مفتاح تحويل السكة الحديدية

تُصمَّم المحولات عمومًا بحيث يمكن عبورها بأمان بسرعات منخفضة. مع ذلك، يُمكن تعديل الأنواع الأبسط من المحولات للسماح بمرور القطارات بسرعات عالية. أما أنظمة المحولات الأكثر تعقيدًا، مثل المحولات المزدوجة، فتقتصر على التشغيل بسرعات منخفضة. في خطوط السكك الحديدية الأوروبية فائقة السرعة، من الشائع وجود محولات تسمح بمرور القطارات بسرعة 200 كم/ساعة (124 ميل/ساعة) أو أكثر على الفرع المتفرع. وقد تم عبور محولات بسرعة 560 كم/ساعة (348 ميل/ساعة) (في خط مستقيم) خلال سباق السرعة العالمي الفرنسي في أبريل 2007. ^{[ 10 ]}    

نشرت إدارة السكك الحديدية الفيدرالية الأمريكية حدود السرعة للمحولات عالية السرعة ، حيث تبلغ السرعة القصوى للمحول رقم 26.5 60 ميلاً في الساعة (97 كم/ساعة) ، بينما تبلغ السرعة القصوى للمحول رقم 32.7 80 ميلاً في الساعة (129 كم/ساعة) . ^{[ 11 ]}      

في ظروف الطقس البارد، قد يعيق الثلج والجليد حركة قضبان التحويل أو نقاط التقاطع ، مما يُعيق تشغيل محولات السكك الحديدية. وقد لا يكون التسخين وحده كافيًا دائمًا للحفاظ على عمل المحولات في ظل ظروف تساقط الثلوج. فقد تحدث ظروف الثلج الرطب، التي تُنتج ثلجًا لزجًا للغاية وظروف انعدام الرؤية، عند درجات حرارة أقل بقليل من درجة التجمد، مما يؤدي إلى تراكم كتل الجليد على القطارات. وعندما تعبر القطارات بعض المحولات، قد تتسبب الصدمة والاهتزاز، وربما بالإضافة إلى التسخين الطفيف الناتج عن الكبح أو المناخ المحلي للمدينة، في سقوط كتل الجليد، مما يؤدي إلى تعطل المحولات. وتحتاج أجهزة التسخين إلى وقت لإذابة الجليد، لذا إذا كان تردد الخدمة مرتفعًا للغاية، فقد لا يكون هناك وقت كافٍ لذوبان الجليد قبل وصول القطار التالي، مما سيؤدي إلى انقطاع الخدمة. وتشمل الحلول الممكنة تركيب أجهزة تسخين ذات سعة أعلى، أو تقليل تردد القطارات، أو استخدام مواد كيميائية مضادة للتجمد مثل الإيثيلين جليكول على القطارات. ^{[ 12 ]}

وقد وقعت حوادث متعلقة بالمفاتيح ناجمة عن واحد أو أكثر من هذه المخاطر، بما في ذلك:

• كارثة قطار بوتيفانت عام 1980 في بوتيفانت ، مقاطعة كورك، في أيرلندا، عندما خرج قطار دبلن - كورك السريع عن مساره بسرعة عالية بعد تحويله عن غير قصد إلى خط جانبي عبر نقاط تشغيل الإطار الأرضي ، مما أسفر عن 18 حالة وفاة.
• الحوادث الناجمة عن قيام المخربين بفتح المحولات أمام القطارات ، كما حدث في حوادث خروج القطارات عن القضبان غير المميتة بالقرب من نيوبورت نيوز في 12 أغسطس 1992، وفي ستيوياكي في 12 أبريل 2001. ولمنع هذه الحوادث، يتم قفل معظم المحولات غير المستخدمة.
• كانت كارثة قطار إيشيده في ألمانيا عام 1998 واحدة من أكثر حوادث القطارات فائقة السرعة دموية في العالم، حيث أسفرت عن 101 قتيل. وقع الحادث عندما انكسر إطار عجلة قطار ICE بسرعة 200 كيلومتر في الساعة (120 ميلاً في الساعة) ، مما أدى إلى خروج القطار جزئيًا عن مساره. اخترق إطار العجلة أرضية العربة وظل يجر على الأرض. أثناء مرور القطار بمحطة إيشيده، تسبب في تحويل مسار العجلات الخلفية إلى مسار منفصل عن المسار الذي تسلكه العجلات الأمامية. نتيجة لذلك، اندفع القطار نحو دعامات جسر علوي يزن 300 طن، مما أدى إلى تدميرها. 
• وقع حادث تصادم قطارات بوترز بار في مايو 2002، في بوترز بار ، هيرتفوردشاير، بالمملكة المتحدة، عندما تحرك مفتاح التحويل إلى وضع مختلف أثناء عبور عربة قطار له، وهو نوع من الحوادث يُعرف باسم " انفصال مفتاح التحويل" . سارت العجلات الأمامية للعربة على طول المسار المستقيم كما هو مُخطط له، بينما انحرفت العجلات الخلفية على طول المسار المتفرع. تسبب ذلك في انفصال العربة بالكامل عن القطار وانحرافها جانبيًا عبر الرصيف أمامها. حدث تحرك مفتاح التحويل أسفل العربة الأخيرة، مما أبقى العربات السابقة على المسار. وقد تبين أن سوء صيانة مفاتيح التحويل هو السبب الرئيسي للحادث.
• أشار التقرير المؤقت بشأن حادثة خروج قطار غرايريج عن مساره في 23 فبراير 2007 إلى وجود خلل في صيانة مجموعة من نقاط التحويل. ^{[ 14 ]}
  • في 31 يوليو 1991، خرجت عدة عربات عن مسارها، مما أسفر عن مقتل سبعة ركاب، بسبب فقدان دبوس القفل في آلية التحويل. ^{[ 15 ]}
  • بعد سبعة وعشرين عاماً، في 4 أغسطس 2018، اصطدم قطار سيلفر ستار بقطار شحن متوقف على خط جانبي بسبب خلل في مفتاح التحويل، مما أسفر عن مقتل اثنين من أفراد الطاقم. ^{[ 16 ]}
• كان سبب حادثة خروج قطار ليفراغا عن مساره في إيطاليا عام 2020 (والتي أسفرت عن حالتي وفاة) عيبًا في تصنيع مشغل المحول، مما أدى إلى سلوك معكوس (أي انحراف القطار عن مساره عند إصدار الأمر له بالسير في خط مستقيم)، بالإضافة إلى عدم اكتشاف العطل بعد تركيبه على الخط. ^{[ 17 ]}

قضبان التحويل ( أو نقاط التحويل ) هي القضبان المتحركة التي توجه العجلات نحو المسار المستقيم أو المتفرع. وهي مدببة، باستثناء مفاتيح التحويل القصيرة الموجودة أحيانًا في الخطوط الجانبية الصناعية، والتي تكون ذات نهايات مربعة.

في اللغة الدارجة في المملكة المتحدة ومعظم دول الكومنولث، يشير مصطلح " النقاط" إلى الآلية بأكملها. أما في المصطلحات المهنية، فيشير المصطلح إلى القضبان المتحركة فقط، وتُسمى الآلية بأكملها "المفترق " أو "النقاط والتقاطعات" . ويُستخدم مصطلحا "المفترق" و"المفتاح" في أمريكا الشمالية في جميع السياقات.

في بعض الحالات، يمكن معالجة شفرات المفاتيح حرارياً لتحسين عمرها الافتراضي. وتوجد أنواع مختلفة من عمليات المعالجة الحرارية، مثل تقوية الحواف أو التقوية الكاملة.

يؤثر المقطع العرضي لشفرات التبديل أيضاً على الأداء. فالشفرات المماسية الجديدة تؤدي أداءً أفضل من الشفرات القديمة.

المعبر أو الضفدع هو العنصر الذي يسمح بمرور العجلات على أي من المسارين عبر نقطة التحويل. يمكن تجميعه من عدة قطع من السكة الحديدية مقطوعة ومثنية بشكل مناسب، أو يمكن أن يكون قطعة واحدة مصبوبة من فولاذ المنغنيز. في الخطوط ذات الاستخدام الكثيف، قد تُعالج القطعة المصبوبة بالتصليد بالصدمات الانفجارية لزيادة عمرها الافتراضي. ^{[ 18 ]}

حاجز الأمان عبارة عن قطعة قصيرة من السكة الحديدية توضع بجانب السكة الرئيسية (سكة القطار) المقابلة للتقاطع. يضمن هذا الحاجز أن تتبع العجلات مسارها الصحيح عبر نقطة التقاطع، وأن القطار لا ينحرف عن مساره. ^{[ 19 ]}

تُستخدم قضبان التوجيه غالبًا في المنحنيات الحادة جدًا، حتى في الأماكن التي لا توجد بها محولات. ^{[ 20 ]}

محرك التحويل أو آلة التحويل (محرك أو آلة التحويل) هو آلية كهربائية أو هيدروليكية أو هوائية تعمل على محاذاة نقاط التحويل مع أحد المسارات الممكنة. عادةً ما يتم التحكم في المحرك عن بُعد بواسطة المُشغِّل (مُشغِّل الإشارات في المملكة المتحدة). يحتوي محرك التحويل أيضًا على نقاط تلامس كهربائية للكشف عن اكتمال ضبط وقفل التحويل. في حال فشل التحويل في ذلك، تبقى إشارة التحكم حمراء (إيقاف). كما يوجد عادةً مقبض يدوي لتشغيل التحويل في حالات الطوارئ، مثل انقطاع التيار الكهربائي، أو لأغراض الصيانة.

