Showing posts with label Teknik Sipil. Show all posts
Showing posts with label Teknik Sipil. Show all posts

Bagaimana Ilmu-Ilmu Saling Berhubungan?


Filsuf fisika dari Massachussets Institute of Technology (MIT) dalam papernya The Mathematical Universe, membangun pohon ilmu yang menghubungkan fisika dengan bidang ilmu lainnya hingga ke level sosial. Pohon ini dapat dilihat pada gambar di bawah. Keterkaitan antar ilmu ini dibangun oleh hubungan matematis diantaranya. 

Fisika berada di paling atas karena ia mempelajari fenomena paling dasar dari pengalaman manusia, yaitu dunia material. Idealnya, fisika mengandung inti berupa gravitasi kuantum atau bidang ilmu yang mempelajari teori segala-galanya. Teori ini akan menghubungkan dua teori besar yang saat ini menjadi dasar fisika, yaitu relativitas umum dan teori medan kuantum. Secara konseptual, gravitasi kuantum akan menghubungkan dua konstanta yang mewakili masing-masing teori itu, yaitu konstanta Planck (h) dan konstanta gravitasi (G). 

Relativitas umum pada dasarnya adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta planck dan teori medan kuantum adalah gravitasi kuantum tanpa konstanta Gravitasi. Menggabungkan keduanya, walau begitu, adalah tujuan akhir fisika yang sudah hampir satu abad dikejar para fisikawan di penjuru dunia, menyatukan konstanta Planck dan gravitasi dalam satu teori.

Konstanta gravitasi adalah fitur utama dari relativitas umum. Ketika konstanta itu dikeluarkan, maka ia menjadi teori relativitas khusus. Relativitas khusus juga dapat dikeluarkan dari teori teori medan kuantum ketika teori itu menanggalkan konstanta Planck yang dikandungnya. Relativitas khusus itu sendiri dapat diturunkan menjadi elektromagnetisme. Elektromagnetisme ini menhasilkan sifat listrik dari zat padat dan pada gilirannya bergerak keluar fisika, menghasilkan teknik listrik. Artinya, akar fisika dari teknik listrik itu adalah elektromagnetisme dan sifat listrik dari zat padat.

Sementara itu, teori medan kuantum menurunkan tiga bidang fisika: mekanika kuantum non-relativistik, yang tidak lain adalah kuantum mekanika sebagaimana adanya kita pahami, tanpa asumsi kalau kecepatan cahaya (c) terbatas; fisika nuklir, dan fenomenologi partikel, yang menjadi kajian di lab CERN yang terkenal itu. Mekanika kuantum nonrelativistik ini menurunkan tiga bidang ilmu: fisika keadaan padat, mekanika klasik, dan fisika atom. Fisika nuklir juga melahirkan fisika atom, jadi fisika atom itu perkawinan antara mekanika kuantum, non-relatiivistik tentunya, dengan fisika nuklir. Fisika atom ini yang kemudian melahirkan ilmu kimia, keluar dari blok fisika.

Mekanika klasik, yang kita pelajari di SD dan SMP, diturunkan dari kuantum mekanika, dengan menanggalkan komponen Planck yang ia miliki. Mekanika klasik ini kemudian menurunkan mekanika statistik. Mekanika statistik pada gilirannya menurunkan empat bidang fisika: fisika keadaan padat, mekanika zat padat, mekanika fluida, dan termodinamika. Mekanika zat padat dan mekanika fluida menghasilkan teknik sipil. Mekanika fluida, bersama dengan termodinamika, fisika nuklir, dan ilmu kimia, menghasilkan astrofisika. Astrofisika ini akhirnya menghasilkan geologi, dan geologi bersama kimia menghasilkan evolusi.

Dalam modelnya, evolusi dipisahkan dari biologi karena objek kajiannya. Evolusi bicara tentang dimensi waktu dari perubahan kehidupan, biologi bicara dimensi ruang kehidupan. Evolusi menghasilkan biologi, dan biologi menghasilkan psikologi (kedokteran jiwa) dan ilmu medis, kedokteran jasmani. Psikologi yang individual akan menghasilkan sosiologi, aspek sosial dari manusia.

Di sisi lain, sifat listrik dari zat padat membawa pada teknik listrik. Teknik listrik membawa pada ilmu komputer. Dan ilmu komputer membawa ke psikologi.

