Tugas Mandiri Analisis Deret Waktu

Dinas perhubungan mencatat jumlah kendaraan yang menyeberang di pelabuhan Merak - Bakauheni setiap bulan Januari 2023 - Desember 2024 (ribuan kendaraan):

# Input Data
data_kendaraan <- data.frame(
  Tahun = rep(c(2023, 2024), each = 12),
  Bulan = rep(month.abb, 2),
  Kendaraan = c(
    420, 410, 430, 780, 460, 470, 460, 480, 440, 450, 460, 600,
    450, 440, 460, 820, 490, 500, 495, 510, 470, 480, 490, 640
    )
)

data_kendaraan
##    Tahun Bulan Kendaraan
## 1   2023   Jan       420
## 2   2023   Feb       410
## 3   2023   Mar       430
## 4   2023   Apr       780
## 5   2023   May       460
## 6   2023   Jun       470
## 7   2023   Jul       460
## 8   2023   Aug       480
## 9   2023   Sep       440
## 10  2023   Oct       450
## 11  2023   Nov       460
## 12  2023   Dec       600
## 13  2024   Jan       450
## 14  2024   Feb       440
## 15  2024   Mar       460
## 16  2024   Apr       820
## 17  2024   May       490
## 18  2024   Jun       500
## 19  2024   Jul       495
## 20  2024   Aug       510
## 21  2024   Sep       470
## 22  2024   Oct       480
## 23  2024   Nov       490
## 24  2024   Dec       640

1. Membuat Objek Time Series dan Plot Runtun Waktu

a. Objek Time Series

data_ts <- ts(data_kendaraan$Kendaraan,
              start = c(2023,1),
              frequency = 12)
data_ts
##      Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec
## 2023 420 410 430 780 460 470 460 480 440 450 460 600
## 2024 450 440 460 820 490 500 495 510 470 480 490 640

b. Plot Runtun Waktu

plot(data_ts, 
     main = "Jumlah Kendaraan Menyeberang di Pelabuhan Merak - Bakauheni",
     xlab = "Tahun",
     ylab = "Jumlah Kendaraan (ribu)",
     col = "orange",
     lwd = 2
     )

text(time(data_ts), data_ts,
     labels = data_ts,
     pos = 3, 
     cex = 0.7
     )

Dari plot time series tersebut, terlihat bahwa pada bulan April tahun 2023 dan 2024 menunjukkan lonjakan peningkatan jumlah kendaraan secara signifikan. Penyebab lonjakan ini diduga karena periode libur lebaran yang membuat aktivitas pelabuhan dipadati oleh masyarakat yang akan melakukan perjalanan mudik dengan tujuan pulau Jawa - Sumatera maupun arus sebaliknya melalui Pelabuhan Merak - Bakauheni.

2. Identifikasi Komponen Tren

Komponen tren adalah pergerakkan jangka panjang dalam suatu data time series yang menunjukkan apakah data tersebut cenderung naik, turun atau stabil dalam jangka waktu yang lama.

Untuk mengetahui komponen tren pada data, dapat dilihat dari rata-rata kendaraan setiap tahunnya. Jika rata-rata naik dari tahun sebelumnya, maka data cenderung meningkat dari 2023 hingga 2024.

aggregate(Kendaraan ~ Tahun, data = data_kendaraan, mean)
##   Tahun Kendaraan
## 1  2023  488.3333
## 2  2024  520.4167
plot(data_ts,
     main = "Tren Jumlah Kendaraan",
     xlab = "Tahun",
     ylab = "Jumlah Kendaraan (ribu)",
     col = "orange",
     lwd = 2)

abline(lm(data_kendaraan$Kendaraan ~ time(data_ts)),
       col = "red",
       lwd = 2)

Berdasarkan grafik tren, terlihat bahwa garis berwarna merah menunjukkan adanya komponen tren yang meningkat dari waktu ke waktu, meskipun data mengalami fluktuasi setiap bulannya.

