国务院事故调查组严格按照科学严谨、依法依规和实事求是的原则，通过周密细致的现场勘察、检验测试、技术鉴定、调查取证、综合分析和专家论证，查明“7·23”甬温线特别重大铁路交通事故的原因是：通号集团所属通号设计院在LKD2-T1型列控中心设备研发中管理混乱，通号集团作为甬温线通信信号集成总承包商履行职责不力，致使研发的LKD2-T1型列控中心设备存在严重设计缺陷和重大安全隐患。铁道部在LKD2-T1型列控中心设备招投标、技术审查、上道使用等方面违规操作、把关不严，使其上道使用。当温州南站列控中心采集驱动单元采集电路电源回路中保险管F2遭雷击熔断后，采集数据不再更新，错误地控制轨道电路发码及信号显示，使行车处于不安全状态。雷击也造成5829AG轨道电路发送器与列控中心通信故障，使从永嘉站出发驶向温州南站的D3115次列车超速防护系统自动制动，在5829AG区段内停车。因轨道电路发码异常，司机三次转目视行车模式起车受阻，7分40秒后才转目视行车模式以低于20公里/小时的速度向温州南站缓慢行驶，未能及时驶出5829闭塞分区。因温州南站列控中心未能采集到前行D3115次列车在5829AG区段的占用状态信息，使温州南站列控中心管辖的5829闭塞分区及后续两个闭塞分区防护信号错误地显示绿灯，向D301次列车发送无车占用码，导致D301次列车驶向D3115次列车并发生追尾。上海铁路局有关作业人员安全意识不强，在设备故障发生后，未认真正确履行职责，故障处置工作不得力，未能起到可能避免事故发生或减轻事故损失的作用。
经调查认定，通号集团、铁道部和上海铁路局在这起事故中负有以下责任。
通号集团及其下属单位在列控产品研发和质量管理上存在严重问题。通号集团履行甬温线通信信号集成总承包商职责不力，对相关重点设备研发情况不跟踪、不过问，监督管理缺失。通号设计院在未全面了解LKD1-T型列控中心设备升级平台研发过程、进度的情况下，仅凭其所属的列车自动控制研究所（以下简称列控所）负责人口头汇报，即同意启动升级平台研发工作；对列控中心设备研发设计审查不严，未能保证提供的信号产品达到“故障导向安全”的根本要求。通号设计院列控所草率研发LKD2-T1型列控中心设备，未组织正式的研发设计团队，研发工作管理混乱；对设备研发设计过程管理控制不严格，未对列控中心设备开展全面评审，也未进行单板故障测试，未能查出列控中心设备在故障情况下不能实现导向安全的严重设计缺陷。
铁道部及其相关司局（机构）在设备招投标、技术审查、上道使用上把关不严。铁道部执行基本建设程序不规范、不认真，片面追求工程建设速度，对安全重视不够，对客运专线系统集成工作管理不力；运输局、科学技术司等相关职能部门在LKD2-T1型列控中心设备招投标、技术审查、上道使用等多个环节违规操作、把关不严，进行无依据、不规范的技术预审查，同意没有经过现场测试和试用的LKD2-T1型列控中心设备上道使用。
上海铁路局及其下属单位应急处置不力。上海铁路局安全基础管理薄弱，执行应急管理规章制度、作业标准不严格，对职工履行岗位职责和遵章守规情况监督检查不到位；有关负责人在事故抢险救援中指挥不妥当、处置不周全；车务、电务、工务系统相关作业人员在故障处理中存在违规作业行为。
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