يعود تاريخ براءة اختراع WB Purvis إلى عام 1897.

حامل المفتاح ( رافعة التحويل أو ذراع التأريض ) عبارة عن رافعة ووصلات مصاحبة لها لمحاذاة نقاط التحويل يدويًا. تُثبّت الرافعة وملحقاتها عادةً على زوج من العوارض الطويلة (الركائز) الممتدة من المفتاح عند نقاط التحويل. غالبًا ما تُستخدم هذه الحوامل بدلًا من محرك التحويل في المفاتيح الأقل استخدامًا. في بعض الأماكن، قد تكون الرافعة على مسافة من نقاط التحويل، كجزء من إطار الرافعة أو إطار التأريض. ولمنع العبث بالمفاتيح من قِبل جهات خارجية، تُقفل هذه المفاتيح عند عدم استخدامها.

قفل نقطة التحويل المواجهة ( FPL )، أو قفل نقطة التحويل ، هو جهاز، كما يوحي اسمه، يُثبّت مجموعة من نقاط التحويل في مكانها، ويُثبت ميكانيكيًا أنها في الوضع الصحيح. يشير مصطلح "نقطة التحويل المواجهة " إلى منع حركة نقاط التحويل أثناء عمليات التحويل المواجهة، حيث قد يؤدي تحرك القطار أسفل نقاط التحويل إلى فصلها (أي مرورها على كلا المسارين). أما أثناء عمليات التحويل الخلفية، فتُجبر عجلات القطار نقاط التحويل على العودة إلى وضعها الصحيح إذا حاولت التحرك، على الرغم من أن ذلك قد يُسبب أضرارًا جسيمة. تُعرف هذه العملية باسم "التجاوز".

في المملكة المتحدة، كانت خطوط التحويل الأمامية شائعة منذ وقت مبكر، وذلك بسبب القوانين التي تم سنها والتي فرضت توفير هذه الخطوط على جميع الطرق التي تسلكها قطارات الركاب - كان، ولا يزال، من غير القانوني أن يقوم قطار ركاب بتحريك نفسه فوق نقاط التحويل دون أن تكون هذه النقاط مقفلة، إما بواسطة قفل نقطة التحويل، أو مثبتة مؤقتًا في وضع معين. ^{[ 21 ]}

تُستخدم الوصلات عند نقاط التقاء الأجزاء المتحركة بالسكك الثابتة للمحول. تسمح هذه الوصلات للأجزاء بالتحرك بسهولة بين مواضعها. في الأصل، كانت شفرات المحول المتحركة متصلة بسكك الإغلاق الثابتة بوصلات غير محكمة، ولكن نظرًا لمرونة الفولاذ، يُمكن التغلب على هذه المرونة عن طريق ترقيق جزء صغير من أسفل السكة نفسها.

كانت المحولات تُصنع في الأصل بشفرات مستقيمة تنتهي بزاوية حادة عند طرفها المدبب. تُسبب هذه المحولات ارتجاجًا عند مرور القطار في اتجاه التحويلة. كان من الممكن تصنيع شفرات التحويل بنقطة منحنية تلتقي بقضيب السكة بشكل مماس، مما يُقلل من الارتجاج، لكن عيب ذلك هو أن المعدن عند النقطة يكون رقيقًا وضعيفًا بالضرورة. وُجد حل لهذه المتطلبات المتضاربة في عشرينيات القرن الماضي على خط سكة حديد الرايخ الألماني. تمثلت الخطوة الأولى في استخدام مقطع عرضي مختلف لقضبان السكة وقضبان التحويل، حيث كانت قضبان التحويل أقل ارتفاعًا بحوالي 25 ملم (0.98 بوصة) وأكثر سمكًا في المنتصف.  