Menurut rata-rata pertahunnya, di tahun 2023, rata-rata kendaraan yang menyeberang melalui Pelabuhan Merak - Bakauheni adalah sekitar 488 ribu kendaraan. Rata-rata ini mengalami peningkatan menjadi 520 ribu kendaraan pada tahun 2024.

3. Identifikasi Bulan-bulan Puncak Kunjungan (Lebaran dan Nataru)

Bulan-bulan puncak kunjungan seperti libur lebaran dan nataru, tentunya membuat aktivitas pelabuhan semakin padat. Grafik tren sebelumnya, telah menunjukkan di bulan April mengalami lonjakan peningkatan yang cukup tinggi diantara bulan-bulan yang lainnya. Disusul bulan Desember yang menempati posisi kedua tertinggi yang disebabkan oleh libur natal dan tahun baru.

data_kendaraan[data_kendaraan$Bulan %in% c("Apr", "Dec"), ]
##    Tahun Bulan Kendaraan
## 4   2023   Apr       780
## 12  2023   Dec       600
## 16  2024   Apr       820
## 24  2024   Dec       640

Hari raya lebaran di tahun 2023 dan 2024 diperingati pada bulan April, sehingga jumlah kendaraan di bulan tersebut mengalami peningkatan dari tahun 2023 hingga 2024. Di bulan April 2023, jumlah kendaraan yang memadati pelabuhan yaitu sekitar 780 ribu kendaraan. Di tahun berikutnya pada bulan yang sama, aktivitas penyeberangan yang dilakukan oleh masyarakat untuk melakukan perjalanan mudik semakin bertambah jumlahnya, yaitu menjadi 820 ribu kendaraan.

Namun, hari raya lebaran tidak selalu berlangsung di bulan April karena tanggalnya mengikuti kalender Hijriah, sehingga bulan April di tahun berikutnya setelah tahun 2024, tidak terus melonjak naik. Berbeda dengan libur natal dan tahun baru, yang berpotensi akan meningkatkan aktivitas penyeberangan setiap tahunnya. Di tahun 2023, pelabuhan dipadati sekitar 600 ribu kendaraan. Dan di tahun berikutnya, jumlahnya naik sebesar 6.67% menjadi 640 ribu kendaraan.

4. Buat Seasonal Plot & Boxplot per Bulan

a. Seasonal Plot

library(forecast)
## Warning: package 'forecast' was built under R version 4.4.3
seasonplot(data_ts,
           year.labels = TRUE,
           year.labels.left = TRUE,
           main = "Seasonal Plot Jumlah Kendaraan",
           xlab = "Bulan",
           ylab = "Jumlah Kendaraan (ribu)",
           col = "blue")

Berdasarkan seasonal plot, data memiliki pola naik turun yang serupa pada bulan yang sama antara tahun 2023 dan 2024. Pola tersebut menunjukkan bahwa terdapat pola musiman yang konsisten meskipun di tahun 2024 jumlahnya meningkat dari tahun 2023.

b. Boxplot per Bulan

library(ggplot2)
## Warning: package 'ggplot2' was built under R version 4.4.3
data_kendaraan$Bulan <- factor(
  data_kendaraan$Bulan,
  levels = month.abb
)

ggplot(data_kendaraan, aes(x = Bulan, y = Kendaraan)) +
  geom_boxplot() +
  labs(
    title = "Boxplot Jumlah Kendaraan per Bulan",
    x = "Bulan",
    y = "Jumlah Kendaraan (ribu)"
  )

Berdasarkan Boxplot bulanan, bulan April memiliki median tertinggi yaitu sekitar 800 ribu kendaraan, yang menunjukkan puncak aktivitas penyeberangan tahunan. Sedangkan bulan dengan aktivitas penyeberangan terendah terdapat di bulan Februari yaitu dengan median sekitar 425 ribu kendaraan.

Baik seasonal plot maupun boxplot, keduanya menunjukkan adanya pola musiman (seasonal), yang ditunjukkan dengan pola yang serupa pada bulan-bulan yang sama selama tahun 2023 hingga 2024.