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公路交通基础设施作为公共基础设施的重要组成部分,对国民经济增长起着重要作用。国内外对于交通基础设施与经济发展的研究也已经十分的广泛,运用数学模型的研究手段探究交通基础设施与经济发展的定量关系,以及研究不同区域间交通基础设施与经济的空间溢出效应是目前研究交通基础设施与经济发展相互关系的一个重要方向。我国作为一个地域辽阔的国家,其不同地区受地理、自然、社会经济等因素的影响导致经济发展不平衡,交通基础设施发展对我国不同区域经济的影响也有所差异。因此深入研究交通基础设施发展对区域经济增长的作用机理,探索两者间的量化关系与区域内存在的空间溢出效应,为区域的发展政策提供理论参考,有益于区域经济发展的可持续性。本文以湖南省作为研究对象,结合湖南省内十四个市州的地理区位与省内区域规划为参考,将湖南省划分为三大区域,即环长株潭区域、湘南区域与大湘西区域。使用湖南省2000年至2017年十四个市州的面板数据,结合时间序列协整理论模型与空间溢出模型为研究手段,定量分析了湖南省近十几年来各区域公路交通基础设施投资与区域经济发展的相互关系以及各区域间的空间溢出效应。研究结果表明:在湖南省近十几年公路交通基础设施与区域经济的发展过程中,环长株潭区域与大湘西区域在居民经济增长与公路交通基础设施投资之间均表现出存在一种长期均衡稳定的量化关系,环长株潭区域公路交通基础设施投资对区域经济GDP的产出弹性系数为0.717,大湘西区域公路交通基础设施投资对GDP的产出弹性系数为0.488。而在基于湖南省三大区域的空间溢出模型研究中,本文实例验证了环长株潭区域与湘南区域公路基础设施对区域经济的空间负溢出效应存在。并且综合分析湖南省各区域公路基础设施的直接效应与溢出效应,认为湖南省三大区域公路基础设施对区域经济均表现为正向促进作用,且大小排序为:环长株潭区域>湘南区域>大湘西区域。根据研究结论,湖南省应因地制宜的开展公路交通基础设施投资与规划,促进区域经济持续发展。在本文最后,根据主要研究结论对湖南省的公路交通建设发展布局提出了几点参考建议。