高速列車一般採用閉塞區間防止追尾

       鐵路從一開始就有一套保障行車安全的設備和措施，這就是鐵路信號系統。鐵路信號系統用規定的信號顯示指示司機行車，在區間內，鐵路信號系統靠閉塞方法保證列車安全。通俗的説法就是，列車在行進過程中要有一段其他列車不能進入的安全區間。
       鐵路誕生之初，為了不讓前後列車發生追尾事故，人們首先想到的是用時間間隔方法，但安全隱患嚴重。1842年，英國人庫克提出了空間間隔法，就是讓列車之間保持一定的車距。但由於火車和汽車不一樣，不可能靠目視來保持車距，於是就依靠軌道電路來解決。鋼軌是導電的，將閉塞區間內的一段一段鋼軌彼此絕緣，利用閉塞區間內的左右兩根鋼軌構成一個獨立的電氣回路。信號在軌道電路上流動，一旦有列車進入閉塞區間，信號電流就被車輪和車軸短路，閉塞區間入口就沒有電流，設置在閉塞區間入口的繼電器就會斷開，這樣信號燈就會顯示為紅燈，禁止其他列車駛入。

列車上都有自動檢測系統，能夠保持車距強制停下

       據鐵路專家介紹，一般的高速電氣化列車，都能通過鐵軌的軌道電路定位前方列車的位置。列車本身有一套自己的信號接收系統，能夠接收軌道電路上的信號，從而在安全距離以外減速或者停車。這樣即便發生故障，列車不受中央控制系統調度而是改為人工控制，後方列車也能通過軌道信號發現前方列車位置。日本的新幹線一個閉塞區間為1.2km-1.5km，而中國的為2km左右。

即便軌道信號故障，也只影響行車不影響安全

      考慮到會有一些原因，比如自然原因或軌道老化等問題，會出現軌道破損，繼電器甚至信號電源本身出現故障，那麼長期保持通路的開關就不會斷開，後面的列車就有可能會進入前車的閉塞區間。在這種情況下，只要系統檢測出故障，無論故障區域有沒有列車，都會默認故障區有列車，傳達到中央控制系統，禁止其他列車進入。也就是故障導向安全，當出現故障時，寧可影響行車，讓列車慢速或者停車，也不會冒險影響安全。

在信號發射和接收系統出問題時，還有人工監控

      日本新幹線是世界領先的高速鐵路。以東海道-山陽新幹線的調度中心為例，在新幹線開通之初，採用的是CTC（列車集中控制裝置），在調度中心進行集中控制。在調度中心的CTC顯示板上，顯示出各個列車的具體位置和番號，調度員一邊確認，一邊通過手動控制車站道岔等設置列車進路。後來隨著列車運行數量的增加，1995年採用全新的COSMOS自動控制系統。在日本人的安全理念中一直認為人的錯誤是無法避免的，儘量用機器計算替代人工調度以避免人為錯誤的發生。但就算現在已經基本上不用司機，日本方面還是留了充足的時間去做試運行以及人工控制，日本人要求人和機器的完美配合，系統出現任何故障時，人都能發現並接解決處理。1965年新幹線在名古屋發生車軸斷裂事故，當時發現故障的就是有經驗的列車員，避免了火車脫軌。其實日本的“安全神話”， 在於時刻不放鬆的詳盡的事前控制，在於如何最大限度地將不安全因素控制在最小範圍內。

日本新幹線採用的是目標—距離曲線列控系統

      新幹線在設計時採用的是階梯式控制列控系統，也就是説，在列車距離前方列車一定的閉塞區間的時候，速度隨著與前一輛列車的靠近而遞減。比如一輛時速270公里的列車，在距離前方6個區間的時候，速度就依次變成了230，230,170,170,120,直到30，而後停止。這種ATC階梯的控制模式曾為新幹線的安全運行做出了不可磨滅的貢獻。但這種模式的缺陷在於影響列車性能的發揮，出現一些小事故後就會晚點。後來日本又開發了目標-距離曲線速度控制模式，後方列車實時計算出自己所處的位置距離前方目標點的距離，形成一次性制動曲線控制新幹線的運行。這套系統將中央控制系統和列車的自動接收信號系統相結合，實現了安全上的雙保險。

調度、避撞系統未起作用曾導致列車相撞

      據一位熟悉日本新幹線的專家介紹，在ATC控制系統之下，日本的新幹線沒有發生過有人員傷亡的追尾事故。但調度上出現問題時候，還是有很大風險。他談及日本新幹線曾發生過空車追尾事故。當時是一輛載客進站的列車在所有乘客下車後駛回站內停靠，與迎面而來的一列即將進站載客的列車相撞追尾，所幸兩輛車上都沒有人，但這樣的問題顯然是調度系統故障。2010年7月22日淩晨，新幹線一輛進行設備檢查的維修列車與另一輛維修列車在神戶市的須磨隧道相撞，其中一輛維修列車脫軌。對於此次事故的原因，工作人員稱“維修車本身裝備避撞系統，與其他列車相距不足300米時會發出警告音，距離更近時會自動剎車”。據調查，其中調度系統和維修車本身的避撞信號問題都是發生追尾的原因。

