經刑事警察局鑑定，這根鋼管爆裂物內含硫粉、次氯酸鉀和鋁粉，爆炸威力比黑火藥更猛烈，若爆裂物中再加入彈珠、鐵片等內容物，傷亡恐更慘重。同一時間，警方在車廂的女廁發現一個暗紅色的帆布包，打開一看，裡面除了一綑黑色膠帶，還有便利商店的塑膠袋、老花眼鏡、鑿子及一條手機充電線，研判應是歹徒對爆裂物進行「加工」的工具。
但弔詭的是，警方並未在鋼管爆裂物上，發現任何引爆裝置，歹徒究竟如何引爆炸彈，成為調查重點。另外，專案小組過濾監視器，初步排除多人犯案的可能，因此將調查範圍縮小，研判應只有一名犯人，也不是恐怖攻擊。
王寶章透露，警方分批查訪車廂內的傷者，其中2人目擊炸彈客的身影和犯案過程。一名女性傷者表示，曾看到一名男子持打火機欲點燃爆裂物；另一名男性傷者則告訴警方，看到一名可疑男子，手上有不明拉環，炸彈可能就是由他引爆。
專案小組根據目擊者的說法，比對監視器畫面，發現案發後癱坐在引爆點旁的55歲男子林英昌嫌疑最大，爆炸當時他身著白衣，胸前滿是鮮血，送醫急救後因傷重昏迷。警方到醫院採集林的衣物，發現有大面積金屬和火藥成分殘留，再經指紋及血液比對，確定與車廂廁所內帆布包上的DNA吻合。
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