[APSI] DiskusiKelompok Tugas 9-2 - Kelompok 3
Proyek akan difokuskan pada sistem penilaian kondisi
kesehatan jembatan dua bentang. Di sini akan dilakukan pemasangan simpul-simpul
sensor nirkabel accelerometer (WSN)
dan weigh-in-motion (WIM). Jumlah
sensor yang dipasang di jembatan harus merepresentasikan data yang akan diambil
di jembatan. Diperlukan sebuah metode untuk penilaian kondisi jembatan secara
umum dan load rating dari
jembatan-jembatan ini berdasarkan respon dinamik yang dikumpulkan melalui WSN.
Kesehatan suatu jembatan berhubungan dengan karakter vibrasinya ketika dibebani
oleh kendaraan berat yang melintasinya. Melalui pemasangan beberapa WSN ini
akan diidentifikasi sejauhmana respon jembatan itu ketika dilalui beban
kendaraan dengan variabel berat beban dan lajunya. Pemasangan WSN beserta WIM
ditunjukkan seperti pada Gambar 1.
Pada tugas ini, Anda diminta untuk merancang secara lebih
rinci mekanisme yang terjadi di setiap simpul sensor nirkabel dan WIM. Di sini
diterapkan protokol berbasis mobile agent
sebagai solusi untuk menyelesaikan masalah bandwidth
data yang dipertukarkan sehingga mencegah terjadinya banjir data yang mengalir
di WSN. Deskripsi rinci dari sistem yang dibangun adalah sebagai berikut.
1. Organisasi
agen-agen di setiap simpul sensor nirkabel
Simpul sensor nirkabel accelerometer
terdiri dari 5 bagian pengolah data yang distribusikan ke beberapa agen
terkait. Modul-modul tersebut adalah modul
sensor, modul penyaringan, modul FFT dan peak picking, mobile agent service, dan transceiver.
Modul sensor adalah modul yang
berperan dalam mengakses langsung ke komponen sensor accelerometer. Modul ini melekat pada agen SensingA. Pada
modul ini dilakukan algoritma koneksi ke perangkat sensor termasuk di dalamnya
penyetingan sampling rate dan
algoritma deteksi puncak sinyal secara real
time yang memerintahkan SensingA untuk memulai mencuplik data vibrasi. Algoritma
deteksi puncak sinyal ini ditujukan agar SensingA mencuplik data yang
benar-benar merepresentasikan terjadinya vibrasi yang signifikan sehingga menghemat
alokasian memori di simpul sensor. Data mentah dari modul sensor selanjutnya dikirim ke ProcessingA untuk dilakukan
proses penyaringan. Proses
penyaringan dilakukan oleh ProcessingA. Proses penyaringan menggunakan algoritma moving average filter. Selanjutnya, data
keluaran penyaringan ini oleh ProcessingA ditransformasi ke
domain frekuensi melalui Fast Fourier
Transform (FFT) untuk memperoleh frekuensi alamiah jembatan sekaligus
dilakukan peak picking untuk
mendapatkan mode shape dari frekuensi
alamiah yang paling dominan. Mobile
agent service adalah bagian yang digunakan sebagai sarana berbagi data
antara agen ProcessingA dengan mobile
agent bernama MobileA. Data-data keluaran berupa frekuensi alamiah
jembatan beserta mode shapenya
disimpan di bagian ini yang nantinya akan diambil oleh MobileA.
Selanjutnya, melalui Transceiver milik CommA, MobileA diberangkatkan menuju simpul sensor berikutnya. CommA
berperan dalam menjalin komunikasi antara simpul sensor nirkabel accelerometer dengan tetangganya, antara
simpul sensor nirkabel accelerometer dengan
simpul sink, dan antara simpul sensor
nirkabel accelerometer dengan simpul
WIM.
Perancang sistem mengusulkan sistem multiagen yang di
dalamnya mengangkat konsep mobile agent.
Untuk mendukung pemrosesan data ini, diusulkan tiga proses utama sebagai
berikut:
1. identifikasi
kondisi simpul-simpul sensor tetangga oleh agen yang berada di simpul sensor
nirkabel accelerometer dan secara
bersamaan simpul sink juga ikut
melakukan identifikasi keadaan sumber daya setiap simpul sensor nirkabel accelerometer;
2. perencanaan
migrasi agen bergerak yang dilakukan agen simpul sink; dan
3. proses
pemberangkatan agen bergerak secara hop
by hop dari satu simpul sensor ke simpul sensor lainnya untuk mengumpulkan
data hasil prapemrosesan di setiap simpul sensor.