التقاطع هو زوج من المحولات التي تربط بين مسارين متوازيين للسكك الحديدية ، مما يسمح للقطار على أحد المسارين بالانتقال إلى الآخر. ومثل المحولات نفسها، يمكن وصف التقاطعات بأنها إما مواجهة أو خلفية .

عند وجود تقاطعين متتاليين في اتجاهين متعاكسين، يُطلق على تكوين المفاتيح الأربعة اسم التقاطع العالمي . ^{[ 22 ] [ 23 ]} إذا تداخلت التقاطعات لتشكيل علامة × في المنتصف، يُطلق عليها اسم التقاطع المزدوج ، أو تقاطع المقص ، أو ببساطة تقاطع المقص ؛ ^{[ 24 ]} ونظرًا لاحتياجه إلى تقاطع ماسي في المنتصف، يُعرف أحيانًا باسم تقاطع الماس . يُتيح هذا تصميمًا مضغوطًا للغاية للمسار، ولكنه يتطلب صيانة أكثر وتكلفة إنتاج أعلى. ^{[ 22 ]}

في نظامٍ يسير فيه كل مسار من المسارين عادةً في اتجاه واحد فقط، يمكن استخدام وصلة تحويل إما لتجاوز عائقٍ ما أو لعكس اتجاه القطار. كما يمكن لوصلة التحويل أن تربط مسارين في نفس الاتجاه، كخطين محلي وسريع مثلاً، مما يسمح للقطارات بالانتقال من أحدهما إلى الآخر.

في الأنظمة المزدحمة، يؤدي الاستخدام الروتيني للتقاطعات (أو المحولات عمومًا) إلى انخفاض الإنتاجية، حيث يؤدي استخدام المحول إلى إغلاق مسارات متعددة. لهذا السبب، في بعض أنظمة النقل السريع ذات السعة العالية ، لا تُستخدم التقاطعات بين مسارات القطارات المحلية والسريعة خلال ساعات الذروة العادية ، ويتم تخطيط أنماط الخدمة بناءً على استخدام التقاطعات العلوية الموجودة عادةً عند طرفي خط القطارات المحلية والسريعة.

يفتقر مفتاح التحويل القصير إلى النقاط المدببة (شفرات التحويل) الموجودة في مفتاح التحويل التقليدي. بدلاً من ذلك، تُقطع نهايات كل من القضبان المتحركة ونهايات قضبان المسارات المتفرعة بشكل مربع. تعمل آلية التحويل على محاذاة القضبان المتحركة مع قضبان أحد المسارات المتفرعة. في القرن التاسع عشر، كان مفتاح التحويل القصير يُستخدم عادةً مع حامل مفتاح التحويل ذي الشكل الهرمي .

لا تُثبّت القضبان المؤدية إلى مفتاح التحويل الفرعي على العوارض الخشبية لعدة أقدام، ولا يُطبّق محاذاة القضبان عبر الفجوة بشكل دقيق. كما تتطلب مفاتيح التحويل الفرعية مرونة في القضبان (أي قضبان أخف وزنًا)، أو وصلة إضافية لتثبيتها. لذلك، لا يمكن عبور هذه المفاتيح بسرعات عالية أو بحركة مرور كثيفة، وبالتالي فهي غير مناسبة للاستخدام على الخطوط الرئيسية. ومن عيوبها الأخرى أن الاقتراب من مفتاح التحويل الفرعي من المسار المتفرع غير المتصل بالمحولات قد يؤدي إلى خروج القطار عن القضبان. كما أن تمدد الفولاذ في القضبان في الطقس الحار جدًا قد يتسبب في التصاق القضبان المتحركة بالعوارض الخشبية، مما يجعل عملية التحويل مستحيلة حتى تبرد القضبان وتتقلص.

من مزايا المحولات القصيرة أنها تعمل بشكل أفضل في الثلج. فالحركة الجانبية لقضبان التحويل تدفع الثلج إلى الجانب، بدلاً من تراكمه بين نقاط التحويل والقضيب كما هو الحال في التصميمات الحديثة.

كانت المحولات الفرعية أكثر شيوعًا في بدايات السكك الحديدية وخطوط الترام السابقة لها. أما الآن، ونظرًا لعيوبها، تُستخدم المحولات الفرعية بشكل أساسي على خطوط السكك الحديدية الضيقة والفرعية.

يُستخدم مفتاح التحويل ثلاثي الاتجاهات لتقسيم خط السكة الحديدية إلى ثلاثة مسارات متفرعة بدلاً من المسارين المعتادين. يوجد نوعان من مفاتيح التحويل ثلاثية الاتجاهات: في المفتاح المتناظر ، يتفرع الفرعان الأيمن والأيسر عند نفس النقطة، وفي المفتاح غير المتناظر ، يتفرع الفرعان بشكل متداخل باستخدام مفتاحي تحويل متشابكين . يتطلب كلا النوعين ثلاثة نقاط تقاطع.