Pohon ilmu tersebut memperlihatkan bahwa batas antara fisika, ilmu alam, teknik, ilmu komputer, hingga ilmu sosial pada dasarnya bukanlah batas yang terpisah secara mutlak, melainkan rangkaian hubungan yang dibangun dari prinsip-prinsip matematis yang semakin kompleks. Dari konstanta fundamental seperti (h), (G), dan (c), struktur pengetahuan berkembang melalui fisika menuju kimia, biologi, psikologi, dan akhirnya sosiologi. Menariknya, hubungan itu tidak hanya bergerak dari ilmu dasar menuju ilmu yang lebih kompleks, tetapi juga membentuk jejaring lintas disiplin: teknik listrik melahirkan ilmu komputer, sementara ilmu komputer kembali bersinggungan dengan psikologi. Pohon tersebut dengan demikian menggambarkan ilmu pengetahuan sebagai sebuah kesatuan yang berlapis, di mana fenomena sosial yang tampak paling jauh dari fisika pada akhirnya tetap memiliki akar pada hukum-hukum alam dan struktur matematis yang mendasarinya.


Contoh Bab VI disertasi Teknik Sipil : Hasil Penilaian


Bab ini mencakup hasil-hasil yang diperoleh untuk alternatif jalan dan rel PEIT, dalam tiap indikator kinerja. Hasilnya tidak terbatas pada komputasi akhir indikator kinerja, namun juga dikomplemenkan dengan penilaian pendahuluan aspek terkait indikator koresponden. Untuk tujuan ini, sebuah analisa graafis dengan presentasi peta kunci dan hasil perantara di ikut sertakan. Untuk tiap indikator kinerja, hasilnya dibagi antara alternatif PEIT jalan dan rel.
6.1 Efisiensi
Penilaian efisiensi dimulai dengan analisa keseluruhan pola aksesibilitas dalam alternatif tidak melakukan apapun dan PEIT. Tujuan penilaian ‘awal’ ini adalah menjelaskan lebih detail alasan dibalik nilai akhir indikator kinerja. Namun, analisa komprehensif setiap nilai dan peta aksesibilitas yang dihasilkan berada di luar ruang lingkup disertasi ini. Karenanya, analisis berfokus pada aspek-aspek yang dipandang paling relevan saja untuk perhitungan selanjutnya indikator kinerja.
6.1.1 Efisiensi jaringan (EJ)
6.1.1.1 Moda jalan
Nilai aksesibilitas efisiensi jaringan yang dihasilkan dalam alternatif tidak melakukan apapun telah dipetakan dalam Gambar 6.1. Formulasi indikator aksesibilitas terpilih – indikator aksesibilitas efisiensi jaringan (Gutierrez dan Monzon, 1998) – adalah yang tercakup dalam Persamaan (4.1).
Peta jelas menunjukkan kontras antara daerah dengan nilai aksesibilitas baik dan buruk. Daerah dengan nilai aksesibilitas terbaik terkonsentrasi sepanjang sumbu jaringan HCR, karenanya menghasilkan pola radial koridor aksesibilitas tinggi. Pengaruh ini terutama tampak dalam noktah-noktah dimana sumbu-sumbu ini berpotongan, seperti di Madrid, Barcelona atau Zaragoza. Keberadaan ‘efek koridor’ (aksesibilitas permukaan) ini adalah tampilan karakteristik perluasan infrastruktur jalan, bertentangan dengan karakteristik efek terowongan perluasan HSR (aksesibilitas titik) (Gutierrez et al., 1996; Gutierrez, 2004).
Gambar 6.1 : Efisiensi jaringan, alternatif A0. Moda jalan
Dapat pula diamati kalau jarak geografis ke pusat populasi utama tidak mempengaruhi hasil ini. Lokasi-lokasi tertentu dari hasil periferi geografi menghasilkan nilai efisiensi jaringan yang dapat diterima, seperti Barcelona, sementara lokasi lain dalam daerah lebih pusat mengalami defisiensi aksesibilitas, seperti Cuenca. Sifat radial jaringan HCR menciptakan kemunculan daerah-daerah yang tidak dapat diakses, terutama terkonsentrasi dalam ruang antar koridor. Pengaruh ini jelas terlihat dalam ‘pulau-pulau’ terisolasi yang muncul di antara jalan motor yang memasuki Madrid.
Gambar 6.2 menyajikan pola aksesibilitas yang dihasilkan dari alternatif jalan PEIT. Pola keruangan keseluruhan sama dengan alternatif tidak melakukan apapun dalam Gambar 6.1. Perbandingan kedua gambar menunjukkan kalau karena perluasan HCR kedua daerah dengan nilai aksesibilitas tinggi mengalami perluasan sementara yang memiliki defisiensi aksesibilitas berkurang.
Peningkatan yang disebutkan di atas dapat lebih mudah dideteksi dengan analisa Gambar 6.3, dimana perubahan persentase nilai aksesibilitas (dibandingkan dengan situasi tidak melakukan apapun) telah dipetakan. Dapat diamati bahwa, di satu sisi, aksebilitas tinggi menguntungkan terutama terkontrasi dalam daerah dimana infrastruktur baru dimasukkan dalam PEIT, walaupun dalam sebagian kasus, efek ini tersebar untuk menutupi daerah sekitar. Daerah-daerah ini berada terutama di perbatasan Portugis barat, menyebar ke Badajoz, Cordoba dan Ciudad Real; Teruel-Cuenca dan sekitarnya; Pyrennes-Navarra-La Rioja barat; dan beberapa daerah pesisir di Asturia dan Cantabria. Di sisi lain, Madrid, Andalusia timur dan Cataluna timur mengkonsentrasikan perolehan aksesibilitas yang lebih rendah.
Pilihan nilai aksesibilitas efisiensi jaringan terkait dengan ibu kota-ibu kota NUTS-3 dalam alternatif tidak melakukan apapun dan PEIT, serta perubahan persentase diantaranya, disertakan dalam Tabel 6.1. Ibu kota dengan tingkat aksesiblitas lebih baik terkonsentrasi di koridor sumbu dan jaringan HCR, khususnya dimana mereka berpotongan. Ini adalah kasus kota-kota seperti A Coruna, Barcelona, Burgos, Girona, Madrid, Murcia, Tarragona atau Valencia, dengan hasil dibawah 1.30. Di ekstrim lain daftar, tampak kota-kota yang berada di luar koridor infrastruktur utama dan karenanya tidak memiliki koneksi yang efisien dengan pusat populasi utama. Ini adalah kasus misalnya Cuenca dan Teruel, dengan nilai lebih dari 1.40.
Perolehan aksesibilitas relatif lebih tinggi, seperti telah ditunjukkan peta, terkonsentrasi pada kota-kota yang lebih dekat dengan perbatasan Portugis: Zamora, Salamanca, Badajoz, Caceres dan Huelva; begitu juga ibu kota dalam seperti Cuenca, Teruel atau Ciudad Real. Mereka semua mendapatkan perbaikan aksesibilitas lebih dari 5%.
Gambar 6.2: Efisiensi jaringan. Alternatif APEIT. Moda jalan

