Belajar dari Teknologi Kereta Cepat

TNA

Hari Kamis di awal Maret diwarnai hujan yang tercurah di cekungan Bandung mulai malam hari tak henti-henti sampai pagi. Usai perjalanan mendebarkan hati karena macet sekali untuk menuju kampus Mandiri University, tibalah saya untuk menunaikan tugas di hari ini.

Usai rehat hujanpun reda dan dengan bantuan asisten hebat dengan kompetensi segala bisa, meluncurlah saya ke Tegalluar. Setelah mengagumi keanggunan struktur stadion GBLA dan wilayah Embung Gede Bage yang di atasnya berdiri megah masjid berarsitektur ikonik Al Jabbar, tibalah saya di sebuah jembatan kecil yang saat ini menjadi penghubung kawasan bakal Ibukota Jawa Barat baru itu dengan stasiun dan depo Tegalluar.

Nama kawasan Tegalluar yang 4-5 tahun lalu tentu masih asing di telinga kita, kini mendadak menjadi spotlight para pemerhati transportasi nasional. Karena di sanalah berdiri stasiun utama kereta cepat Jakarta Bandung atau KCJB yang semula bernama kereta cepat Indonesia Cina atau KCIC. Tak hanya stasiun utama saja, melainkan ada depo induk EMU (electric multiple unit) dan pusat pengendali perjalanan KA cepat serta gardu traksi sebagai sumber catudaya kereta cepat ada di sana.

Perjalanan menyusuri rel kereta cepat membuat saya dan asisten khusus tercinta ternganga-nganga. Landscape yang berada di sekitar trase atau rel kereta cepat telah terbangun menjadi semacam kawasan yang tertata dan mengingatkan kami akan jalur Shinkansen di Jepang. Hamparan sawah Priangan nan indah berpadu dengan jalan inspeksi dan saluran air, serta rel dan jaringan instalasi listrik aliran atas menjadi suatu pemandangan eksotis yang menurut perasaan saya saat itu sangat romantis.

Sampai di kawasan depo EMU dan maintenance area saya semakin terkagum-kagum melihat banyak kereta kerja bertebaran dengan beraneka bentuk/struktur sesuai dengan fungsi yang diembannya dalam proses penyiapan jalur kereta cepat kebanggaan kita ini. Terhenyak saya dalam diam yang dipenuhi decak kagum yang nyaris tak tertahan. Betapa ilmu rekayasa telah berkembang sedemikian rupa, hingga proses pemasangan track saja dapat dilakukan dengan alat bantu yang memiliki tingkat efektivitas yang luar biasa. Maklumlah rel, balast, dan sistem sintelis kereta cepat haruslah presisi karena akan beroperasi dengan kecepatan sangat tinggi.

Melihat aneka sajian peralatan pembuat jalur kereta api berteknologi tinggi itu pikiran saya melayang dan mulai merekadaya berbagai proses yang mungkin dijalankan oleh masing-masing alat yang saat itu tengah terparkir di sana.

Dalam proses pemasangan rel KCJB yang membentang sejauh sekitar 142 km itu, digunakan sejumlah alat berat berteknologi tinggi.  Alat berat itu antara lain terdiri dari CPG500 Ballast Track Laying Machine, WZ 500-ty ballastless track laying hauling vehicle, SPZ-100 Ballast Deformating Vehicle, DC-32K Tamping Vehicle,

K922 Movable Flash Welder, GMC 48JS Rail Grinding Car, dan GC-220 Rail Car.

Masing-masing alat ini memiliki perannya masing-masing mulai dari membawa rel,

sleeper dan berperan melakukan pemasangan rel, pemasangan balast, kereta ukur dan tera, penguji coba jalur, dll.