عادةً ما يؤدي تعقيد المحولات المتناظرة إلى فرض قيود على السرعة، ولذلك تُستخدم المحولات ثلاثية الاتجاهات في أغلب الأحيان في المحطات أو المستودعات ذات المساحة المحدودة والسرعات المنخفضة. وقد شاع استخدام المحولات المتناظرة في خطوط السكك الحديدية السويسرية الضيقة. أما المحولات ثلاثية الاتجاهات غير المتناظرة فهي أكثر شيوعًا، لعدم وجود قيود على السرعة فيها مقارنةً بالمحولات القياسية. ومع ذلك، ونظرًا لارتفاع تكلفة صيانتها بسبب قطع الغيار الخاصة والتآكل غير المتناظر، يُستبدل كلا النوعين من المحولات ثلاثية الاتجاهات بمحولين قياسيين كلما أمكن ذلك.

في المناطق ذات السرعات المنخفضة للغاية، مثل المستودعات، وعلى خطوط السكك الحديدية التي كان لا بد من بنائها بتكلفة زهيدة للغاية، مثل خطوط السكك الحديدية لنقل الأخشاب، كانت المحولات ثلاثية الاتجاهات تُبنى أحيانًا كمحولات فرعية.

يدمج مفتاح اللوحة النقاط المدببة للمفتاح التقليدي في لوحة مستقلة. يتم تحريك كل شفرة من شفرات النقاط بشكل منفصل يدويًا. تُستخدم مفاتيح اللوحة فقط مع العجلات ذات الحواف المزدوجة، حيث تمر العجلات عبر اللوحات على حوافها، موجهةً بواسطة حواف اللوحة والشفرة المتحركة.

نظام التحويل الجانبي هو نظام لتركيب محول مسار فوق مسار سكة حديدية عادية، دون الحاجة إلى قطع أو استبدال هذا المسار. وهو مفيد لتركيب فروع مؤقتة على خطوط السكك الحديدية الزراعية، ومسارات جانبية لآلات صيانة السكك الحديدية على خطوط السكك الحديدية الرئيسية. ترفع منحدرات خاصة العجلات عن المسار العادي، ثم ينحني نظام التحويل الجانبي حسب الحاجة. يوجد مثل هذا النظام في ديكوفيل . ^{[ 25 ]} وهو مشابه لجسر متحرك .

برج تحويل هيئة النقل في شيكاغو رقم 18، مخرج متشابك

تتقاطع نقاط التحويل المتشابكة على خطوط قطار شيكاغو "L" المرتفعة المتجهة شمالًا وجنوبًا ، البنفسجي والبني ، مع الخطوط الوردية والخضراء المتجهة شرقًا وغربًا، والخط البرتقالي الدائري فوق تقاطع شارعي ويلز وليك في منطقة ذا لوب.

المفترق المتشابك هو طريقة لتقسيم السكة الحديدية إلى ثلاثة مسارات متفرعة أو أكثر. وهو عبارة عن ترتيب لمفترقين قياسيين، عادةً أحدهما يساري والآخر يميني، بشكل متشابك. تقع نقاط المفترق الثاني بين نقاط المفترق الأول ونقطة التقاطع. وكما هو الحال في أنواع المفترقات الثلاثية الأخرى، يلزم وجود نقطة تقاطع إضافية.

مفتاح التحويل على شكل حرف Y ( نقطة Y ) له نهايتان خلفيتان تتباعدان بشكل متناظر وفي اتجاهين متعاكسين. يُشتق الاسم من تشابه شكله مع حرف Y. تُستخدم مفاتيح التحويل على شكل حرف Y عادةً في الأماكن الضيقة. في أمريكا الشمالية، يُطلق عليها أيضًا اسم "مفتاح التحويل متساوي الأضلاع" أو "مفترق التحويل متساوي الأضلاع". ترتبط مفاتيح التحويل العادية غالبًا بسرعات الخطوط الرئيسية، بينما تُستخدم مفاتيح التحويل على شكل حرف Y عادةً في ساحات السكك الحديدية ذات السرعات المنخفضة.