但日本的徹查保證事故不會發生第二次

      日本新幹線運營47年沒有人員傷亡也不僅僅是技術上的功勞。實際上，日本新幹線的安全神話更重要的是在安全理念，他們絕不允許同樣的事故再發生第二次。一旦發生安全事故，要求務必徹查原因，還要保證公開。無論用多長時間，一定要追查到底。日本的運輸安全委員會是完全獨立的，獨立於任何行政機構，連首相都不能過問。首先，必須及時通報事故的發生；之後委員會指定事故調查官；進入事故調查，委員會的調查對象必須認真回答委員會提出的問題，甚至提交書面回答；之後，將調查內容交給技術專家進行詳盡的分析，包括在實驗室內的倣真模擬甚至實車再現，總之務必保證完全再現事故現場的條件；隨後是就分析結果舉辦聽證會，接受遇難者家屬和社會公眾的質疑；然後會發佈詳盡的事故調查報告；最後會按照調查結果進行事故追責。事故剛發生時，會將鐵路公司的最上層免職，這是處理行政責任。在調查結果出結論之後，會由法院再行認定司法責任人，依法進行相應的處罰。

中國動車採用CTCS2控制系統，閉塞區間為2km

       一位參加高鐵設計論證的鐵道部專家稱，甬溫線事故發生後，他十分痛心。據他介紹，他曾參與了多次高鐵的論證，認為現在中國的動車和高鐵都還是很安全的。即便高鐵可能會出現問題，也不應該是信號等方面，他個人擔心的是地震影響和材料斷裂。和日本不同，日本作為一個地震高發的國家，新幹線軌道周圍有幾百個地震監測裝置，現在可以在2秒鐘之內監測出地震的震級和大概影響範圍，新幹線列車可以自動控制進行減速最後安全停車。而材料問題則是指鐵軌或者列車的軸承輪對等發生斷裂或故障，這也是當初德國事故發生的主要原因，目前日本已經改進了生産工藝。中國這些關鍵部件還是依靠進口，但是如果後期的保養以及檢修不到位，還是不排除會出現問題的可能，因為“沒有什麼是百分之百安全的”。現在和諧號列車的維修保養和日本基本是一個標準的，即行駛120萬公里後要徹底大修。
       目前中國的動車使用的CTCS2控制系統，和日本的系統不一樣，有一個地面應答器。CTCS信號控制系統適用於各種限速區段，地面不設信號機，機車乘務員憑車載信號行車。在實際運行中，中國的CTCS2系統應該也是很安全的，通過地面的信號裝置和車載的裝備之間實現信號傳輸，保證列車安全運行。而且據專家介紹，現在的電氣化鐵路上的列車都有自動控制測速防追尾的檢測裝置，這和日本的列車是相似的。CTCS2應該能夠保證兩列車之間有8個閉塞區間一共約16Km的安全距離，兩列車絕不能進入同一閉塞區間。一旦檢測到車輛距離過近，這套列控系統會採取緊急制動保證列車不會衝撞。

信號燈故障，但CTCS2和列車的運營調度是照章運行的

       根據上海鐵路局公佈的事故原因以及現有新聞報道披露的信息，地面信號燈故障，於是前車D3115與調度中心聯絡要求切換到非常站控，駛入已經故障的紅燈指示區。CTCS2系統在正常運行調度的情況下，會指示列車遇到紅燈時強制停下，D3115要駛入紅燈區域就必須切斷CTCS2系統的控制，也就是通過與調度人員協調，轉入人工調度，由列車駕駛員操作列車目視通過紅燈指示區域。D3115雖然到了信號故障區域，行駛仍舊符合規章。D3115要在紅燈區域行駛，列車的安全控制系統ATP會自動限速為20公里每小時。到此為止，都沒有問題。
       再説D301，按照《南方週末》的報道，D301因晚點運行也和調度人員協調，調度指令是重新開車，仍然在CTCS2系統信號指示下行進。在當時前方區域信號故障，系統仍然正常調度的情況下這個指令也沒有問題。因為調度人員默認的是D301按照信號行駛，遇到紅燈會自動停下，而故障區域必然顯示紅燈，所以就不會和D3115發生追尾。

但未想到的是故障未能按照理論上顯示為紅燈

      事實上，事故地段的信號故障並沒有按照鐵路設計顯示為紅燈，而是發出了綠燈信號。而對於信號系統為何會出現這樣的故障顯示，目前也沒有一個令人信服的解釋，有解釋稱信號故障是雷電引起的。但據有關鐵路專家介紹，因為電氣化鐵路的防雷技術是十分過關的，沒有想到雷電會導致如此大的信號問題。但另外一個問題是，列車不是都有自動制動系統，能夠檢測前車信號剎車防追尾嗎？D301次車為何沒有檢測到D3115次列車的信號？據專家的解釋，最大的可能是D3115次列車進入的故障區域的信號已經無法傳達出去，才有了CSTS2和其他車輛都檢測不到D3115的情況，此時，唯一能指望的就是調度人員的及時監控了。

此時能夠避免兩車追尾的只有中央調度室的工作人員

       調度室工作人員負責監管各個自動控制系統上的列車。信號燈故障後，調度人員也是按照規章操作，讓D3115進入紅燈區域運行，但很有可能他們沒有及時發現後面已經在全速行駛的D301列車，未能及時通知到D301次列車，才有了這樣的追尾慘劇。其實，如此縝密的調度和監控，本應該是電腦監控自動完成的，只有離開了CTCS2控制系統故障導向安全設計以及列車自動制控系統後，才會轉向人工。而此次事故的偶然與必然就在於，前三項因為信號的傳輸問題全部失靈了，才轉向了依靠人的監控。日本在設計新幹線運營的時候是設置重重保險儘量避免由人操作，而我們卻因為一個因素導致重重安全系統全部出現問題，那麼問題就不簡單是信號燈的責任，而是在信號、控制系統、調度等運籌環節的整體設計上。