Rel yang dipasang pada proyek KCJB adalah rel 50 meter yang sudah tersambung hingga sepanjang 500 meter. Rel-rel yang tersambung itu nantinya diletakkan pada bantalan rel oleh mesin CPG 500 Ballast Track Laying Machine yang merupakan mesin peletak rel.CPG 500 Ballast Track Laying ini berfungsi mengatur dan meletakkan rel dan bantalan

rel kereta api berkecepatan tinggi, secara satu demi satu. Traksinya pun dioperasikan oleh

enam gandar daya bersama-sama, dan setiap mekanisme pengoperasian

mengadopsi penggerak hidraulik.

Dalam proses track laying, pemasangan ballast track laying bisa mencapai 1.000

meter pertiap pemasangan.

Sementara jika melakukan pemasangan ballastless track laying,kemampuannya bisa mencapai 4.500 meter.

Dapat dibayangkan bukan tingkat kecanggihan dan presisi yang dapat di konstruksinya di lintas kereta cepat yang tentu memerlukan perhitungan teramat cermat terkait dengan perubahan derajat vertikal dan horizontal dalam bentuk slope tanjakan dan tikungan yang harus memenuhi syarat gaya sentrifugal dan sentripetal yang harus terpenuhi.

Jalur kereta cepat antara Bandung Jakarta ini akan ditempuhi oleh kereta EMU/ electric multiple unit dengan kecepatan di atas 300 km/jam, tepatnya sekitar 350 km/jam dengan fungsi kendali yang sudah masuk dalam GoA (grade of automation) level 1.

EMU KCJB akan menggunakan generasi terbaru, CR400AF, yang merupakan hasil pengembangan tipe CRH380A oleh CRRC Qingdao Sifang. KCJB memiliki 11 rangkaian CR400AF untuk angkutan penumpang, dengan rincian 9 rangkaian operasional dan 2 rangkaian cadangan. Selain ke-11 rangkaian tersebut, KCJB juga memiliki rangkaian comprehensive inspection train (CIT) yang berwarna kuning, dimana CIT ini dilengkapi dengan perangkat khusus untuk memantau kondisi lintasan, kekuatan roda-rel, sistem komunikasi katenari-pantograf, dan sistem sinyal.

Untuk mengoperasikan EMU KCJB sejauh 142 Km diperlukan daya listrik sebesar 260 Mega Volt Ampere (MVA). Untuk itu sudah dibangun saluran udara tegangan tinggi (SUTT) 16 tower 4 CCT, tapping T.06 jalur Gedebage- Ujung Berung yang memasok daya ke Gardu Induk Rancaekek untuk disalurkan dengan saluran kabel tegangan menengah ke gardu traksi KCJB.

Sebagaimana kereta listrik pada umumnya sumber listrik di kereta rel listrik komuter/KRL dan juga kereta cepat KCJB dapat berasal dari pembangkit yang disalurkan melalui gardu-gardu traksi dan LAA (listrik aliran atas). Daya Listrik yang dibutuhkan oleh KRL dan EMU-CIT KCJB ini akan disuplai menggunakan kawat konduktor yang membentang di bagian atas sepanjang rute kereta yang disebut dengan sistem catenary atau LAA (Listrik Aliran Atas).

Sistem catenary dapat dibagi berdasarkan jenis arus listrik yang mengalir yaitu:

Arus searah (DC):

750 V DC

1500 V DC

3000 V DC

Arus bolak-balik (AC):

15 kV AC, 16,7 Hz

25 kV AC, 50 Hz.

Adapun sistem LAA di DKI Jakarta/Jabodetabek menggunakan sistem arus searah 1500 VDC yang disuplai dari gardu traksi (traction substation). Gardu traksi pertama kali dibangun di Indonesia pada tahun 1925/1926 di Jatinegara dan Ancol dengan menggunakan sistem konfigurasi motor dan generator buatan General Electric. Saat ini, sistem gardu traksi menggunakan teknologi penyearahan silicon rectifier.