إحدى مزايا محولات Y هي إمكانية استخدام زاوية تقاطع أوسع مع نفس نصف قطر الانحناء مقارنةً بالمحولات العادية. وهذا يعني أنها تُقلل من قيود السرعة بشكل أقل حدة من تلك المفروضة على الفرع المتفرع في المحولات العادية، دون الحاجة إلى استخدام محولات أغلى ثمناً ذات تقاطع متحرك. لهذا السبب، تُستخدم أحيانًا على الخطوط الرئيسية عند تفرعها إلى فرعين متساويين في الأهمية، أو عند نهايات قسم المسار الأحادي في خط مزدوج المسار.

تُستخدم نقاط الخروج لحماية الخطوط الرئيسية من العربات المنحرفة أو الخارجة عن مسارها، أو من القطارات التي تتجاوز الإشارات المُفعّلة في وضع الخطر. في هذه الحالات، قد تتدحرج المركبات إلى الخط الرئيسي وتُعرقل سيره، مما قد يُسبب تصادمًا. وبحسب الظروف، تُسمى نقاط الخروج إما بنقاط احتجاز أو نقاط توقف. وتُعدّ أجهزة تحويل القطارات عن مسارها أجهزة أخرى تُستخدم للغرض نفسه.

تُركّب نقاط الإيقاف على خط السكة الحديدية نفسه، حيث يصعد القطار بانحدار حاد. وتُستخدم هذه النقاط لمنع اصطدام القطارات الخارجة عن مسارها بقطار آخر أسفل المنحدر. في بعض الحالات، تمتد نقاط الإيقاف إلى حاجز رملي لإيقاف القطار الخارج عن مساره بأمان، والذي قد يكون يسير بسرعة عالية. عادةً ما تُثبّت نقاط الإيقاف في وضع "الخروج عن المسار" بواسطة نابض. ويمكن ضبطها للسماح للقطار بالمرور بأمان في اتجاه الانحدار باستخدام رافعة أو آلية أخرى لتجاوز النابض لفترة وجيزة.

تعود أصول نقاط الالتقاط إلى أيام قطارات البضائع غير المجهزة. ولأن هذه القطارات كانت تتألف إما من عربات غير مزودة بمكابح (تعتمد كلياً على مكابح القاطرة)، أو عربات ذات مكابح غير متصلة يتم تشغيلها يدوياً (مما يستلزم التوقف عند قمة المنحدرات الحادة ليقوم الحارس بمراقبة القطار وتفعيل المكابح على كل عربة على حدة)، فقد كانت تفتقر أيضاً إلى أي آلية لإيقاف العربات الخارجة عن السيطرة تلقائياً. لذلك، كانت نقاط الالتقاط ضرورية لإيقاف الجزء الخلفي من القطار غير الموصول جيداً والذي قد ينفصل أثناء صعود منحدر حاد، مع أنها كانت توقف أيضاً المركبات التي تنفصل لأي سبب آخر. أما الآن، وبعد أن أصبحت جميع القطارات مجهزة (وأصبحت وصلات الربط المكسورة أقل شيوعاً بكثير)، فقد أصبحت نقاط الالتقاط في معظمها غير ضرورية.

على غرار نقاط الالتقاط، تُنشأ نقاط التحويل عند مخرج خط فرعي أو عند نقطة التقاء خط شحن بخط قد تستخدمه قطارات الركاب. ما لم تُضبط هذه النقاط خصيصًا للسماح بمرور المركبات إلى الخط الرئيسي، فإنها تُوجه أي مركبة قادمة بعيدًا عنه. قد يؤدي ذلك ببساطة إلى خروج المركبة عن مسارها، ولكن في بعض الحالات يُستخدم جهاز سحب رملي، خاصةً عندما يكون من المحتمل أن تنفلت المركبة بسرعة بسبب انحدار.

تُستخدم مفاتيح التحويل ثنائية القياس في أنظمة السكك الحديدية ثنائية القياس . وتتعدد السيناريوهات المحتملة المتعلقة بمسارات القطارات على كل قياس، بما في ذلك انفصال القياسين أو قدرة أحدهما على اختيار مسار متفرع دون الآخر. ونظرًا لوجود مسار إضافي، تحتوي مفاتيح التحويل ثنائية القياس على نقاط تحويل وتقاطعات أكثر من نظيراتها أحادية القياس، مما يحد من السرعات بشكل أكبر من المعتاد.

