桃園空港(12:55)～台中(16:30)

値段を考えず、速さのみを追究するなら、

空港～タクシー移動～高速鉄道桃園駅～高速鉄道台中駅でしょう。

問題点として、12:55桃園空港着ですが、この近辺(12:45～13:00)でJAAを含めて7本が着きます。到着時間が遅くなると入国に時間がかかる事もあるでしょう。

台中16:30とありますが、台中は大きな街なので最終目的地が台中のどこかということでしょう。
他の方も書いていますが、高速鉄道台中駅は少し離れた場所にあり、台中のホテル等が集まる中港路まで少し距離が。
バスだと、空港～台中のバスは多くない事、時間が読めない事から16:30に遅れる可能性が高いことですね。