Selain menggunakan silicon rectifier, untuk dapat mensuplai LAA dengan tegangan 1500 VDC, sistem gardu traksi menggunakan beberapa panel dan komponen seperti: panel 20 kV, panel 6 kV, trafo 20 kV/1200 V, Silicon rectifier, DC switchgear, trafo 20 kV/6 kV, trafo 20 kV/380 V, trafo 6 kV/380 V, panel AC/DC, baterai dan charger, panel interkoneksi, panel VCP, serta panel LBD.

Spesifikasi dari setiap komponen ini bergantung dari daya yang disuplai gardu traksi. Di daerah DKI Jakarta, gardu traksi biasanya memiliki daya bervariasi antara 1500 kW, 3000 kW, atau 4000 KW. Tentu untuk KCJB ada sistem pasokan listrik khusus yang antara lain diatur dari Gardu Induk Rancaekek dan masing-masing gardu traksi di 4 stasiun KCJB.

Aspek lain yang sangat penting dan memiliki peran tak tergantikan adalah sistem komunikasi, kontrol, serta persinyalan dan interlocking yang dapat memastikan bahwa proses perjalanan dan pelaksanaan operasi kereta cepat KCJB aman dan nyaman.

Untuk menjamin keamana dan kelancaran operasi EMU, KCJB akan menggunakan sistem CTSC-3 yang didasari pada komunikasi nirkabel GSM-R untuk menghasilkan sistem komunikasi dua arah yang baik antara kereta cepat dengan piranti untuk control system di sepanjang lintasan.

Piranti yang digunakan pada sistem CTSC-3 ini terdiri dari tiga bagian utama yang meliputi On Board Equipment, Wayside Equipment, dan CTC yang dipasang di Tegalluar.

Sistem CTCS-3 KCJB pun didukung oleh sistem CTCS-2 untuk meningkatkan kelancaran komunikasi.

Seluruh pirantu tersebut akan dilengkapi dengan teknologi Radio Block Center (RBC) untuk membangkitkan movement authority (MA), track circuit untuk memeriksa pendudukan kereta, serta Balise untuk menginformasikan posisi kereta.

Untuk KCJB, frekuensi GSM-R yang digunakan berada pada 900 MHz (876-915 Mhz Uplink dan 921-960 MHz Downlink) yang berada pada rentang frekuensi GSM Mobile di Indonesia. Untuk menggunakan frekuensi tersebut, dibutuhkan bandwidth 4 MHz untuk uplink dan 4 MHz untuk downlink.

Secara umum fungsi kendali perjalanan kereta non KCJB yang telah diimplementasikan Direktorat Jenderal Perkeretapian Kementerian Perhubungan RI (DJKA) dan PT KAI juga telah mengakomodir berbagai perkembangan teknologi terkait.

Saat ini telah dikembangkan oleh PT LEN (BUMN dalam holding Defense.ID) sistem persinyalan Computer Based Interlocking (CBI) atau SIL-03 yang berbasis komputer atau mikroprosesor dikembangkan untuk kemandirian bidang teknologi persinyalan elektrik kereta api (KA).

Pengembangan sistem CBI didasarkan teknologi berbasis komputer yang terdiri dari Vital Input Module(VIM) dan Vital Output Based (VOM) dan juga piranti lunak program vital operating system.

Sistem pengendalian kereta api di Indonesia yang telah dikembangkan oleh DJKA dan PT KAI juga telah mengadopsi konsep computer aided dispatching system atau CADS yang algoritmanya ditujukan untuk mengontrol pergerakan rangkaian di sepanjang trase dan mengoptimalkan semua aspek operasi dalam suatu perjalanan, dan tentu saja menjamin keamanan dan keselamatan perjalanan dari semua KA dalam lingkup kendali perjalanan regional.

Bahkan OCC atau operation control center Manggarai yang mengendalikan perjalanan kereta api di wilayah operasi Daop-1 Jakarta adalah yang tercanggih di Asia Tenggara saat ini. Pembangunan OCC (Operation Control Centre) Kereta Api Manggarai merupakan salah satu item pekerjaan pada proyek APBN Double-Double Track (DDT) Paket A Fase 1, Manggarai-Jatinegara dari Direktorat Jenderal Kereta Api (DJKA) Kementerian Perhubungan.