يُعدّ نظام "التبديل" أو "التبادل" أحد الأنظمة المشابهة، حيث يتم (عادةً) تغيير جانب السكة المشتركة. لا يحتوي هذا النظام على أجزاء متحركة، إذ تُوجّه عجلات السكة الضيقة بواسطة قضبان الحماية أثناء انتقالها من سكة إلى أخرى. أما السكة الأوسع، فتواجه السكة المتصلة فقط، لذا فهي لا تتأثر بالتبديل. في منصات الدوران ثنائية القياس، يُستخدم ترتيب مماثل لتحريك مسار السكة الضيقة من جانب إلى آخر.

تتنوع محولات السكك الحديدية المسننة بتنوع تقنيات السكك الحديدية المسننة نفسها. في الحالات التي يكون فيها استخدام المسنن اختياريًا، كما هو الحال في خط سكة حديد سنترالبان في سويسرا أو خط سكة حديد الساحل الغربي البري في تسمانيا ، من الشائع وضع المحولات فقط في المناطق المسطحة نسبيًا حيث لا يكون المسنن ضروريًا. أما في الأنظمة التي تُدار فيها التروس فقط وتكون عجلات السكك الحديدية التقليدية عجلات وسيطة، مثل خط سكة حديد دولدربان في زيورخ ، وخط سكة حديد شتربسكي بليسو في سلوفاكيا ، وخط سكة حديد شينغ بلات المسننة ، فيجب أن يكون المسنن متصلًا عبر المحول. يعمل محول دولدربان عن طريق ثني القضبان الثلاثة، وهي عملية تُنفذ في كل رحلة عند مرور القطارين في المنتصف. أما نظام المسنن في خطي سكة حديد شتربسكي بليسو وشينغ بلات ستروب، فيعتمد على مجموعة معقدة من النقاط المتحركة التي تُركّب المسنن في اتجاه العبور وتُخلي في الوقت نفسه القضبان التقليدية في اتجاه التقاطع. في بعض أنظمة التروس، مثل نظام مورغان ، حيث تحتوي القاطرات دائمًا على عدة تروس قيادة، من الممكن تبسيط المحولات عن طريق قطع سكة ​​التروس، طالما أن القطع أقصر من المسافة بين تروس القيادة في القاطرات. ^{[ 26 ]}

طاولة نقل ثنائية المسار

إنّ مسننات ريجنباخ غير قابلة للانحناء على عكس القضبان أو قضبان مسننات آبت. بُني أول مسنّن ريجنباخ ذو أجزاء متحركة متعددة عام 1875 لخط سكة حديد رورشاخ-هايدن في فيناخت-توبل، سويسرا. ^{[ 27 ] : 36} أُدخلت أولى المحولات على خط سكة حديد فيتزناو-ريجي عام 1873، وكانت عبارة عن طاولات تحويل ثنائية المسار ، بمسار يتجه يمينًا وآخر يسارًا. يمكن تحريك الطاولة لتوفير مسار مباشر إما إلى اليسار أو إلى حلقة التجاوز اليمنى. على عكس طاولات التحويل العادية، لا تُحرّك هذه الطاولات إلا وهي فارغة: لا تتحرك القطارات إلا عندما تكون الطاولة مثبتة في أحد الوضعين النهائيين. استُبدلت طاولات التحويل على خط ريجيبان بين عامي 1959 و1961 بمحولات، لكن خط سكة حديد بيلاتوس وخط سكة حديد جبل واشنطن لا يزالان يستخدمان هذا النظام، نظرًا لعدم إمكانية تركيب محولات عادية. ^{[ 28 ]}

مفتاح دوار

تم إدخال مفاتيح التحويل الدوارة (بالألمانية: Gleiswender ) ذات المسارين المختلفين على خط سكة حديد بيلاتوس في ستينيات القرن الماضي لاستبدال طاولات التحويل ذات المسارين. يستخدم خط سكة حديد بيلاتوس نظام لوخر الفريد للتروس المسننة ذات العجلات المسننة العاملة أفقيًا. لا يسمح هذا الترتيب بأنواع أخرى من المحولات. ^{[ 27 ] : 37}

يدور مفتاح التحويل الدوار حول محوره الطولي لتوصيل مسار السكة الحديدية بمجموعة مختارة من المسارات. وينعكس هذا المفتاح (يدور حول محوره الطولي 180 درجة) ليتصل بمجموعة المسارات المختارة. وبمجرد تثبيت مفتاح التحويل الدوار، يمكن للقطار أن يتابع سيره. ويظل محاذاة التروس ثابتًا في كلا الوضعين.

