經事故調查組查明，在未進行風險識別、未採取有針對性防範措施的情況下，申通集團維保中心供電公司簽發了不停電作業的工作票，並經上海地鐵第一運營有限公司同意，9月27日13時58分，上海自動化儀表股份有限公司電工在進行地鐵10號線新天地車站電纜孔洞封堵作業時，造成供電缺失，導致10號線新天地集中站信號失電，造成中央調度列車自動監控紅光帶、區間線路區域內車站列車自動監控面板黑屏。地鐵運營由自動系統向人工控制系統轉換。
此時，1016號列車在豫園站下行出站後顯示無速度碼，司機即向10號線調度控制中心報告，行車調度員命令1016號列車以手動限速（RMF）方式向老西門站運行。14時，1016號列車在豫園站至老西門站區間遇紅燈停車，行車調度員命令停車待命。14時01分，行車調度員開始進行列車定位。14時08分，行車調度員發布調度命令，交通大學站至南京東路站上下行區段實行電話閉塞法行車。
14時35分，1005號列車持路票從豫園站發車。14時37分，1005號列車以54公里／小時的速度行進到豫園站至老西門站區間彎道時，發現前方有列車（1016號）停留，隨即採取制動措施，但由於慣性仍以35公里／小時的速度與1016號列車發生追尾碰撞。
經事故調查組認定，事故的直接原因是：地鐵行車調度員在未準確定位故障區間內全部列車位置的情況下，違規發布電話閉塞命令；接車站值班員在未嚴格確認區間線路是否空閑的情況下，違規同意發車站的電話閉塞要求，導致地鐵10號線1005號列車與1016號列車發生追尾碰撞。
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