為什麼雷電會導致停駛？為什麼會追尾？上海鐵道部指出，事故發生原因，是D3115次列車遭到雷擊引致設備故障，被後方駛來的D301猛烈撞擊。有關說法遭到專家和網民強烈質疑，諷刺中國自主研發、用於防止列車追尾的「自動閉塞系統」形同虛設，「居然在斷電面前一無是處、束手無策」。專家懷疑，事故中或涉及人禍，並且擔心影響中國高鐵技術的出口。
鐵道部2007年曾表示，自主研發的「自動閉塞系統」可以控制一條鐵路上多列動車組安全間隔時間，將兩列高速運行的動車組，間隔時間控制在五分鐘，防止追尾事故發生。不過，這個系統在前日的慘劇中卻形同虛設。
西南交通大學教授彭其淵認為，這次事故十分罕見，因為「動車的安全性很高，追尾這種事是不太可能發生」。他認為，事故可能是信號設備在雷暴天氣下出現故障導致。事實上，在本次追尾事故發生前，一通車還不滿月的京滬高鐵，即於7月10日因雷擊斷電誤點，12日再因供電設備故障再誤點。
有專家懷疑，事故中涉及人為因素，因為單純的惡劣天氣，不可能導致整個「自動閉塞系統」失效。中國工程院院士、北京交通大學教授王夢恕表示，在正常行駛過程中，如果前方有車停下來，「自動閉塞系統」會通過信號提示後面的車。如果系統因斷電等原因沒有運行，列車的行駛就主要依靠人工進行。因此，司機的判斷和操作是動車行駛中至關重要的因素。
「現在他們沒天沒夜地開，有時候無法保證休息。」王夢恕說，目前軌道駕駛專業人才非常緊缺，司機疲勞行駛偶有發生，或者也是悲劇發生的重要原因之一。一直反對香港興建高鐵的公共專業聯盟主席黎廣德認為，「和諧號」列車事故肯定會帶來相當大的打搫，他擔心香港高鐵落成後會淪為「大白象」工程。
中國高速鐵路列車雖已開出350公里的時速，但是系統管理根本就沒跟上。日本新聞網指出，這一層厚厚的陰影將嚴重阻礙中國高鐵技術的出口，中國高鐵駛入華盛頓的夢想也許會因此破滅，與俄羅斯、巴西、中東等地區達成的出口中國高鐵的協定也將因此而擱淺。
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