على الرغم من أنها ليست مفترق طرق بالمعنى الدقيق، إلا أن مفترق الطرق الماسي هو نظام سكك حديدية نشط يُستخدم عندما تكون زاوية التقاطع بين مسارين ضحلة جدًا بحيث لا تسمح باستخدام نظام سكك حديدية سلبي تمامًا: حيث تتداخل الأجزاء غير الموجهة من كل سكة. يشبه هذا النظام إلى حد ما نقطتي تحويل قياسيتين متجاورتين. وغالبًا ما يستخدم تقاطعات ذات أنف متأرجح عند الأطراف الخارجية لضمان دعم كامل للعجلات، كما هو الحال في مفترقات الطرق ذات الزاوية الضحلة. في أمريكا الشمالية، يُعرف هذا النظام باسم مفترقات الطرق الماسية ذات النقاط المتحركة . أما في المملكة المتحدة، حيث تكون زاوية التباعد أقل من 1 إلى 8 (قياس خط المنتصف)، فيُستخدم مفترق الطرق الماسي المُبدَّل بدلًا من المفترق الماسي السلبي أو الثابت.

تُنفذ هذه التحويلات عادةً بهدف زيادة سرعة العبور الآمن. تفرض الشفرات المفتوحة قيودًا على السرعة، نظرًا لاحتمالية تسبب اصطدام التقاطع في كسر السكة الحديدية، حيث تصطدم عجلتا كل محور بفجوات العبور في وقت متزامن تقريبًا. أما الشفرات المُحوّلة، كما هو موضح في الصورة، فتسمح بسرعة أعلى بكثير لعبور الفجوة، وذلك بتوفيرها قطعة سكة حديدية متصلة تقريبًا عبر الفجوة من كلا الجانبين.

على الرغم من وجود فجوة في أحد قضبان التقاطع عند نقطة التقاطع، إلا أن هذه النقطة أقل إشكالية من هذه الناحية. فالقضيب الخارجي لا يزال متصلاً، والقضيب الجانبي (الجزء الذي ينعطف بعد فجوة التقاطع) يوفر انتقالًا تدريجيًا، ويمنع قضيب التوجيه احتمالية انفصال نقاط التحويل. ويتضح ذلك من خلال فحص القضيب الجانبي، حيث يظهر مقطعه المصقول الأعرض، مما يدل على كيفية انتقال حمل العجلات عبر الفجوة.

تُستخدم مفاتيح التحويل أحادية النقطة، المعروفة باسم مفاتيح اللسان ومفاتيح التوصيل البسيطة، أحيانًا في خطوط السكك الحديدية لنقل البضائع عند التشغيل بسرعات منخفضة في المناطق المعبدة، كما هو الحال في الموانئ. وفي الولايات المتحدة، تخضع هذه المفاتيح للتنظيم بموجب البند 213.135(i) من معايير السلامة الخاصة بمسارات السكك الحديدية الصادرة عن إدارة السكك الحديدية الفيدرالية.

في أنظمة الترام التي تستخدم قضبانًا محززة ، إذا كانت عجلات جانبي العربة متصلة بمحور صلب، فلا يلزم سوى نقطة تحويل واحدة لتوجيهها إلى أحد المسارين. تقع نقطة التحويل على السكة الداخلية لمسار منحنى التحويل. عندما تدخل عربة الترام مسار منحنى التحويل، تُسحب العجلة الداخلية (الجانب الأيمن من العربة عند الانعطاف يمينًا) إلى داخل المنحنى، ومن خلال المحور، توجه العجلة الخارجية لتتبع المنحنى أيضًا. تُدعم العجلة الخارجية لمسافة قصيرة بواسطة حافتها التي تمر عبر الحز.

تستخدم بعض تصاميم عربات الترام منخفضة الأرضية محاور منفصلة (نصف محور منفصل للعجلة على كل جانب من جوانب العربة). لا تُناسب هذه العربات استخدام مفاتيح التحويل أحادية النقطة لعدم وجود آلية لنقل القوة من العجلات الداخلية إلى الخارجية عند هذه المفاتيح.

يُعد مفتاح التحويل أحادي النقطة أرخص في البناء، خاصة في مسارات الشوارع، حيث لا توجد حاجة للربط بنقطة تحويل ثانية.

عند انقطاع خط الترام أثناء أعمال الصيانة، تُوضع نقاط تحويل مؤقتة فوق المسار الحالي للسماح للترام بالعبور إلى المسار الموازي. تُعرف هذه النقاط باسم Kletterweichen أو Auflegeweichen بالألمانية، وaiguillages californiens بالفرنسية، و oplegwissels أو klimwissels أو Californische wissels بالهولندية. ويمكن لحامها في مكانها، مما يسمح للترام بالمرور بسرعة المشي.