Pembangunan tersebut dipercayakan DJKA kepada PT LEN Industri (Persero) dan PT LEN Railway Systems (anak perusahaan) sebagai kontraktor pelaksana mengerjakan sistem persinyalan dalam proyek tersebut yang selanjutnya akan dioperasikan oleh PT KAI selaku operator. OCC Manggarai merupakan sistem sentralisasi centralized operation berupa CTS (Centralized Traffic Supervised) yang berguna untuk menyupervisi seluruh pergerakan kereta dan kesesuaian jadwal kereta antara perencanaan dan kondisi aktual di lapangan yang meliputi seluruh wilayah operasi Daop-1 Jakarta.

Beberapa hal yang menjadi keunggulan OCC ini antara lain adalah tingkat kompleksitas tinggi dan memadupadankan berbagai sistem nterlocking yang ada.

Produk SiLVue di OCC ini memiliki TKDN (Tingkat Komponen Dalam Negeri) di atas 45 %.Kemampuan desain&integrasi sudah teruji, sehingga tidak perlu bergantung pada vendor luar negeri serta dapat mengintegrasikan berbagai jenis tipe interlocking impor yang ada di Indonesia seperti SSI, K5B, SILSafe, Westrace dan iVPI.

Penerapan teknologi inovasi karya anak bangsa ini selai  amat membanggakan, juga dapat meningkatkan efisiensi. Karena biaya perawatannya relatif murah, karena perangkat sudah menggunakan spesifikasi industrial yang memungkinkan usia opsional efektif perangkatnya dapat mencapai 10 tahun masa pakai,dan tentu saja karena mampu mensubstitusi produk impor yang berkorelasi dengan meningkatnya tingkat kemandirian industri dalam negeri.

Saat ini sudah ada 6 OCC di Indonesia, Manggarai, Purwokerto, Madiun, Surabaya, Semarang, dan Jogja (masih proses). Menyusul Bandung dan Cirebon.

Ada baiknya kita sedikit mengetahui pula beberapa sistem interlocking yang saat ini sudah digunakan di jaringan rel kereta api yang dioperasikan PT KAI. Tetapi mohon maaf, tampaknya kita juga perlu tahu tentang definisi sistem interlocking itu sendiri ya ?

Sistem interlocking di sintel KAI yang sudah diterapkan terdiri dari beberapa jenis dan model sistem.

Interlocking bisa diartikan sebagai suatu sistem komputasi terintegrasi yang dirancang dengan tujuan mengatur keselamatan perjalanan kereta api dan kereta api yang masuk dan keluar dari stasiun. Sistem interlocking relay pertama kali dibangun di Indonesia adalah buatan Siemens (Jerman) yang dikenal dengan sistem interlocking relay tipe DRS-60, dimana pada sistem persinyalan ini elemen dasar interlocking -nya adalah berupa relay. Kontrol pelayanannya dari meja pelayanan, sinyal yang digunakan adalah sinyal cahaya warna, wesel digerakkan dengan motor wesel. Sepur di dalam emplasemen dilengkapi dengan pendeteksi bakal pelanting berupa sirkuit sepur. Hubungan blok antar stasiun menggunakan interface blok dari sistem relay ke sistem blok elektromaknetik. Instalasi perkabelan dimulai dari ruang relay dihubungkan sampai ke semua peralatan luar.

Yang kedua, sistem interlocking relay buatan siemens juga dari Jerman yaitu Modular Interlocking System-80 generasi pertama produksi tahun 1980. Relay yang digunakan adalah tipe K50 (standar UIC-Codex 736 tipe C) disusun ke dalam bentuk modul. Secara meja pelayanan, sinyal cahaya, motor wesel, pendeteksi sepur, Instalasi perkabelan, hubungan blok antar stasiun, sama seperti tipe DRS-60. Sistem persinyalan MIS-801 dapat digunakan di emplasemen besar dan dikembangkan melayani 2-3 stasiun dan waktu pelayanan cepat dengan efisiensi penggunaan operator.