Gambar 6.3: Efisiensi jaringan. Perbedaan Relatif alternatif A0 vs APEIT. Moda jalan

Setelah penilaian awal ini, indikator kinerja efisiensi jaringan (EJ) dihitung, mengikuti persamaan (4.2) sebagai peningkatan persentase dalam nilai indikator aksesibilitas efisiensi jaringan.
Nilai aksesibilitas rata-rata dihitung dengan mengagregasi nilai NUTS-5, menggunakan populasi sebagai variabel pemberat. Hasilnya adalah nilai 1.334 untuk alternatif tidak melakukan apapun, sementara dalam alternatif PEIT nilai ini berkurang menjadi 1.299. Nilai yang dihasilkan dari indikator kinerja efisiensi jaringan mengikut persamaan (4.2) adalah EJ = 2.637; yang menyajikan peningkatan aksesibilitas jaringan sebesar 2.637%.
EJPEIT-Jalan = (1.334-1.299)/1.334 x 100 = 2.637
Nilai ini konsisten dengan hasil yang diperoleh dari studi sebelumnya yang menilai kemajuan efisiensi jaringan pada jaringan jalan Spanyol (Lopez dan Monzon, 2004; Lopez et al, 2006b). Peningkatan persentase ini rendah bila dibandingkan dengan misalnya peningkatan persentasi dalam panjang jaringan HCR diantara kedua alternatif, yang hampir 50% (dari 10,200 km menjadi hampir 15,000 km). Hal ini terutama karena situasi awal yang relatif baik dalam hal efisiensi jaringan, yang menyisakan ruang yang kecil untuk peningkatan persentase tinggi. Saat jaringan semakin padat, peningkatan marjinal dalam efisiensinya berkurang. Pada tahun 1980an dan 1990an, dalam tahap pertama perkembangan jaringan HCR Spanyol, peningkatan persentase lebih tinggi secara signifikan dibandingkan peningkatan yang sama dalam panjang jaringan (Guiterrez dan Monzon, 1998). Fakta ini akan dikonfirmasi dengan perbandingan perbaikan jalan dan rel dalam efisiensi jaringan, yang dilakukan dalam bagian 6.1.1.2, dimana situasi awal jaringan lebih buruk.
Dan seterusnya ……….