فصل الدرجات

تسمح الطرق ذات الفصل بين المستويات عمومًا بحركة المرور بحرية، مع عدد أقل من الانقطاعات، وبسرعات إجمالية أعلى؛ ولهذا السبب تكون حدود السرعة أعلى عادةً بالنسبة للطرق ذات الفصل بين المستويات، ويُعد الفصل بين المستويات شرطًا أساسيًا لتنفيذ السكك الحديدية عالية السرعة بشكل فعال .

بالإضافة إلى ذلك، يُمكن لتبسيط حركة المرور أن يُقلل من مخاطر الحوادث ، بل ويُقلل أو يمنع تمامًا خطر حوادث الدهس والاصطدامات المميتة بين الدراجات والمركبات، والتي تُصبح حتمية إحصائيًا مع وجود عدد كافٍ من المشاة أو راكبي الدراجات الذين يعبرون حتى الطرق ذات الحركة المرورية المعتدلة والسرعات المحددة بشكل معقول. ^{[ 3 ]} عمليًا، لا يُمكن خفض احتمالية وقوع هذه الوفيات بشكل منتظم في أي منطقة إلى الصفر إلا من خلال فصل التقاطعات وتقييد وصول المركبات إلى أماكن المشاة. ^{[ 4 ]}

على الرغم من أن حوادث اصطدام المركبات بالقطارات، والدراجات الهوائية بالقطارات، والمشاة بالقطارات، أقل شيوعًا وأسهل تجنبًا من حوادث اصطدام السيارات والشاحنات بالدراجات الهوائية، إلا أنها تكاد تكون مميتة في جميع الحالات، لا سيما عند اصطدامها بقطارات الشحن أو القطارات الثقيلة ، ولا يمكن تجنبها إلا من قبل ضحية الاصطدام في حال عدم وجود فاصل بين مستويات السكة الحديدية في معظم الحالات. وبغض النظر عن كفاءة سائق القطار ويقظته ، لا يستطيع مشغل قاطرة تسير بسرعة عالية إيقاف القطار تمامًا قبل الوصول إلى أبعد نقطة على السكة أمامه كان بإمكانه رؤيتها عند أول نقطة أدرك فيها ضرورة الضغط على المكابح.

وهذا أقل صحة بكثير فيما يتعلق بالقطارات الخفيفة والترام ، والتي تعمل بشكل متكرر في حركة مرور مختلطة، وبالتالي فهي خفيفة الوزن نسبيًا وسريعة الاستجابة للكبح، وقادرة على التوقف بنفس معدلات توقف الحافلة أو الشاحنة تقريبًا، وعادة ما تتوقف في وقت أقل من الشاحنة نصف المحملة .

على الرغم من أن حركة القطارات بشكل عام يمكن التنبؤ بها نسبيًا وتمر بوتيرة أقل بكثير من حركة السيارات، إلا أن هذه التصادمات لا تزال تحدث بشكل منتظم إلى حد ما، لا سيما عند التقاطعات السطحية. ولذلك، فإن إنشاء تقاطعات منفصلة للسكك الحديدية أقل صعوبة وتكلفة في التنفيذ، ويؤدي بالمثل إلى تحسين السلامة لجميع الأطراف، على الأقل عند تجاهل المعدل المنخفض نسبيًا لتصادمات القطارات مقارنةً بحوادث الطرق المميتة.

تُعدّ التقاطعات متعددة المستويات، وخاصةً عند تقاطعات الطرق، كثيفة المساحة ومعقدة ومكلفة، نظرًا للحاجة إلى هياكل ضخمة كالأنفاق والمنحدرات والجسور. وقد يكون ارتفاعها ملحوظًا، وهذا، بالإضافة إلى حجم حركة المرور الكبير الذي تجذبه، يجعلها غير مرغوبة لدى ملاك الأراضي والسكان المجاورين. لهذه الأسباب، قد تواجه مقترحات إنشاء طرق جديدة متعددة المستويات معارضة شعبية كبيرة.

مع ذلك، تشغل فواصل التقاطع بين خطوط السكك الحديدية مساحة أقل بكثير من فواصل التقاطع القياسية على الطرق السريعة. ويعود ذلك جزئياً إلى عدم الحاجة إلى أكتاف للسكك الحديدية، حتى عند السرعات العالية، فضلاً عن قلة عدد الفروع والوصلات الجانبية التي يجب استيعابها، لأن الفصل الجزئي للتقاطع يحقق تحسيناً أكبر من مشروع طريق مماثل، حيث يتحدد تدفق حركة المرور فيه بناءً على أكثر أجزائه ازدحاماً، نتيجة لظواهر موثقة جيداً مثل موجات المرور .

ومع ذلك، فإن مشاريع فصل التقاطعات للطرق السريعة والمختلطة وحتى مشاريع فصل التقاطعات للسكك الحديدية فقط، وخاصة عند "تحديث" ممر نقل نشط تم بناؤه دون تخفيف من تعارض حركة المرور لتوفير تكاليف البناء، عادة ما تتطلب خبرة وجهدًا هندسيًا كبيرًا، ويمكن أن تكون مكلفة للغاية وتستغرق وقتًا طويلاً في البناء، خاصة عندما يتعين دراسة وتحديد وتخفيف الآثار البيئية المتعددة والمتعلقة بحركة المرور الحالية بشكل كافٍ، كما هو مطلوب بموجب القانون لمشاريع من هذا النوع في معظم الولايات القضائية.

