到台铁所属的保安站、中洲站的直线距离仅四公里，若能有效整合台铁捷运化路线进行衔接，将能「方便旅客接驳转乘、促进地方发展」，遂指示优先办理「高铁台南站与台铁车站间最佳之衔接路线」，交通部便依指示展开「台铁台南沙崙支线计画」的规画，于2003年1月委託中华顾问工程司办理相关规画作业。中华顾问司评估，沙崙支线将以台铁系统型式自中洲站新辟支线岔出，并东行6.4公里与高铁台南站共站，路线全长约6.52公里，建设经费约58.43亿元。2004年11月5日，行政院以院台交字第0930048842号函正式核定「台铁台南