179 6.4 Jalan Bandar Dan Pinggir Bandar 180 6.5 Lebar Lorong 181 6.6 Faktor Bahu Jalan 183 6.7 Faktor Pembahagi Jalan 184 6.8 Lintasan Pejalan Kaki 185 6.9 Gangguan Di Persimpangan 186 6.10 Penutup 188 v BAB 7.0 KESIMPULAN 7.1 Umum 191 7.2 Cadangan Masa Hadapan 201 RUJUKAN 203 LAMPIRAN Lampiran A Contoh Borang Cerapan Data Isipadu 206 Lampiran B Contoh Borang Cerapan Data Masa Perjalanan 207 Lampiran C Lakaran Simpang Kecil Dan Simpang Utama 208 vi SENARAI JADUAL Muka surat 2.1 Tahap perkhidmatan jalan arteri mengikut kelas (Sumber: 21 U.S. HCM (2000)) 2.2 Simbol dan parameter dalam model laju-aliran (Sumber: U.S. 33 HCM (2000)) 2.3 Nilai-nilai penting untuk setiap model aliran lalu lintas 49 (Sumber: Wan Hashim Wan Ibrahim (2005)) 2.4 Perbandingan laju aliran bebas di lapangan dari penggunaan 50 model (Sumber: Wan Hashim Wan Ibrahim (2005)) 2.5 Kelas dan nilai kapasiti jalan yang berbeza (Sumber: U.S. 56 HCM (2000)) 3.1 Ciri-ciri laluan di jalan arteri meliputi penzonan kawasan kajian 72 3.2 Unit kereta penumpang (ukp), Arahan Teknik (Jalan) 8/86 80 (1986), JKR 4.1 Elemen-elemen yang diambilkira ialah jenis kawalan lalu 96 lintas, faktor waktu puncak (FWP) dan nisbah masa hijau per kitaran (g/c) 4.2 Peratus komposisi kenderaan untuk setiap segmen 113 4.3 Peratus gangguan di persimpangan 121 4.4 Elemen-elemen yang diambilkira dalam kajian ini 135 5.1 Nilai pekali berganda R2, dan lain-lain parameter untuk setiap 148 model 5.2 Nilai kapasiti tertinggi, Q aliran lalu lintas untuk semua 149 mak model 5.3 Nilai-nilai laju aliran bebas, v laju optimum, v ketumpatan 149 f o sesak, D dan ketumpatan optimum, D j o 5.4 Nilai pekali berganda, R2 dan lain-lain parameter 164 5.5 Nilai-nilai laju aliran bebas, ketumpatan sesak, D, laju 166 j optimum, v dan ketumpatan optimum, D f o 5.6 Nilai-nilai kapasiti, Q (ukp/j/l) untuk setiap segmen 166 mak 6.1 Nilai-nilai v v Q dan D bagi unit kereta penumpang dan 178 f, o, mak o vii unit kenderaan bagi Zon A dan Zon E 7.1 Nilai pekali berganda, R2 untuk model-model laju-aliran 192 7.2 Nilai kapasiti, Q , ketumpatan optimum, D dan laju aliran 193 mak o bebas, v untuk empat jenis model f viii SENARAI RAJAH Muka surat 1.1 Keistimewaan kawasan kajian 8 1.2 Peta Bandar Butterworth, Seberang Perai, Pulau Pinang 9 1.3 Lokasi kajian bermula dari Jalan Lingkaran Luar Butterworth 15 (BORR) dan berkahir di Majlis Perbandaran Seberang Perai (MPSP) 2.1 Carta alir metodologi kajian jalan arteri (Sumber: U.S. HCM 21 (2000)) 2.2 Hubungan linear laju dan ketumpatan (Sumber: Greenshields 25 (1935)) 2.3 Hubungan parabolik laju dan aliran di Ohio (Sumber: 26 Greenshields (1935)) 2.4 Kehubungan laju-ketumpatan di Lincoln Tunnel, New York 27 (Sumber: Greenberg (1959)) 2.5 Kehubungan laju-ketumpatan Model Greenberg Diubahsuai 28 (Sumber: Edie (1961)) 2.6 Kehubungan laju-ketumpatan Model Underwood (Sumber: 28 Underwood (1961)) 2.7 Kehubungan laju-ketumpatan Model Underwood dan Model 29 Greenberg yang diubahsuai (Sumber: Edie (1961)) 2.8 Kehubungan laju-ketumpatan yang diubahsuai (Sumber: 29 Drake et.al (1967)) 2.9 Kehubungan-kehubungan laju-ketumpatan yang diubahsuai 30 (Sumber: Drake et.al (1967)) 2.10 Hubungan laju, ketumpatan dan aliran di lalu lintas tidak 31 terganggu (Sumber: U.S. HCM (2000)) 2.11 Kehubungan laju-ketumpatan di jalan lingkaran luar (Sumber: 42 Lum (1998)) 2.12 Cadangan lengkung laju-aliran di jalan lingkaran luar 43 (Sumber: Lum (1998)) 2.13 Ujian terhadap penggunaan pelbagai model di lebuh raya 44 bandar, Jakarta, Indonesia (Sumber: Marler et.al (1994)) ix 2.14 Model laju-aliran untuk jalan 2-lorong, 2-arah (Sumber: Marler 45 et.al (1994)) 2.15 Model laju-aliran untuk jalan 4-lorong, 2-arah (Sumber: Marler 45 et.al (1994)) 2.16 Cadangan kehubungan laju-aliran di jalan luar bandar 46 (Sumber: Perunding Lee dan Rakan (1996)) 2.17 Lengkung laju-ketumpatan Model Underwood (Sumber: Wan 48 Hashim Wan Ibrahim (2005)) 2.18 Lengkung laju-aliran Model Underwood (Sumber: Wan 49 Hashim Wan Ibrahim (2005)) 2.19 Kehubungan laju-aliran dicadangkan (Sumber: Hall et.al 52 (1992)) 2.20 Data untuk kehubungan laju-aliran di lebuh raya 4-lorong di 52 Autobahns (Sumber: Stappert and Theis (1990)) 2.21 Kehubungan laju-aliran yang ideal di lebuh raya (Sumber: 53 U.S. HCM (1985)) 2.22 Ciri-ciri laju-aliran yang ideal di lebuh raya 4-lorong (Sumber: 54 U.S. HCM (1994)) 2.23 Ciri-ciri laju-aliran yang ideal di lebuh raya 6-lorong (Sumber: 54 U.S. HCM (1994)) 2.24 Kehubungan laju-aliran di lebuh raya (Sumber: U.S. HCM 55 (2000)) 2.25 Kehubungan laju-aliran di lebuh raya berbilang lorong 56 (Sumber: U.S. HCM (2000)) 2.26 Perbezaan lengkung laju-aliran di Toronto, Kanada dan di 57 United Kingdom (Sumber: Hall dan Montgomery (1993)) 2.27 Ukuran dan anggaran kehubungan laju-aliran di Lebuh raya 58 Eastern, Melbourne, Australia (Sumber: Akcelik (2003)) 3.1 Carta alir metodologi kajian 61 3.2 Arah laluan lokasi kajian di Butterworth, Pulau Pinang 65 3.3 Lakaran laluan, kedudukan stesen dan zon kajian 75 4.1 Pola aliran lalu lintas setiap 15 minit dalam sejam bagi Zon A 98 4.2 Pola aliran lalu lintas setiap 15 minit dalam sejam bagi Zon B 99 x