تتميز مسارات المشاة والدراجات المنفصلة عن مستوى الطريق بصغر مساحتها نسبيًا، نظرًا لعدم تقاطعها عادةً مع ممرات النقل ذات الكثافة المرورية العالية (الطرق السريعة تحديدًا) التي قد تعبرها دون توفير الأمان الذي يوفره معبر منفصل عن مستوى الطريق. مع ذلك، تُسبب معابر المشاة المنفصلة عن مستوى الطريق والمزودة بدرجات مشاكل في سهولة الوصول، وقد تتعارض مع قانون الأمريكيين ذوي الإعاقة في الولايات المتحدة. تحتوي بعض المعابر على مصاعد ، لكن استخدامها قد يستغرق وقتًا طويلًا وغير مريح، كما أن العديد من جسور المشاة والأنفاق السفلية هذه مهجورة ومغلقة. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

قد تؤدي الطرق ذات المستويات المنفصلة التي تسمح بحدود سرعة أعلى إلى تقليل السلامة فعلياً بسبب "التداخل" (انظر أدناه)، وزيادة احتمالية وقوع التصادمات بما يتناسب مع الطلب المتزايد، فضلاً عن الشعور الزائف بالأمان الناتج عن رتابة القيادة لمسافات طويلة بسرعات عالية مع قلة أو انعدام التحفيز والنشاط الذي توفره الطرق ذات المستويات المختلفة من خلال إشارات المرور ومعابر المشاة والمنعطفات والتقاطعات الأكثر تكراراً. ^{[ 7 ]}

يُستخدم هذا المصطلح على نطاق واسع لوصف تقاطع طرق لا ينقطع فيه التدفق المباشر لحركة المرور على طريق واحد أو أكثر. فبدلاً من الاتصال المباشر، يتعين على حركة المرور استخدام مداخل ومخارج الطرق ( في الولايات المتحدة وأستراليا ونيوزيلندا ) أو الطرق الفرعية ( في المملكة المتحدة وأيرلندا ) للوصول إلى الطرق الأخرى عند التقاطع. ويُطلق على الطريق الذي يمر عبر التقاطع أيضاً اسم الطريق المنفصل المستويات .

عادةً ما تُختار الطرق السريعة الرئيسية ، أو الطرق السريعة ذات المسارين ، أو الطرق المزدوجة ، لتكون ذات تقاطعات متعددة المستويات، إما على امتدادها بالكامل أو لجزء منها. يُحسّن فصل المستويات بشكل كبير من سعة الطريق مقارنةً بطريق مماثل ذي تقاطعات على مستوى الأرض. على سبيل المثال، من النادر جدًا العثور على تقاطع على مستوى الأرض على طريق سريع بريطاني ؛ ويكاد يكون مستحيلاً على طريق سريع بين الولايات في الولايات المتحدة ، مع وجود بعض الأمثلة.

إذا كان بإمكان حركة المرور عبور التقاطع من أي اتجاه دون أن تضطر إلى التوقف، فإن التقاطع يوصف بأنه منفصل تمامًا عن مستوى الطريق أو ذو تدفق حر .

في الطرق ذات التقاطعات متعددة المستويات، ينتج التداخل المروري عن وضع مخرج الطريق على مسافة قصيرة بعد مدخله، مما يُسبب تداخلاً بين حركة المرور التي تحاول الخروج من الطريق عند التقاطع التالي وحركة المرور التي تحاول الدخول من التقاطع السابق. وتكثر هذه المشكلة عندما يضع مصمم التقاطع مدخل الطريق قبل مخرجه (كما في تقاطع البرسيم )، أو في المناطق الحضرية ذات التقاطعات المتقاربة. ويُعد الطريق الدائري لمدينة كوفنتري في إنجلترا مثالاً صارخاً على ذلك ، وكذلك أجزاء من الطريق السريع M25 الجنوبي، والطريق الدائري للندن ، وتقاطع M6/M5 شمال غرب برمنغهام ، وتقاطع A4/M5 غرب بريستول . ويمكن أن يتسبب التداخل المروري في حوادث تصادم جانبية على الطرق السريعة التي تصل سرعتها القصوى إلى 200 كم/ساعة (120 ميل/ساعة) ، فضلاً عن مشكلة النقاط العمياء.  