Terakhir adalah sistem interlocking relay Ansaldo asal negeri pizza, italia. Elemen dasar untuk interlocking-nya berupa relay P-150 dipadu dengan peralatan control elektronik yang disebut Genisys buatan Union Switch & Signal Inc (Amerika Serikat). Instalasi perkabelnya sendiri dimulai dari ruang relay dihubungkan ke peralatan luar terjauh seperti sinyal muka, dan sirkuit sepur terjauh sampai dengan sinyal masuk. Sirkuit sepur yang digunakan yang bertegangan tinggi (high impulse voltage). Di petak blok yang digunakan untuk mendeteksi kereta api menggunakan penghitung gandar (axle counter).

Kembali ke sistem pengendalian perjalanan kereta cepat KCJB, salah satu aspek yang kerap menjadi sorotan masyarakat dan pemerhati transportasi adalah fungsi keamanan terkait dengan berbagai kondisi alam yang berpotensi untuk menimbulkan gangguan operasi seperti gempa bumi, angin kencang, ataupun longsoran. Berbagai kondisi tersebut terkait erat dengan kondisi geografis dan karakter geologis dari jalur yang dilalui oleh KCJB.

Keberadaan sesar Cimandiri sesar Lembang, serta adanya kemungkinan terdapatnya sesar-sesar lokal lain yang belum teridentifikasi sangat perlu untuk diantisipasi. Demikian pula struktur batuan dan elemen tanah di sepanjang trase yang berpotensi mengalami longsor ataupun perubahan morfologi terkait.

Untuk itu sebagai bagian dari pengarusutamaan fungsi perlindungan keselamatan pada KCJB telah dipasang sekitar 7 sensor gempa sepanjang trase (bekerjasama dengan BMKG), 17 sensor angin untuk mencegah terjadinya gangguan aerodinamika pada EMU yang sedang berada dalam kecepatan operasi, serta ada 6 sensor benda asing yang dilengkapi jaring pengaman pada overpass. Juga ada LPS (lightning protection system) untuk menghindari terjadinya kerusakan EMU dan sistem sintel karena sambaran petir.

Dimana semua data dari berbagai sensor tersebut diterima dan dikelola di Disaster Monitoring Center yang terdapat di pusat pengendali perjalanan KCJB di Tegalluar.

Di pusat operasi KCJB Tegalluar, selain terdapat disaster monitoring system, juga tentu saja terdapat dispatch monitoring system yang terintegrasi sebagaimana fungsi OCC pada jalur kereta konvensional KAI.

Ke depan tentu saja kita berharap banyak pengembangan teknologi juga akan menyentuh pemanfaatan sumber energi baru dan terbaharukan sebagai catudaya utama sistem operasi KCJB. Sebagaimana pemerintah kolonial Belanda di awal abad ke-20 telah menyiapkan PLTA Ubrug untuk mendukung operasi kereta listrik di Batavia.

Demikian pula integrasi sistem kendali perjalanan, analisis keselamatan dan faktor resiko, sert optimasi fungsi operasi tentu dapat mengadopsi kemajuan teknologi AI. Banyak subset machine learning yang dapat diimplementasikan dalam pengembangan sistem transportasi kereta cepat cerdas atau KCJB next generation yang bahkan dapat digunakan untuk pengembangab jalur baru seperti Jakarta-Surabaya.

Semoga proses transfer pengetahuan dan alih teknologi yang terjadi selama proses pengembangan KCJB dapat menjadi salah satu pelantar yang mampu kita jadikan titik awal dari kebangkitan teknologi perkeretapian nasional. 🙏🏾🇲🇨

Bahan bacaan :

Situs resmi KCJB

Situs resmi DJKA

Situs resmi PT. LEN

Tempo Digital dan berbagai media daring lainnya.