2. Organisasi
agen-agen di simpul WIM
WIM dibagi ke dalam 8 modul, yaitu modul sensor, normalisasi
data, moving average filter, low pass filter, peak
detector, pengklasifikasi data,
pengambil keputusan, dan modul komunikasi. Modul sensor adalah
bagian dari agen SensingA. Modul normalisasi, moving average filter, low
pass filter, peak detector, dan
pengklasifikasi adalah bagian dari agen ProcessingA. Modul pengambil
keputusan merupakan bagian dari agen DecisionA. Terakhir, modul
komunikasi merupakan bagian dari ComA untuk komunikasi dengan WIM
tetangganya dan simpul sensor nirkabel accelerometer.
Data mentah yang dihasilkan dari modul sensor atau agen SensingA dinormalisasi di dalam
modul normalisasi yang menjadi
tanggung jawab agen ProcessingA untuk menghilangkan sinyal-sinyal yang
dihasilkan gandar yang memiliki magnitude di bawah 1. Sinyal yang sudah
dinormalisasi selanjutnya dikuadratkan untuk menghitung power p(n). Langkah ini menyebabkan perbedaan antara signal
puncak dengan noise karena noise sudah ditipiskan setelah proses
mengkuadratkan dan sinyal puncak yang lebih besar 1 diperkuat. Langkah
selanjutnya adalah menghaluskan data sinyal p(n) yang dilakukan dengan
menggunakan moving average filter sehingga
dihasilkan sinyal yang lebih halus. Lalu, keluaran dari moving average filter ini dimasukkan ke dalam modul low pass filter agar dihasilkan
keluaran sinyal yang lebih halus lagi meskipun filter ini adalah pilihan yang
tidak wajib dan dapat dihilangkan. Setelah diperoleh sinyal yang lebih halus,
bagian peak detector selanjutnya
mendeteksi jumlah puncak yang merepresentasikan banyaknya gandar dari sebuah
kendaraan. Keluaran dari proses ini adalah jumlah puncak sinyal yang
teridentifikasi beserta nilai amplitudonya yang akan menjadi masukan bagi modul pengklasifikasian yang
menggunakan algoritma Neural Network.
Modul pengklasifikasi berperan dalam memprediksi beberapa tipe truk yang
melewati jembatan mengikuti standar Federal
Highway Administration (FHWA). Selanjutnya, modul pengklasifikasian
memberikan pesan peringatan akan adanya kendaraan dengan berat signifikan ke
agen DecisionA.
Pada modul
pengambilan keputusan diusulkan model interaksi two-players game antara dua WIM yang masingmasing terhubung dengan
simpul yang selalu aktif dan selalu terhubung dengan sumber energi. Kedua WIM
dipandang sebagai dua pemain yang melakukan tiga aksi, yaitu warn,
wake
up, dan sleep. Warn berarti
ketika satu WIM menyimpulkan ada kendaraan dengan tonase dan bermuatan besar,
maka WIM segera memilih aksi mengirim pesan permintaan ke WIM lawan supaya WIM
lawan memerintahkan sensor pekerja di bawah koordinasinya untuk melakukan
pemrosesan data di dalam WSN. Aksi wake up berarti WIM dapat
menerima dan memproses permintaan lawannya. Aksi Sleep berarti WIM tidak dapat
mengirim atau menerima pesan ke atau dari lawannya.
Dalam satu periode waktu, misalnya 20 detik, masing-masing
WIM harus memutuskan aksi yang seharusnya dilakukan di setiap slot waktu ΔT.
Pada slot waktu tersebut terdapat probabilitas jembatan dilewati oleh
kendaraan bertonase berat. Setiap WIM akan memilih sebuah aksi dari tiga aksi
yang tersedia untuk setiap slot waktu. Setiap aksi gabungan kedua WIM
menghasilkan reward yang akan
diterima keduanya. Aksi-aksi ini dipilih berdasarkan policy aksi-aksi kedua WIM yang diperbaharui terus menerus
menggunakan algoritma reinforcement
learning.
TUGAS ANDA ADALAH:
1.
Gambarkan interaksi
antar aktor yang akan terlibat dalam sistem ini menggunakan diagram sequence! Pastikan Anda mengidentifikasi
mana agent yang berperan sebagai Boundary, Service, atau Entity!
2.
Gambarkan keadaan dari
WIM dan setiap simpul sensor ketika dilakukannya pemrosesan data di WSN seperti
dideskripsikan di atas menggunakan State Transition Diagram!
1.
2.
Komentar
Posting Komentar