في التقاطعات ذات التصاميم غير المألوفة، قد يُمثل التداخل المروري مشكلةً خارج الطريق الرئيسي. فعلى سبيل المثال، نجد التقاطع رقم 7 على الطريق السريع M6، حيث يتعين على حركة المرور القادمة إلى الدوار من مخرج الطريق السريع M6 المتجه شرقًا أن تتداخل مع حركة المرور الموجودة بالفعل على الدوار والراغبة في استخدام مدخل الطريق السريع M6 المتجه غربًا. ويعود ذلك إلى أن الطرق الفرعية على الجانب الغربي من التقاطع تتصل بالدوار من داخل القوس الشرقي، وليس من خارج القوس الغربي كما هو معتاد. ويرتبط الطريقان الفرعيان بمسار واحد داخل الدوار، والذي يجب على حركة المرور الراغبة في استخدام مدخل الطريق السريع المتجه غربًا الانضمام إليه، بينما يتعين على حركة المرور القادمة من مخرج الطريق السريع المتجه شرقًا الخروج منه.

يمكن التخفيف من التداخل باستخدام الطرق المجمعة/الموزعة أو المنحدرات المتشعبة ^{[ 8 ]} لفصل حركة المرور الداخلة والخارجة.

في مجال إنشاء السكك الحديدية، يعني فصل المستويات تجنب التقاطعات السطحية، وذلك بجعل أي طرق أو ممرات مشاة تعبر الخط تمر إما أسفل السكة الحديدية أو فوقها عبر جسور . يُحسّن هذا بشكل كبير من السلامة، وهو أمر بالغ الأهمية لتشغيل خطوط السكك الحديدية عالية السرعة بأمان. لا يُسمح عمومًا بإنشاء تقاطعات سطحية جديدة، خاصةً لخطوط السكك الحديدية عالية السرعة ، وقد أصبحت التقاطعات السطحية أقل شيوعًا بشكل متزايد نتيجةً لزيادة حركة المرور على الطرق والسكك الحديدية. ^{[ 11 ]} تُبذل جهود لإزالة التقاطعات السطحية في المملكة المتحدة من قِبل شركة "نتورك ريل" ، وفي ملبورن كجزء من مشروع إزالة التقاطعات السطحية .

كان امتداد خط سكة حديد جريت سنترال في لندن ، الذي شُيّد بين عامي 1896 و1899، أول خط سكة حديد منفصل تمامًا عن مستوى الأرض من هذا النوع في المملكة المتحدة. وينطبق هذا أيضًا على القطارات الخفيفة وحتى على الترام .

بُذلت محاولات لزيادة سعة خطوط السكك الحديدية من خلال إنشاء تقاطعات ذات مستويات مختلفة، بدلاً من استخدام التقاطعات المستوية التقليدية لتغيير المسارات. يُعرف هذا النوع من التقاطعات باسم " التقاطع الطائر" ، وهو ليس تقاطعًا مستويًا .

في عام 1897، استخدمت شركة سكك حديد لندن والجنوب الغربي (LSWR) تقاطعًا علويًا عند تقاطع وورتينغ جنوب باسينغستوك للسماح بتقارب حركة المرور على خطي سالزبوري وساوثامبتون دون تعارض؛ وقد عُرف هذا باسم "جسر باتلداون العلوي". وفي بريطانيا أيضًا، استخدمت شركة سكك حديد الجنوب لاحقًا التقاطعات العلوية على نطاق واسع في أجزاء أخرى من خطها الرئيسي المزدحم سابقًا التابع لشركة LSWR.

اليوم في بريطانيا، تتعامل مجموعة التقاطعات الطائرة المتراصة بإحكام ^{[ 12 ]} شمال محطة سكة حديد كلافام جانكشن - على الرغم من أنها من الناحية الفنية عبارة عن مزيج من العديد من التقاطعات - مع أكثر من 4000 قطار يوميًا (حوالي قطار واحد كل 15 ثانية).

لا تكاد توجد خطوط سكك حديدية رئيسية تتقاطع (تشكل شكل "X" ) على مستوى مسطح (على الرغم من أن العديد منها يتباعد - أي شكل "Y").

في معظم خطوط السكك الحديدية فائقة السرعة ، تتطلب السرعة العالية فصل المستويات. ولذلك، فإن العديد من هذه الخطوط مرتفعة، خاصة في تايوان واليابان ، حيث الكثافة السكانية على طول هذه الخطوط أعلى منها في فرنسا أو إيطاليا أو ألمانيا.

في الولايات المتحدة، اكتمل إنشاء تقاطع سكك حديدية على خط نيكل بليت رود المار بمدينة كليفلاند بولاية أوهايو عام ١٩١٣. وقد استُخدم هذا التقاطع بكثرة لاحقًا على الخطوط الرئيسية لسكك حديد بنسلفانيا سابقًا . وتُعد هذه الخطوط جزءًا من ممر الشمال الشرقي وممر كيستون ، المملوكين حاليًا لشركة أمتراك . أما أكثر هذه التقاطعات تعقيدًا، والواقع بالقرب من حديقة حيوان فيلادلفيا ، فيُستخدم لإدارة حركة قطارات شركات أمتراك، وسيبتا ، ونيوجيرسي ترانزيت ، ونورفولك ساوثرن ، وسي إس إكس ترانسبورتيشن ، وكونريل .

في ما يُعرف باسم "المنطقة 1520" ، والتي تشمل الاتحاد السوفيتي السابق ومناطق أخرى تستخدم نفس المقياس، توجد نقطة فصل الدرجات الأكثر تعقيدًا في ليوبوتين في أوكرانيا .